Динамическая коробка передач с переменным и управляемым передаточным отношением, податливостью передачи и потерями на трение
Simscape / Автомобильная трансмиссия / Couplings & Drives
Блок Variable Ratio Transmission представляет коробку передач, которая динамически передает движение и крутящий момент между двумя связанными осями карданного вала, основой и последователем.
Игнорируя динамику податливости передачи, карданные валы ограничиваются к corotate с переменным передаточным отношением, которым вы управляете. Можно выбрать, вращается ли ось последователя в том же или противоположном направлении как основная ось. Если они вращаются в том же направлении, ω F и ω B имеют тот же знак. Если они вращаются в противоположных направлениях, ω F и ω B имеют противоположные знаки.
Податливость передачи вводит внутреннюю задержку между движениями оси. Поэтому различающийся механизм, переменная передача отношения не действует как кинематическое ограничение. Можно также управлять потерей крутящего момента, вызванной передачей и вязкими потерями. Для получения дополнительной информации модели см. Переменную Модель Передачи Отношения.
B и F являются вращательным представлением портов сохранения, соответственно, основой и карданными валами последователя.
Вы задаете безразмерное переменное передаточное отношение FB g (t) как функция времени во входе физического сигнала в порте r. Если значение сигналов становится нулевым или становится отрицательным, остановки симуляции с ошибкой.
Переменная Передача Отношения является динамическим механизмом для передачи движения и крутящего момента между основой и последователем.
Если относительная податливость, ϕ между осями отсутствует, блок, эквивалентна механизму с переменным отношением FB g (t). Такой механизм налагает зависящее от времени кинематическое ограничение на движения этих двух карданных валов:
ω B = ±gFB (t) · ω F, τ F = ±gFB (t) · τ B.
Однако Переменная Передача Отношения действительно включает податливость между осями. Динамическое движение и передача крутящего момента заменяют кинематическое ограничение с ненулевым ϕ, который динамически отвечает через параметры подхалимства k p и k v:
d ϕ/dt = ±gFB (t) · ω F – ω B,
τ B = –kpϕ – k vdϕ/dt,
±gFB (t) · τ B + τ F – потеря τ = 0.
Потеря τ = 0 в идеальном случае.
Можно оценить основную угловую податливость k p от постоянной времени передачи t c и инерция J: k p = J (2π/tc) 2.
Можно оценить основную податливость скорости вращения k v от постоянной времени передачи t c, инерция J и коэффициент демпфирования C: k v = (2Ctc)/2π = 2C √ (J/kp).
С неидеальной передачей крутящего момента, потеря τ ≠ 0. Потери в Переменной Передаче Отношения моделируются так же к тому, как потери моделируются в неидеальных механизмах. Для получения общей информации о неидеальном моделировании механизма смотрите Механизмы Модели с Потерями.
В неидеальной коробке передач скорость вращения и динамика податливости неизменны. Переданный крутящий момент и степень уменьшаются:
Трение Кулона (например, между поясом и колесом или внутренними потерями пояса из-за протяжения) охарактеризованный КПД η.
Вязкая связь карданных валов с подшипниками, параметризованными коэффициентами вязкого трения μ.
Потеря τ = τ Coul · tanh (4ωout/ωth) + μ BωB + μ FωF, τ Coul = |τF| · (1 – η).
Когда скорость вращения изменяет знак, гиперболическая касательная упорядочивает изменение знака в крутящем моменте трения Кулона.
| Поток энергии | Условие потерь мощности | Выведите карданный вал ω |
|---|---|---|
| Передать | ω BτB> ω FτF | Последователь, ω F |
| Реверс | ω BτB <ω FτF | Основа, ω B |
Потеря на трение, представленная КПД, η полностью применяется, только если абсолютное значение скорости вращения последователя ω F больше скоростного порога ω th.
Если эта абсолютная скорость меньше ω th, фактический КПД автоматически упорядочен одному при нулевой скорости.
Из выпадающего списка выберите, как выходной карданный вал вращается относительно входного карданного вала. Значением по умолчанию является In same direction as input shaft.
Обратная величина передачи угловая податливость k p, угловое смещение на модульный крутящий момент, измеренный в основе. Значением по умолчанию является 30000.
Из выпадающего списка выберите модули. Значением по умолчанию являются ньютон-метры/радиан (N*m/rad).
Обратная величина передачи угловая податливость, ослабляющая k v, угловую скорость на модульный крутящий момент, измеренный в основе. Значением по умолчанию является 0.05.
Из выпадающего списка выберите модули. Значением по умолчанию являются ньютон-метры / (радиан/секунда) (N*m/(rad/s)).
Крутящий момент, примененный в основном карданном вале в начале симуляции (t = 0). Значением по умолчанию является 0.
Из выпадающего списка выберите модули. Значением по умолчанию являются ньютон-метры (N*m).
Выберите, как реализовать потери на трение от неидеальной передачи крутящего момента. Значением по умолчанию является No losses.
No losses — Suitable for HIL simulation — Передача крутящего момента идеальна.
Constant efficiency — Передача крутящего момента через коробку передач уменьшается постоянным КПД η, удовлетворяющий 0 <η ≤ 1. Если вы выбираете эту опцию, панель изменяется от ее значения по умолчанию.
Вектор из вязких коэффициентов демпфирования [μ B
μ F] примененный в основе и карданных валах последователя, соответственно. Значением по умолчанию является [ 0 0 ].
Из выпадающего списка выберите модули. Значением по умолчанию являются ньютон-метры / (радиан/секунда) (N*m/(rad/s)).
Для оптимальной эффективности симуляции используйте Transmission Losses> настройка по умолчанию параметра Losses model, No losses - Suitable for HIL simulation.
