Gearbox

Идеальная вращательная коробка передач

Библиотека:
Powertrain Blockset / Ходовая часть / Связи

Описание

Блок Gearbox реализует идеальную вращательную коробку передач. Блок использует инерцию механизма и ослабляющий, чтобы вычислить скоростной ответ на основу и входные крутящие моменты пары механизма последователя.

В экономии топлива и исследованиях КПД трансмиссии, можно использовать блок Gearbox, чтобы смоделировать идеальную связь механизма и передачу степени между общими элементами автомобильной трансмиссии, такими как передачи, механизмы, муфты и дифференциалы.

Блок Gearbox использует эти уравнения, чтобы аппроксимировать динамику передачи.

$\begin{array}{l} {\dot{ω}}_{B} J_{B} = ω_{B} b_{B} + η N T_{F} \\ {\dot{ω}}_{F} J_{F} = ω_{F} b_{F} + η T_{F} \end{array}$

Это уравнение ограничений уменьшает систему до одной системы степени свободы.

$ω_{B} = N ω_{F}$

Чтобы описать идеальную передачу крутящего момента, блок использует это отношение.

$η N T_{B} + T_{F} = 0$

Эффективность

С учетом КПД блока используйте параметр Efficiency factors. Эта таблица суммирует реализацию блока для каждой установки.

Установка Реализация

Установка	Реализация
`Constant`	Постоянный КПД, который можно установить параметром Constant efficiency factor, eta.
`Driveshaft torque, temperature and speed`	КПД как функция основного входного крутящего момента механизма, температуры воздуха и скорости карданного вала. Используйте эти параметры, чтобы задать интерполяционную таблицу и точки останова: Efficiency lookup table, eta_tbl Efficiency torque breakpoints, Trq_bpts Efficiency speed breakpoints, omega_bpts Efficiency temperature breakpoints, Temp_bpts Для температуры воздуха вы можете также: Выберите Input temperature, чтобы создать входной порт. Установите значение параметров Ambient temperature, Tamb. Чтобы выбрать метод интерполяции, используйте параметр Interpolation method. Для получения дополнительной информации смотрите Методы интерполяции.

Constant

Постоянный КПД, который можно установить параметром Constant efficiency factor, eta.

Driveshaft torque, temperature and speed

КПД как функция основного входного крутящего момента механизма, температуры воздуха и скорости карданного вала. Используйте эти параметры, чтобы задать интерполяционную таблицу и точки останова:

Efficiency lookup table, eta_tbl
Efficiency torque breakpoints, Trq_bpts
Efficiency speed breakpoints, omega_bpts
Efficiency temperature breakpoints, Temp_bpts

Для температуры воздуха вы можете также:

Выберите Input temperature, чтобы создать входной порт.
Установите значение параметров Ambient temperature, Tamb.

Чтобы выбрать метод интерполяции, используйте параметр Interpolation method. Для получения дополнительной информации смотрите Методы интерполяции.

Учет степени

Для учета степени блок реализует эти уравнения.

Сигнал шины			Описание	Переменная	Уравнения
`PwrInfo`	`PwrTrnsfrd` — Степень передается между блоками Положительные сигналы указывают на поток в блок Отрицательные сигналы указывают, вытекают из блока	`PwrBase`	Механическая энергия от основного вала	_PBase	$P_{B a s e} = η T_{B} ω_{B}$
		`PwrFlwr`	Механическая энергия от вала последователя	_PFlwr	$P_{F l w r} = η T_{F} ω_{F}$
	`PwrNotTrnsfrd` — Степень, пересекающая контур блока, но не переданный Положительные сигналы указывают на вход Отрицательные сигналы указывают на потерю	`PwrMechLoss`	Общие потери мощности	_Png	$\begin{array}{l} P_{n g} = - (P_{t} + P_{d}) + P_{s} \\ P_{t} = η T_{B} ω_{B} + η T_{F} ω_{F} \end{array}$
		`PwrDampLoss`	Потери мощности из-за затухания	_Pd	$P_{d} = - (b_{F} {\| ω_{F} \|}^{2} + b_{B} {\| ω_{B} \|}^{2})$
	`PwrStored` — Сохраненный тариф на энергоносители изменения Положительные сигналы указывают на увеличение Отрицательные сигналы указывают на уменьшение	`PwrStoredShft`	Изменение уровня сохраненной внутренней кинетической энергии	_Ps	$P_{s} = (ω_{B} {\dot{ω}}_{B} J_{B} + ω_{F} {\dot{ω}}_{F} J_{F})$

Уравнения используют эти переменные.

_TB	Основной входной крутящий момент механизма
_TF	Механизм последователя выходной крутящий момент
_ωB	Основная скорость вращения механизма
_ωF	Скорость вращения механизма последователя
_JB	Основной механизм вращательная инерция
_JF	Механизм последователя вращательная инерция
_bB	Основной механизм вращательное вязкое затухание
_bF	Механизм последователя вращательное вязкое затухание
N	Закрутите передаточное отношение передачи
η	КПД механизма
_Pt	Общая степень
_Pd	Потери мощности из-за затухания
_Ps	Изменение уровня сохраненной внутренней кинетической энергии

Порты

Входной параметр

развернуть все

`BTrq` — Основной входной крутящий момент механизма
`scalar`

Основной входной крутящий момент механизма, _TB, в N · m.

Зависимости

Чтобы создать этот порт, для Port Configuration, выбирают Simulink.

`FTrq` — Механизм последователя выходной крутящий момент
`scalar`

Механизм последователя выходной крутящий момент, _TF, в N · m.

Зависимости

Чтобы создать этот порт, для Port Configuration, выбирают Simulink.

`B` — Основная скорость вращения механизма и крутящий момент
двухсторонний порт коннектора

Основная скорость вращения механизма, _ωB, в rad/s. Основной крутящий момент механизма, _TB, в N · m.

Зависимости

Чтобы создать этот порт, для Port Configuration, выбирают Two-way connection.

`AirTemp` — Температура окружающего воздуха
`scalar`

Температура окружающего воздуха, _Tair, в K.

Зависимости

Включить этот порт:

Установите Efficiency factors на Driveshaft torque, speed and temperature.
Выберите Input ambient temperature.

Вывод

развернуть все

`Info` — Сигнал шины
шина

Сигнал шины, содержащий эти вычисления блока.

Сигнал			Описание	Переменная	Модули
Основа	`BaseTrq`		Основной входной крутящий момент механизма	_TB	N·
Основа	`BaseSpd`		Основная скорость вращения механизма	_ωB	рад/с
Flwr	`FlwrTrq`		Крутящий момент механизма последователя	_TF	N·
Flwr	`FlwrSpd`		Скорость вращения механизма последователя	_ωF	рад/с
PwrInfo	`PwrTrnsfrd`	`PwrBase`	Механическая энергия от основного вала	_PBase	W
	`PwrTrnsfrd`	`PwrFlwr`	Механическая энергия от вала последователя	_PFlwr	W
	`PwrNotTrnsfrd`	`PwrMechLoss`	Общие потери мощности механизма	_Png	W
	`PwrNotTrnsfrd`	`PwrDampLoss`	Потери мощности из-за затухания	_Pd	W
	`PwrStored`	`PwrStoredShft`	Изменение уровня сохраненной внутренней кинетической энергии	_Ps	W

`BSpd` — Введите скорость вращения механизма
`scalar`

Основная скорость вращения механизма, _ωB, в rad/s.

Зависимости

Чтобы создать этот порт, для Port Configuration, выбирают Simulink.

`FSpd` — Выведите скорость вращения механизма
`scalar`

Скорость вращения механизма последователя, _ωF, в rad/s.

Зависимости

Чтобы создать этот порт, для Port Configuration, выбирают Simulink.

`F` — Выведите скорость вращения механизма и крутящий момент
двухсторонний порт коннектора

Скорость вращения механизма последователя, _ωF, в rad/s. Крутящий момент механизма последователя, _TF, в N · m.

Зависимости

Чтобы создать этот порт, для Port Configuration, выбирают Two-way connection.

Параметры

развернуть все

Блокируйте опции

`Port Configuration` — Задайте настройку
`Simulink` (значение по умолчанию) | `Two-way connection`

Задайте конфигурацию порта.

Зависимости

Определение Simulink создает эти порты:

BSpd
FSpd
BTrq
FTrq

Определение Two-way connection создает эти порты:

`Efficiency factors` — Задайте настройку
`Constant` (значение по умолчанию) | `Driveshaft torque, speed and temperature`

Установка Реализация

Установка	Реализация
`Constant`	Постоянный КПД, который можно установить параметром Constant efficiency factor, eta.
`Driveshaft torque, temperature and speed`	КПД как функция основного входного крутящего момента механизма, температуры воздуха и скорости карданного вала. Используйте эти параметры, чтобы задать интерполяционную таблицу и точки останова: Efficiency lookup table, eta_tbl Efficiency torque breakpoints, Trq_bpts Efficiency speed breakpoints, omega_bpts Efficiency temperature breakpoints, Temp_bpts Для температуры воздуха вы можете также: Выберите Input temperature, чтобы создать входной порт. Установите значение параметров Ambient temperature, Tamb. Чтобы выбрать метод интерполяции, используйте параметр Interpolation method. Для получения дополнительной информации смотрите Методы интерполяции.

Constant

Постоянный КПД, который можно установить параметром Constant efficiency factor, eta.

Driveshaft torque, temperature and speed

Efficiency lookup table, eta_tbl
Efficiency torque breakpoints, Trq_bpts
Efficiency speed breakpoints, omega_bpts
Efficiency temperature breakpoints, Temp_bpts

Для температуры воздуха вы можете также:

Выберите Input temperature, чтобы создать входной порт.
Установите значение параметров Ambient temperature, Tamb.

`Interpolation method` — Метод
`Flat` | `Nearest` | `Linear point-slope` | `Linear Lagrange` | `Cubic spline`

Для получения дополнительной информации смотрите Методы интерполяции.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Efficiency factors на Driveshaft torque, speed and temperature.

`Output shaft rotates in same direction as input` Вращение
`off` (значение по умолчанию) | `on`

Выберите, чтобы указать, что выходной вал вращается в том же направлении как вход.

`Input ambient temperature` — Создайте входной порт
`off` (значение по умолчанию) | `on`

Выберите, чтобы создать входной порт AirTemp для температуры окружающего воздуха.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Efficiency factors на Driveshaft torque, speed and temperature.

`Input to output gear ratio, N` — Отношение
2 (значение по умолчанию) | `scalar`

Передаточное отношение основы последователю, безразмерное.

`Input shaft inertia, J1` — Инерция
.01 (значение по умолчанию) | `scalar`

Основная инерция вала, в kg · м^2.

`Output shaft inertia, J2` — Инерция
.01 (значение по умолчанию) | `scalar`

Инерция вала последователя, в kg · м^2.

`Input shaft damping, b1` — Затухание
.001 (значение по умолчанию) | `scalar`

Основывайте вязкое затухание вала в N · m· s/rad.

`Output shaft damping, b2` — Затухание
.001 (значение по умолчанию) | `scalar`

Последователь вязкое затухание вала, в N · m· s/rad.

`Input shaft initial velocity, w1_o` — Начальная скорость
0 (значение по умолчанию) | `scalar`

Основная скорость начальной буквы вала, в rad/s.

Эффективность

`Constant efficiency factor, eta` Эффективность
1 (значение по умолчанию) | `scalar`

Постоянный КПД, η.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Efficiency factors на Constant.

`Efficiency lookup table, eta_tbl` — Интерполяционная таблица
`M`- `N`- `L` массив

Безразмерный массив значений для КПД как функция:

M введите крутящие моменты
N введите скорость
L температура воздуха

Каждое значение задает КПД для определенной комбинации крутящего момента, скорости и температуры. Размер массивов должен совпадать с размерностями, заданными крутящим моментом, скоростью и температурными векторами точки останова.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Efficiency factors на Driveshaft torque, speed and temperature.

`Efficiency torque breakpoints, Trq_bpts` — Закрутите точки останова
[25, 50, 75, 100, 150, 200, 250] (значение по умолчанию) | `1`- `M` вектор

Вектор из входного крутящего момента, точек останова для КПД, в N · m.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Efficiency factors на Driveshaft torque, speed and temperature.

`Efficiency speed breakpoints, omega_bpts` — Точки останова скорости
[52.4 78.5 105 131 157 183 209 262 314 419 524] (значение по умолчанию) | `1`- `N` вектор

Вектор из скорости, точек останова для КПД, в rad/s.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Efficiency factors на Driveshaft torque, speed and temperature.

`Efficiency temperature breakpoints, Temp_bpts` — Температурные точки останова
[290 358] (значение по умолчанию) | `1`- `L` вектор

Вектор из температуры окружающей среды устанавливает точки останова для КПД в K.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Efficiency factors на Driveshaft torque, speed and temperature.

`Air temperature, Tair` — Температура окружающего воздуха
297.15 (значение по умолчанию) | `scalar`

Температура окружающего воздуха, _Tair, в K.

Зависимости

Включить этот параметр:

Установите Efficiency factors на Driveshaft torque, speed and temperature.
Очистите Input ambient temperature.

Примеры модели

Conventional Vehicle Reference Application

Пример готовых узлов автомобиля с бензиновым двигателем

Симулируйте полную модель транспортного средства с двигателем внутреннего сгорания, передачей и сопоставленными алгоритмами управления трансмиссии. Используйте для анализа соответствия трансмиссии и выбора компонента, управления и диагностического проекта алгоритма и оборудования в цикле (HIL) тестирование.

Расширенные возможности

Генерация кода C/C++
Генерация кода C и C++ с помощью Simulink® Coder™.

Введенный в R2017a

Документация

Gearbox

Описание

Эффективность

Учет степени

Порты

Входной параметр

BTrq — Основной входной крутящий момент механизма scalar

Зависимости

FTrq — Механизм последователя выходной крутящий момент scalar

Зависимости

B — Основная скорость вращения механизма и крутящий момент двухсторонний порт коннектора

Зависимости

AirTemp — Температура окружающего воздуха scalar

Зависимости

Вывод

Info — Сигнал шины шина

BSpd — Введите скорость вращения механизма scalar

Зависимости

FSpd — Выведите скорость вращения механизма scalar

Зависимости

F — Выведите скорость вращения механизма и крутящий момент двухсторонний порт коннектора

Зависимости

Параметры

Port Configuration — Задайте настройку Simulink (значение по умолчанию) | Two-way connection

Зависимости

Efficiency factors — Задайте настройку Constant (значение по умолчанию) | Driveshaft torque, speed and temperature

Interpolation method — Метод Flat | Nearest | Linear point-slope | Linear Lagrange | Cubic spline

Зависимости

Output shaft rotates in same direction as input Вращение off (значение по умолчанию) | on

Input ambient temperature — Создайте входной порт off (значение по умолчанию) | on

Зависимости

Input to output gear ratio, N — Отношение2 (значение по умолчанию) | scalar

Input shaft inertia, J1 — Инерция.01 (значение по умолчанию) | scalar

Output shaft inertia, J2 — Инерция.01 (значение по умолчанию) | scalar

Input shaft damping, b1 — Затухание.001 (значение по умолчанию) | scalar

Output shaft damping, b2 — Затухание.001 (значение по умолчанию) | scalar

Input shaft initial velocity, w1_o — Начальная скорость0 (значение по умолчанию) | scalar

Constant efficiency factor, eta Эффективность1 (значение по умолчанию) | scalar

Зависимости

Efficiency lookup table, eta_tbl — Интерполяционная таблица M- N- L массив

Зависимости

Efficiency torque breakpoints, Trq_bpts — Закрутите точки останова[25, 50, 75, 100, 150, 200, 250] (значение по умолчанию) | 1- M вектор

Зависимости

Efficiency speed breakpoints, omega_bpts — Точки останова скорости[52.4 78.5 105 131 157 183 209 262 314 419 524] (значение по умолчанию) | 1- N вектор

Зависимости

Efficiency temperature breakpoints, Temp_bpts — Температурные точки останова[290 358] (значение по умолчанию) | 1- L вектор

Зависимости

Air temperature, Tair — Температура окружающего воздуха297.15 (значение по умолчанию) | scalar

Зависимости

Примеры модели

Пример готовых узлов автомобиля с бензиновым двигателем

Расширенные возможности

Генерация кода C/C++ Генерация кода C и C++ с помощью Simulink® Coder™.

Смотрите также

Документация Powertrain Blockset

Поддержка

`BTrq` — Основной входной крутящий момент механизма
`scalar`

`FTrq` — Механизм последователя выходной крутящий момент
`scalar`

`B` — Основная скорость вращения механизма и крутящий момент
двухсторонний порт коннектора

`AirTemp` — Температура окружающего воздуха
`scalar`

`Info` — Сигнал шины
шина

`BSpd` — Введите скорость вращения механизма
`scalar`

`FSpd` — Выведите скорость вращения механизма
`scalar`

`F` — Выведите скорость вращения механизма и крутящий момент
двухсторонний порт коннектора

`Port Configuration` — Задайте настройку
`Simulink` (значение по умолчанию) | `Two-way connection`

`Efficiency factors` — Задайте настройку
`Constant` (значение по умолчанию) | `Driveshaft torque, speed and temperature`

`Interpolation method` — Метод
`Flat` | `Nearest` | `Linear point-slope` | `Linear Lagrange` | `Cubic spline`

`Output shaft rotates in same direction as input` Вращение
`off` (значение по умолчанию) | `on`

`Input ambient temperature` — Создайте входной порт
`off` (значение по умолчанию) | `on`

`Input to output gear ratio, N` — Отношение
2 (значение по умолчанию) | `scalar`

`Input shaft inertia, J1` — Инерция
.01 (значение по умолчанию) | `scalar`

`Output shaft inertia, J2` — Инерция
.01 (значение по умолчанию) | `scalar`

`Input shaft damping, b1` — Затухание
.001 (значение по умолчанию) | `scalar`

`Output shaft damping, b2` — Затухание
.001 (значение по умолчанию) | `scalar`

`Input shaft initial velocity, w1_o` — Начальная скорость
0 (значение по умолчанию) | `scalar`

`Constant efficiency factor, eta` Эффективность
1 (значение по умолчанию) | `scalar`

`Efficiency lookup table, eta_tbl` — Интерполяционная таблица
`M`- `N`- `L` массив

`Efficiency torque breakpoints, Trq_bpts` — Закрутите точки останова
[25, 50, 75, 100, 150, 200, 250] (значение по умолчанию) | `1`- `M` вектор

`Efficiency speed breakpoints, omega_bpts` — Точки останова скорости
[52.4 78.5 105 131 157 183 209 262 314 419 524] (значение по умолчанию) | `1`- `N` вектор

`Efficiency temperature breakpoints, Temp_bpts` — Температурные точки останова
[290 358] (значение по умолчанию) | `1`- `L` вектор

`Air temperature, Tair` — Температура окружающего воздуха
297.15 (значение по умолчанию) | `scalar`

Генерация кода C/C++
Генерация кода C и C++ с помощью Simulink® Coder™.