Variable Ratio Transmission
Динамическая коробка передач с переменным и управляемым передаточным отношением, податливостью передачи и потерями на трение
Библиотека
Simscape / Автомобильная трансмиссия / Couplings & Drives
Описание
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.
Порты
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 модель передачи отношения
Идеальная передача движения и крутящего момента
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).
Неидеальная передача крутящего момента и потери
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 |
Поймать в сети КПД
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.
Параметры
Основной
- Output shaft rotates
Из выпадающего списка выберите, как выходной карданный вал вращается относительно входного карданного вала. Значением по умолчанию является
In same direction as input shaft.
Податливость
- Transmission stiffness at base (B)
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).- Transmission damping at base (B)
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)).- Initial input torque at base (B)
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).
Потери передачи
- Losses model
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.
Вязкие потери
- Viscous friction coefficients at base (B) and follower (F)
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)).
Симуляция в реальном времени
Аппаратно-программное моделирование
Для оптимальной эффективности симуляции используйте Transmission Losses> настройка по умолчанию параметра Losses model, No losses - Suitable for HIL simulation.