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.:
Тепловая модель
Можно смоделировать эффекты теплового потока и изменения температуры путем осушения дополнительного теплового порта. Чтобы осушить порт, в настройках Meshing Losses, устанавливают параметр Friction на Temperature-dependent efficiency.
Порты
Сохранение
развернуть все
D — Ведущий интерфейс вала
вращательное механическое устройство
Порт сопоставлен с карданным валом.
S1 — Механизм Sun 1
вращательное механическое устройство
Вращательный порт сохранения, представляющий механизм солнца 1 вал.
S2 — Механизм Sun 2
вращательное механическое устройство
Вращательный порт сохранения, представляющий механизм солнца 2 вала.
H — Тепловой поток
тепловой
Тепловой порт сохранения сопоставлен с тепловым потоком.
Зависимости
Этот порт осушен, когда в настройках Differential параметр Friction model устанавливается на Temperature-dependent efficiency.
Осушение этого порта делает связанные параметры видимыми.
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 поставщика услуг к карданному валу
4
Фиксированное отношение, gD, поставщика услуг связывают с продольным механизмом карданного вала. Это передаточное отношение должно строго быть больше 0.
Friction model — Модель Friction
No meshing losses - Suitable for HIL simulation (значение по умолчанию) | Constant efficiency | Temperature-dependent efficiency
Модель Friction для блока:
No meshing losses - Suitable for HIL simulation — Запутывающий механизм идеален.
Constant efficiency — Передача крутящего момента между парами колеса механизма уменьшается постоянным КПД, η, таким что .
Temperature-dependent efficiency — Передача крутящего момента между парами колеса механизма задана поиском по таблице на основе температуры.
Зависимости
Если этот параметр устанавливается на:
No meshing losses - Suitable for HIL simulation — Отсоединены связанные параметры.
Constant efficiency — Отсоединены связанные параметры.
Temperature-dependent efficiency — Отсоединены тепловой порт и связанные параметры.
Sun-sun and carrier-driveshaft ordinary efficiencies — Закрутите КПД передачи
[.85, .92] 0< η ≤ 1
Массив крутящего момента передает КПД [ηSS, ηD] для солнца-солнца и продольных поставщиком услуг meshings пары колеса механизма карданного вала, соответственно. Значения элемента массива должны быть больше 0 и меньше чем или равный 1.
Зависимости
Этот параметр отсоединен, когда параметр Friction model устанавливается на Constant efficiency.
Temperature — Температура
[280, 300, 320] K (значение по умолчанию) | массив увеличения значений
Массив температур раньше создавал 1D интерполяционную таблицу температурного КПД. Значения массивов должны увеличиться слева направо.
Зависимости
Этот параметр отсоединен, когда Friction model установлен в Temperature-dependent efficiency.
Sun-sun efficiency — КПД механизма Sun-солнца
[.95, .9, .85] 0 <ηSS ≤ 1
Массив механического КПД, отношения выходной мощности к входной мощности, для потока энергии от солнца связывают с механизмом планеты, ηSS. Блок использует значения, чтобы создать 1D интерполяционную таблицу температурного КПД.
Каждый элемент массива значения является КПД при температуре соответствующего элемента в массиве Temperature. Число элементов в массиве Efficiency должно совпасть с числом элементов в массиве Temperature. Значение каждого элемента массива Efficiency должно быть больше 0 и меньше чем или равный 1.
Зависимости
Этот параметр отсоединен, когда параметр Friction model устанавливается на Temperature-dependent efficiency.
Carrier-driveshaft efficiency — КПД карданного вала механизма-longnitudinal поставщика услуг
[.95, .9, .85] 0 <ηCD ≤ 1
Массив механического КПД, отношения выходной мощности к входной мощности, для потока энергии от поставщика услуг к карданному валу, ηCD. Блок использует значения, чтобы создать 1D интерполяционную таблицу температурного КПД.
Каждый элемент массива значения является КПД при температуре соответствующего элемента в массиве Temperature. Число элементов в массиве Efficiency должно совпасть с числом элементов в массиве Temperature. Значение каждого элемента массива Efficiency должно быть больше 0 и меньше чем или равный 1.
Зависимости
Этот параметр отсоединен, когда параметр Friction model устанавливается на Temperature-dependent efficiency.
Sun-carrier and driveshaft-casing power thresholds — Все пороги степени КПД
[.001, .001] W (значение по умолчанию) | массив
Массив порогов степени pth, выше которого полная потеря КПД применяется, для поставщика услуг солнца и продольного преобразования регистра карданного вала [pS
pD], соответственно. Ниже этих значений гиперболическая функция тангенса сглаживает коэффициент полезного действия. Для модели без тепловых потерь функция понижает потери КПД, чтобы обнулить, когда никакая степень не передается. Для модели, которая рассматривает тепловые потери, функция сглаживает коэффициенты полезного действия между нулем в покое и значениями, введенными интерполяционными таблицами температурного КПД в порогах степени.
Зависимости
Этот параметр отсоединен, когда параметр Friction model устанавливается на Constant efficiency или Temperature-dependent efficiency.
Sun-carrier and driveshaft-casing viscous friction coefficients — Коэффициенты вязкого трения
[0, 0] N*m/(rad/s) (значение по умолчанию) | массив
Массив коэффициентов вязкого трения [μS, μD] для поставщика услуг солнца и продольных заключающих в корпус карданный вал движений механизма, соответственно.
Inertia — Модель Inertia
off (значение по умолчанию) | on
Модель Inertia для блока:
Зависимости
Когда этот параметр устанавливается на On отсоединяет связанные параметры.
Carrier inertia — Момент инерции
0.001 kg*m^2 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина
Момент инерции поставщика услуг механизма планеты. Это значение должно быть положительным.
Зависимости
Этот параметр отсоединен, когда параметр Inertia устанавливается на On.
Planet inertia — Момент инерции
0.001 kg*m^2 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина
Момент инерции объединенных механизмов планеты. Это значение должно быть положительным.
Зависимости
Этот параметр отсоединен, когда параметр Inertia устанавливается на On.
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) | положительная скалярная величина
Эффективный радиус руки момента, reff, который определяет кинетический момент трения в муфте.
Preload force — Сожмите давление обязательства пластины
300 N (значение по умолчанию) | неотрицательный скаляр
Усилие предварительной нагрузки, которое пружина проявляет на блоках пластины муфты. Должен быть больше или быть равным нулю.
Static friction coefficient — Статический коэффициент трения
0.35
Статическое или пиковое значение коэффициента трения. Статический коэффициент трения должен быть больше кинетического коэффициента трения.
Зависимости
Этот параметр отсоединен, когда в настройках Differential параметр Friction model устанавливается на No meshing losses - Suitable for HIL simulation или Fixed kinetic friction coefficient.
Static friction coefficient — Кулонов коэффициент трения, kS
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
Этот параметр отсоединен, когда в настройках Differential параметр Friction model устанавливается на No meshing losses - Suitable for HIL simulation или Constant efficiency.
Static friction coefficient vector — Статический коэффициент трения
[.4, .38, .36]
Вектор статических, или пиковых, значений коэффициента трения. Вектор должен иметь то же число элементов как температурный вектор. Каждое значение должно быть больше значения соответствующего элемента в кинетическом векторе коэффициентов трения.
Зависимости
Этот параметр отсоединен, когда в настройках Differential параметр Friction model устанавливается на Temperature-dependent efficiency.
Kinetic friction coefficient relative velocity vector — Абсолютная поверхностная скорость
[0, 100, 1000] rad/s (значение по умолчанию) | вектор
Вектор входных значений для относительной скорости. 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
[.3, .22, .19]
Вектор выходных значений для кинетического коэффициента трения. Все значения должны быть больше нуля.
Зависимости
Этот параметр отсоединен, когда в настройках Differential параметр Friction model устанавливается на No meshing losses - Suitable for HIL simulation или Constant efficiency.
Kinetic friction coefficient matrix — Кулонов коэффициент трения, k K
[.34, .32, .3; .3, .28, .25; .25, .2, .15]
Матрица выходных значений для кинетического коэффициента трения. Все значения должны быть больше нуля.
Зависимости
Этот параметр отсоединен, когда в настройках Differential параметр Friction model устанавливается на Temperature-dependent efficiency.
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 находится 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).
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
Эти настройки отсоединены только, когда в настройках Differential параметр Friction model устанавливается на Temperature-dependent efficiency.
Thermal mass — Количество тепла
50 J/K (значение по умолчанию) | скаляр
Тепловая энергия, требуемая изменить температуру компонента одной степенью. Чем больше количество тепла, тем более стойкий компонент к изменению температуры.
Зависимости
Этот параметр отсоединен, когда в настройках Differential параметр Friction model устанавливается на Temperature-dependent efficiency.
Initial temperature — Начальная температура
300 K (значение по умолчанию) | скаляр
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
Этот параметр отсоединен, когда в настройках Differential параметр Friction model устанавливается на Temperature-dependent efficiency.
Больше о
развернуть все
Аппаратно-программное моделирование
Для оптимальной производительности симуляции, в настройках , устанавливает параметр на значение по умолчанию, No meshing losses - Suitable for HIL simulation.
Расширенные возможности
Генерация кода C/C++
Генерация кода C и C++ с помощью MATLAB® Coder™.
Смотрите также
Блоки Simscape
Введенный в R2017a
