Limited-Slip Differential
Уменьшайте различие скорости между двумя подключенными валами
Описание
Блок Limited-Slip Differential представляет дифференциал ограниченного промаха (LSD), который является блоком механизма, который может уменьшать различие скорости между двумя подключенными валами. Блок моделирует механизм LSD как структурный компонент, который комбинирует дифференциал и муфту.
Дифференциальный компонент в блоке LSD является открытым дифференциалом. Открытый дифференциал является механизмом механизма, который позволяет двум управляемым валам вращаться на различных скоростях. В автомобиле дифференциал позволяет внутренним колесам вращаться более медленно, чем внешние колеса, когда транспортное средство образовывает угол. Транспортное средство, которое имеет валы колеса, которые соединяются открытым дифференциалом, может застрять, когда только один из промахов колес и затем вращается свободно из-за потери тяги. Это, которое транспортное средство прекращает перемещать, потому что карданный вал подает меньше питания к колесу с тягой, чем оно, предоставляет к прялке.
В том же сценарии менее вероятно, застрянет транспортное средство, которое имеет LSD, потому что это содержит блок муфты, который может передать степень к колесу, которое сохраняет тягу. Компонент муфты в блоке LSD является муфтой сцепления, которая имеет два набора плоских пластин трения. Муфта участвует, когда поданное давление превышает пороговое давление обязательства. В LSD пружинная предварительная нагрузка, которая разделяет механизмы солнца, нажимает пластины в обоих наборах вместе. Когда колеса испытывают дифференциал тяги, механизмы шестерни планеты порождают дополнительную силу в направлении колеса высокой тяги. Если дополнительное давление превышает порог обязательства, блок муфты участвует. Обязательство позволяет карданному валу передавать больше степени к медленнее вращающемуся колесу высокой тяги. Дополнительная степень уменьшает различие в скорости этих двух валов. Поскольку колесо высокой тяги продолжает вращаться, транспортное средство продолжает перемещаться.
Рисунок показывает ориентацию главных компонентов в механизме LSD.
Блок Limited-Slip Differential моделирует механизм LSD как структурное компонентно-ориентированное на Simscape™ Driveline™
блоки Disk Friction Clutch и Differential. Дифференциальный механизм, смоделированный блоком Differential, является структурным компонентно-ориентированным на двух других блоках Simscape Driveline, Simple Gear и Sun-Planet Bevel. Блок-схема показывает структурные компоненты LSD.
Порты блока Limited-Slip Differential сопоставлены с карданным валом (порт D) и два управляемых вала (порты S1 и S2), которые соединяются, солнце - связывает с колесами.
Блок позволяет вам задать инерцию только для поставщика услуг механизма и внутренних механизмов планеты. По умолчанию инерция внешних механизмов принята незначительная. Чтобы смоделировать инерцию внешних механизмов, соедините Simscape блоки Inertia с D, S1 и портами S2.
Таблица показывает направление вращения управляемых портов вала для различной параметризации блока и входных условий.
| Направление вращения управляемых портов вала (S1 и S2) | Коронуйте местоположение механизма относительно средней линии | Направление вращения порта карданного вала (D) | Относительное уменьшение через дифференциал |
|---|
| Положительный | Право | Положительный | 0 |
|
| Право | Положительный | > 0 |
| Отрицательный | Право | Отрицательный | 0 |
|
| Право | Отрицательный | > 0 |
| Отрицательный | Левый | Положительный | 0 |
|
| Левый | Положительный | > 0 |
| Положительный | Левый | Отрицательный | 0 |
|
| Левый | Отрицательный | > 0 |
Модель
Чтобы исследовать математические модели на структурные компоненты блока Limited-Slip Differential, см.:
Опции порта
Блок Limited-Slip Differential предлагает эти опции порта:
Чтобы смоделировать тепловые потери, выберите Show thermal port. Тепловые порты сохраняют порты, что можно соединить с тепловыми портами сохранения на Основе Simscape Тепловые Библиотечные блоки для симуляции теплового потока и изменений температуры. Для получения дополнительной информации смотрите Тепловые Потери Модели в Компонентах Автомобильной трансмиссии.
Чтобы просмотреть или выбрать опцию порта, используйте один из этих методов:
Зависимости
Эти параметры включены, только если вы выбираете No thermal port:
Эти параметры включены, только если вы выбираете Show thermal port:
Temperature Sun-sun efficiency
Sun-sun efficiency
Carrier-driveshaft efficiency
Sun-carrier and driveshaft-casing power thresholds
Sun-carrier and driveshaft-casing viscous friction coefficients
Kinetic friction coefficient matrix
Static friction coefficient vector
Thermal mass
Initial temperature
Порты
Сохранение
развернуть все
D — Ведущий интерфейс вала
вращательное механическое устройство
Порт сопоставлен с карданным валом.
S2, S2 — Управляемые интерфейсы вала
вращательное механическое устройство
Порты сопоставлены с двумя валами механизма солнца.
H — Теплообмен
тепловой
Порт сопоставлен с тепловым потоком. Тепловой порт является дополнительным и является скрытым по умолчанию.
Зависимости
Чтобы включить этот порт, для , выбирают Show thermal port.
Параметры
развернуть все
Дифференциал
Crown gear location — Местоположение карданного вала
To the right of centerline (значение по умолчанию) | To the left of centerline
Местоположение конического механизма короны относительно средней линии блока механизма.
Carrier (C) to driveshaft (D) teeth ratio (NC/ND) — Передаточное отношение
4
Фиксированное отношение, g D, поставщика услуг связывает с продольным механизмом карданного вала.
Friction model — Фрикционная потеря
No meshing losses — Suitable for HIL simulation (значение по умолчанию) | Constant efficiency
Выберите, считать ли фрикционные потери от неидеала запутывающими из зубов механизма:
No meshing losses — Suitable for HIL simulation — Запутывающий механизм идеален, и потери приняты незначительные.
Constant efficiency — Передача крутящего момента между парами колеса механизма уменьшается постоянным КПД η, удовлетворяющий 0 <η ≤ 1.
Можно увеличить точность модели путем определения запутывающих потерь. Для аппаратно-программного моделирования, однако, если ваша модель не в реальном времени способный, рассматривают игнорирование фрикционных потерь. Для получения дополнительной информации о балансирующейся скорости и точности для симуляции в реальном времени с помощью моделей Simscape, смотрите Улучшающуюся Скорость и Точность (Simscape).
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, для , выбирают No thermal port.
Выбор Constant efficiency включает эти параметры:
Sun-sun and carrier-driveshaft ordinary efficiencies
Sun-carrier and driveshaft-casing power thresholds
Sun-carrier and driveshaft-casing viscous friction coefficients
Sun-sun and carrier-driveshaft ordinary efficiencies — Закрутите КПД передачи
[0.85, 0.92] (значение по умолчанию)
Вектор крутящего момента передает КПД [η SS
η D] для солнца-солнца и продольных поставщиком услуг meshings пары колеса механизма карданного вала, соответственно.
Зависимости
Включить этот параметр:
Для выберите No thermal port.
Для Friction model выберите Constant efficiency.
Temperature — Температура компонента
[280.0, 300.0, 320.0] W (значение по умолчанию)
Массив температур раньше создавал 1D интерполяционные таблицы температурного КПД. Значения массивов должны увеличиться слева направо. Температурный массив должен быть одного размера с каждым массивом КПД.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, для , выбирают Show thermal port.
Sun-sun efficiency — Механический КПД
[0.95, 0.9, 0.85]
Массив механического КПД со степенью, текущей из одного из солнца, связывает с другим. Каждое значение массивов является отношением выходной мощности к входной мощности при одной из температур в температурном массиве. Массивы температуры и КПД должны быть одного размера.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, для , выбирают Show thermal port.
Carrier-driveshaft efficiency — Механический КПД
[0.95, 0.9, 0.85]
Массив механического КПД со степенью, текущей из поставщика услуг механизма к продольному карданному валу. Каждое значение массивов является отношением выходной мощности к входной мощности при одной из температур в температурном массиве. Массивы температуры и КПД должны быть одного размера.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, для , выбирают Show thermal port.
Sun-carrier and driveshaft-casing power thresholds — Контур КПД
[0.001, 0.001] W (значение по умолчанию)
Вектор порогов степени pth, выше которого полная потеря КПД применяется, для поставщика услуг солнца и продольного преобразования регистра карданного вала [p S
p D], соответственно. Гиперболическая функция тангенса сглаживает коэффициенты полезного действия между нулем когда в покое и значениями, введенными интерполяционными таблицами температурного КПД в порогах степени.
Зависимости
Включить этот параметр:
Для выберите No thermal port.
Для Friction model выберите Constant efficiency.
или для , выберите Show thermal port.
Sun-carrier and driveshaft-casing viscous friction coefficients — Вязкость компонента
[0.0, 0.0] N*m/(rad/s) (значение по умолчанию)
Вектор коэффициентов вязкого трения [μ S
μ D] для поставщика услуг солнца и продольных заключающих в корпус карданный вал движений механизма, соответственно.
Зависимости
Включить этот параметр:
Для выберите No thermal port.
Для Friction model выберите Constant efficiency.
или для , выберите Show thermal port.
Carrier inertia — Момент инерции
0 kg*m^2 (значение по умолчанию)
Момент инерции поставщика услуг механизма планеты. Это значение должно быть положительным или нуль. Чтобы проигнорировать кольцевую инерцию поставщика услуг, введите 0.
Planet inertia — Момент инерции
0 kg*m^2 (значение по умолчанию)
Момент инерции объединенных механизмов планеты. Это значение должно быть положительным или нуль. Чтобы проигнорировать инерцию механизма планеты, введите 0.
Муфта
Number of friction surfaces — Количество поверхностей контакта
4
Номер, N, генерирующего трение контакта появляются в муфте.
Effective torque radius — Радиус приложения силы трения
130 mm (значение по умолчанию)
Эффективный радиус руки момента, reff, который определяет кинетический момент трения в муфте.
Preload force — Сожмите давление обязательства пластины
300 N (значение по умолчанию)
Усилие предварительной нагрузки, которое пружина проявляет на блоках пластины муфты. Должен быть больше или быть равным нулю.
Kinetic friction coefficient relative velocity vector — Абсолютная поверхностная скорость
[0.0, 100.0, 1000.0] rad/s (значение по умолчанию)
Задайте входные значения для относительной скорости как вектор. Значения в векторе должны увеличиться слева направо. Минимальное количество значений зависит от метода интерполяции, который вы выбираете. Для линейной интерполяции введите по крайней мере два значения на размерность. Для сплайн-интерполяции введите по крайней мере три значения на размерность.
Kinetic friction coefficient vector — Кулонов коэффициент трения, k K
[0.3, 0.22, 0.19]
[0.3, 0.28, 0.25]
Задайте выходные значения для кинетического коэффициента трения как вектор. Все значения должны быть больше нуля.
Kinetic friction coefficient matrix — Кулонов коэффициент трения, k K
[0.34, 0.32, 0.3; 0.3, 0.28, 0.25; 0.25, 0.2, 0.15]
Коэффициент кинетического трения должен быть больше нуля.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, для , выбирают Show thermal port.
Static friction coefficient vector — Кулонов коэффициент трения, k S
[0.4, 0.38, 0.36]
Задайте статические, или пиковые, значения коэффициента трения как вектор. Вектор должен иметь то же число элементов как температурный вектор. Каждое значение должно быть больше значения соответствующего элемента в кинетическом векторе коэффициентов трения.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, для , выбирают Show thermal port.
Friction coefficient interpolation method — Метод приближения выходного значения
Linear (значение по умолчанию) | Smooth
Методы интерполяции для аппроксимации выходного значения, когда входное значение между двумя последовательными узлами решетки. Чтобы оптимизировать производительность, выберите Linear. Чтобы произвести непрерывную кривую с непрерывными производными первого порядка, выберите Smooth.
Для получения дополнительной информации об алгоритмах интерполяции смотрите страницу с описанием блока PS Lookup Table (1D).
Методы экстраполяции для аппроксимации выходного значения, когда входное значение вне диапазона, указанного в списке аргументов. Чтобы произвести линию, соединяющую соседние значения в области экстраполяции и за пределами с областью интерполяции, выберите Linear. Чтобы произвести экстраполяцию, которая не выше самой высокой или ниже самой низкой точки в области данных, выберите Nearest.
Для получения дополнительной информации об алгоритмах экстраполяции смотрите страницу с описанием блока PS Lookup Table (1D).
Static friction coefficient — Кулонов коэффициент трения, k S
0.35
Безразмерный кулонов статический коэффициент трения, k S, применился к нормальной силе через муфту, когда муфта заблокирована. Статический коэффициент трения, k S, должен быть больше, чем кинетический коэффициент трения, k K.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, для , выбирают No thermal port.
Velocity tolerance — Подсуньте скоростной контур блокировки
0.001 rad/s (значение по умолчанию)
Максимальная скорость промаха, при которой муфта может заблокировать. Скорость промаха является различием со знаком между основой и угловыми скоростями вала последователя, то есть, . Когда кинетический момент трения является ненулевым, и переданный крутящий момент в статических пределах момента трения, затем блокировки муфты, если фактическая скорость промаха падает ниже скоростного допуска.
Initial state — Начальное состояние муфты
Unlocked (значение по умолчанию) | Locked
Состояние муфты в начале симуляции. Муфта может быть в одном из двух состояний, заблокированных и разблокированных. Заблокированная муфта ограничивает основу и валы последователя вращаться при той же скорости, то есть, как единый блок. Разблокированная муфта позволяет этим двум валам вращаться при различных скоростях, приводящих к промаху между пластинами муфты.
Тепловой порт
Thermal mass — Сопротивление компонента изменению температуры
50 J/K (значение по умолчанию)
Тепловая энергия, требуемая изменить температуру компонента одной степенью. Чем больше количество тепла, тем более стойкий компонент к изменению температуры.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, для , выбирают Show thermal port.
Initial temperature — Начальная температура компонента
300 K (значение по умолчанию)
Температура компонента в начале симуляции. Начальная температура изменяет КПД компонента согласно вектору КПД, который вы задаете, влияя на запутывающий запуск или потери на трение.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, для , выбирают Show thermal port.
Расширенные возможности
Генерация кода C/C++
Генерация кода C и C++ с помощью MATLAB® Coder™.
Смотрите также
Блоки Simscape
Введенный в R2017a
