Differential

Механизм механизма, который позволяет управляемым валам вращаться на различных скоростях

расширьте все на странице
  • Библиотека:

  • Simscape / Автомобильная трансмиссия / Механизмы

  • Differential block

Описание

Блок Differential представляет механизм механизма, который позволяет управляемым валам вращаться на различных скоростях. Дифференциалы распространены в автомобилях, где они позволяют различным колесам вращаться на различных скоростях при движении на повороте. Порты D, S1 и S2 представляют продольное управление и солнце управляемые валы механизма дифференциала. Любой из валов может управлять другими двумя.

Блок моделирует дифференциальный механизм как структурное компонентно-ориентированное на Simple Gear и блоках Simscape™ Driveline™ Sun-Planet Bevel. Рисунок показывает эквивалентную схему для блока.

Чтобы увеличить точность модели механизма, задайте свойства, такие как инерция механизма, запутывающие потери и вязкие потери. По умолчанию инерция механизма и вязкие потери приняты незначительные. Блок позволяет вам задать инерцию поставщика услуг механизма и внутренних механизмов планеты только. Чтобы смоделировать инерцию внешних механизмов, соедините Simscape блоки Inertia с портами D, S1 и S2.

Тепловое моделирование

Можно смоделировать эффекты теплового потока и изменения температуры путем осушения дополнительного теплового порта. Чтобы осушить порт, во вкладке Meshing Losses, устанавливают параметр Friction model на Temperature-dependent efficiency.

Уравнения

Идеальные ограничения механизма и передаточные отношения

Дифференциал налагает одно кинематическое ограничение на три связанных оси, таким образом что

ωS1−ωS2,

где:

  • ωS1 является скоростью управляемого вала механизма солнца 1.

  • ωS2 является скоростью управляемого вала механизма солнца 2.

с верхним (+) или ниже (–) знак, допустимый для дифференциальной короны направо или оставленный, соответственно, средней линии. Эти три степени свободы уменьшают до двух независимых степеней свободы. Пары механизма (1,2) = (S, S) и (C, D). C является поставщиком услуг.

Сумма боковых движений является преобразованным продольным движением. Различие движений стороны, ωS1−ωS2, независимо от продольного движения. Общее движение боковых валов является суперпозицией этих двух независимых степеней свободы, которые имеют это физическое значение:

  • Одна (продольная) степень свободы эквивалентна двум боковым валам, вращающимся при той же скорости вращения, ωS1=ωS2, и в фиксированном отношении относительно продольного вала.

  • Другая степень свободы (дифференциал) эквивалентна хранению продольного ведущего заблокированного вала, ωD=0, где ωD является скоростью ведущего вала, в то время как боковые валы вращаются друг относительно друга в противоположных направлениях, ωS1=−ωS2.

Крутящие моменты вдоль боковых осей ограничиваются к продольному крутящему моменту, таким образом, что потоки энергии в и из механизма, меньшего количества любых потерь мощности, суммируют, чтобы обнулить:

ωS1τS1+ωS2τS2+ωDτD−Ploss=0,

где:

  • τS1 и τS2 являются крутящими моментами вдоль боковых осей.

  • τD является продольным крутящим моментом.

  • Ploss является потерями мощности.

Когда кинематические ограничения и ограничения степени объединены, идеальные выражения случая

gDτD=2(ωS1τS1+ωS2τS2)ωS1+ωS2.

где gD является передаточным отношением для продольного ведущего вала.

Идеальные основные ограничения

Эффективное дифференциальное ограничение состоит из двух подограничений Механизма скоса планеты солнца.

  • Первое подограничение происходит из-за от связи двух скосов планеты солнца, связывает с поставщиком услуг:

    ωS1−ωCωS2−ωC=−gSP2gSP1.

    где gSP1 и gSP2 являются передаточными отношениями для планет солнца.

  • Второе подограничение происходит из-за связи поставщика услуг к продольному карданному валу:

    ωD=−gDωC.

Передаточные отношения планеты солнца базовых механизмов скоса планеты солнца, в терминах радиусов, r, механизмов солнца и планеты:

gSP1=rS1rP1

и

gSP2=rS2rP2.

Блок Differential реализован с gSP1=gSP2=1, отъезд gD, свободного настраивать.

Неидеальные ограничения механизма и потери

В неидеальном случае, τloss ≠ 0. Для получения дополнительной информации смотрите Механизмы Модели с Потерями.

Допущения и ограничения

Порты

Сохранение

развернуть все

Вращательный порт сохранения, представляющий продольный карданный вал.

Вращательный порт сохранения, представляющий механизм солнца 1.

Вращательный порт сохранения, представляющий механизм солнца 2.

Тепловой порт сохранения сопоставлен с тепловым потоком. Тепловой поток влияет на температуру механизма, и поэтому, КПД механической передачи.

Зависимости

Этот порт осушен, когда в настройках Meshing Losses параметр Friction устанавливается на Temperature-dependent efficiency.

Осушение этого порта также отсоединяет связанные параметры.

Параметры

развернуть все

Основной

Местоположение конического механизма короны относительно средней линии блока механизма.

Фиксированное отношение, gD, поставщика услуг связывают с продольным механизмом карданного вала. Это передаточное отношение должно строго быть больше 0.

Поймать в сети потери

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 0 <η ≤ 1.

  • Temperature-dependent efficiency — Передача крутящего момента между парами колеса механизма задана поиском по таблице на основе температуры.

Зависимости

Если этот параметр устанавливается на:

  • Constant efficiency — Отсоединены связанные параметры.

  • Temperature-dependent meshing losses — Отсоединены тепловой порт и связанные параметры.

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 Friction model установлен в Constant efficiency или Temperature-dependent meshing losses.

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.

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.

Массив механического КПД, отношения выходной мощности к входной мощности, для потока энергии от солнца связывают с механизмом планеты, 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.

Массив порогов степени, [pth_S, pth_D], выше которого полная потеря КПД применяется для поставщика услуг солнца и продольного преобразования регистра карданного вала. 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.

Вязкие потери

Массив коэффициентов вязкого трения [μS, μD] для поставщика услуг солнца и продольных заключающих в корпус карданный вал движений механизма, соответственно.

Инерция

Модель Inertia для блока:

  • Off — Инерция механизма модели.

  • On — Пропустите инерцию механизма.

Зависимости

Когда этот параметр устанавливается на On отсоединяет связанные параметры.

Момент инерции поставщика услуг механизма планеты. Это значение должно быть положительным.

Зависимости

Этот параметр отсоединен, когда параметр Inertia устанавливается на On.

Момент инерции объединенных механизмов планеты. Это значение должно быть положительным.

Зависимости

Этот параметр отсоединен, когда параметр Inertia устанавливается на On.

Тепловой порт

Эти настройки отсоединены, когда в настройках Meshing losses параметр Friction model устанавливается на Temperature-dependent efficiency.

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 Meshing Losses параметр Friction model устанавливается на Temperature-dependent efficiency.

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, только если в настройках Meshing Losses параметр Friction model устанавливается на Temperature-dependent efficiency.

Больше о

развернуть все

Расширенные возможности

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

Смотрите также

| |

Темы

Введенный в R2011a

Документация Simscape Driveline

Поддержка

Для просмотра документации необходимо авторизоваться на сайте