Объединенный промах 2DOF колесо с диском, барабаном или сопоставленным тормозом
Vehicle Dynamics Blockset / Колеса и Шины
Блок Combined Slip Wheel 2DOF реализует продольное и боковое поведение колеса, охарактеризованного Волшебной Формулой [1] и [2]. Используйте блок в автомобильной трансмиссии и симуляциях транспортного средства, где низкочастотная дорога шины и тормозные усилия обязаны определять ускорение транспортного средства, торможение и сопротивление качению колеса. Блок подходит для приложений, которые требуют объединенного бокового промаха, например, в боковом движении и исследованиях устойчивости отклонения от курса.
На основе крутящего момента автомобильной трансмиссии, тормозного давления, дорожной высоты, угла изгиба колеса и давления инфляции, блок определяет уровень вращения колеса, вертикальное движение, силы, и моменты во всех шести степенях свободы (DOF). Используйте вертикальную степень свободы, чтобы изучить резонансы приостановки шины от дорожных профилей или движения шасси.
Чтобы реализовать Волшебную Формулу, блок использует эмпирические уравнения [1] и [2]. Подходящие коэффициенты использования уравнений, которые соответствуют параметрам блоков.
Обновить параметры блоков с подходящими коэффициентами из файла:
На Wheel and Tire Parameters> панель Tire, выберите Select file.
Выберите содействующий файл шины.
Выберите Apply.
Выберите Update mask values from file. В диалоговом окне, которое предлагает вам подтверждение, нажмите OK. Блок обновляет параметры.
Используйте параметр Brake Type, чтобы выбрать тормоз.
Тормозите установку типа | Тормозите реализацию |
---|---|
| 'none' |
| Тормоз, который преобразует давление в тормозном цилиндре в тормозное усилие |
| Симплексный барабанный тормоз, который преобразует приложенную силу и геометрию тормоза в сетевой тормозной момент |
| Интерполяционная таблица, которая является функцией скорости колеса и примененного тормозного давления |
Блок вычисляет инерционный ответ колеса, удовлетворяющего:
Потери оси
Тормозите и управляйте крутящим моментом
Утомите сопротивление качению
Оснуйте контакт через дорожный шиной интерфейс
Чтобы реализовать Волшебную Формулу, блок использует эти уравнения.
Вычисление | Уравнения |
---|---|
Продольная сила | Шина и Динамика аппарата [2] уравнения 4. E9 до 4. E57 |
Боковая сила - чистый занос | Шина и Динамика аппарата [2] уравнения 4. E19 до 4. E30 |
Боковая сила - объединенный промах | Шина и Динамика аппарата [2] уравнения 4. E58 до 4. E67 |
Вертикальная динамика | Шина и Динамика аппарата [2] уравнения 4. E68, 4. E1, 4. E2a, и 4. 2 миллиарда евро |
Опрокидывание пары | Шина и Динамика аппарата [2] уравнение 4. E69 |
Сопротивление качению |
|
Выравнивание момента | Шина и Динамика аппарата [2] уравнение 4. E31 до 4. E49 |
Выравнивание крутящего момента - объединенный промах | Шина и Динамика аппарата [2] уравнение 4. E71 до 4. E78 |
Входной крутящий момент является суммированием прикладного крутящего момента оси, тормозного момента, и момент, являющийся результатом объединенного крутящего момента шины.
В настоящий момент являясь результатом объединенного крутящего момента шины, блок реализует тяговые силы колеса и сопротивление качению с динамикой первого порядка. Сопротивлению качению параметризовали постоянную времени в терминах релаксационной длины.
Если тормоза включены, блок определяет торможение заблокированное или разблокированное условие на основе идеализированной сухой модели трения муфты. На основе условия тупика блок реализует их трение и динамические модели.
Если | Условие тупика | Модель трения | Динамическая модель |
---|---|---|---|
Разблокированный | |||
Заблокированный |
Уравнения используют эти переменные.
ω | Скорость вращения колеса |
a | Скорость независимый компонент силы |
b | Линейный скоростной компонент силы |
c | Квадратичный скоростной компонент силы |
Le | Утомите релаксационную длину |
J | Момент инерции |
My | Крутящий момент сопротивления качению |
Ta | Прикладной крутящий момент оси об оси вращения колеса |
Tb | Тормозной момент |
Td | Объединенный крутящий момент шины |
Tf | Фрикционный крутящий момент |
Ti | Сетевой входной крутящий момент |
Tk | Кинетический фрикционный крутящий момент |
To | Сетевой выходной крутящий момент |
Ts | Статический фрикционный крутящий момент |
Fc | Прикладывавшая сила муфты |
Fx | Продольная сила, разработанная дорогой шины, взаимодействует через интерфейс должный уменьшиться |
Reff | Эффективный радиус муфты |
Ro | Кольцевой диск внешний радиус |
Ri | Кольцевой диск внутренний радиус |
Re | Эффективный радиус шины, в то время как при загрузке и при данном давлении |
Vx | Продольная скорость оси |
Fz | Транспортное средство нормальная сила |
ɑ | Экспонента давления воздуха в шине |
β | Нормальная экспонента силы |
pi | Давление воздуха в шине |
μs | Коэффициент статического трения |
μk | Коэффициент кинетического трения |
Чтобы разрешить силы и моменты, блок использует ориентацию Z-Up систем координат шины и колеса.
Утомите оси системы координат (XT, YT, ZT) фиксируются в системе координат, присоединенной к шине. Источник в контакте шины с землей.
Оси системы координат колеса (XW, YW, ZW) фиксируются в системе координат, присоединенной к колесу. Источник стоит у руля центр.
Если вы задаете параметр Brake Type Disc
, блок реализует дисковый тормоз. Этот рисунок показывает виды сбоку и виды спереди дискового тормоза.
Дисковый тормоз преобразует давление в тормозном цилиндре от тормозного цилиндра в силу. Дисковый тормоз прикладывает силу в среднем радиусе тормозной колодки.
Блок использует эти уравнения, чтобы вычислить момент привода для дискового тормоза.
Уравнения используют эти переменные.
T | Момент привода |
P | Прикладное тормозное давление |
N | Скорость колеса |
Npads | Количество тормозных колодок в блоке дискового тормоза |
μstatic | Коэффициент ротора клавиатуры диска статического трения |
μ | Коэффициент ротора клавиатуры диска кинетического трения |
Ba | Тормозите внутренний диаметр привода |
Rm | Средний радиус тормозной колодки обеспечивает приложение на тормозном роторе |
Ro | Внешний радиус тормозной колодки |
Ri | Внутренний радиус тормозной колодки |
Если вы задаете параметр Brake Type Drum
, блок реализует статический (установившийся) симплексный барабанный тормоз. Симплексный барабанный тормоз состоит из одного двухстороннего гидравлического привода и двух тормозных колодок. Тормозные колодки не совместно используют общий контакт стержня.
Симплексная модель барабанного тормоза использует приложенную силу и геометрию тормоза, чтобы вычислить крутящий момент привода для каждой тормозной колодки. Модель барабана принимает, что приводы и геометрия обуви симметричны для обеих сторон, позволяя одному набору геометрии и параметров трения использоваться в обоих ботинках.
Блок реализует уравнения, которые выведены из этих уравнений в Основных принципах Элементов Машины.
Уравнения используют эти переменные.
T | Момент привода |
P | Прикладное тормозное давление |
N | Скорость колеса |
μstatic | Коэффициент ротора клавиатуры диска статического трения |
μ | Коэффициент ротора клавиатуры диска кинетического трения |
Trshoe | Момент привода правого ботинка |
Tlshoe | Момент привода левого ботинка |
a | Расстояние от барабана центрируется к центру контакта стержня обуви |
c | Расстояние от стержня обуви прикрепляет центр, чтобы тормозить связь привода на тормозной колодке |
r | Барабан внутренний радиус |
Ba | Тормозите внутренний диаметр привода |
Θ1 | Угол от стержня обуви прикрепляет центр, чтобы запуститься материала тормозной колодки по обуви |
Θ2 | Угол от стержня обуви прикрепляет центр к концу материала тормозной колодки по обуви |
Если вы задаете параметр Brake Type Mapped
, блок использует интерполяционную таблицу, чтобы определить момент привода.
Уравнения используют эти переменные.
T | Момент привода |
Интерполяционная таблица момента привода | |
P | Прикладное тормозное давление |
N | Скорость колеса |
μstatic | Коэффициент трения поверхности клавиатуры барабана взаимодействует через интерфейс при статических условиях |
μ | Коэффициент трения интерфейса ротора клавиатуры диска |
Интерполяционная таблица для момента привода, , функция прикладного тормозного давления и скорости колеса, где:
T является моментом привода в N · m.
P является примененным тормозным давлением в панели.
N является скоростью колеса в об/мин.
[1] Besselink, я. J, M., А. Дж. К. Шмайц и Х. Б. Пэседжка. "Улучшенная Волшебная модель шины Формулы / Свифта, которая может обработать скачки давления инфляции". Системная Динамика транспортного средства - Международный журнал Механики Транспортного средства и Мобильности. Издание 48, 2010. doi: 10.1080/00423111003748088.
[2] Pacejka, Х. Б. Тайр и Динамика аппарата. 3-й редактор Оксфорд, Соединенное Королевство: SAE и Баттерворт-Хейнеманн, 2012.
[3] Шмид, Стивен Р., Бернард Дж. Хэмрок и Филиал О. Джейкобсон. "Глава 18: Тормоза и Муфты". Основные принципы Элементов Машины, Версии SI. 3-й редактор Бока-Ратон, FL: Нажатие CRC, 2014.
[1] Переизданный с разрешением Copyright © 2008 SAE International. Дальнейшее распределение этого материала не разрешено без предшествующего разрешения от SAE.