Limited-Slip Differential

Уменьшайте различие скорости между двумя подключенными валами

  • Библиотека:
  • Simscape / Автомобильная трансмиссия / Механизмы

  • Limited-Slip Differential block

Описание

Блок Limited-Slip Differential представляет дифференциал ограниченного промаха (LSD), который является блоком механизма, который ограничивает 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, которому соединил валы колеса открытый дифференциал, может застрять, когда один из промахов колес и 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 валы испытывают дифференциал тяги, механизмы шестерни планеты порождают дополнительную силу в направлении вала 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. Механизм шестерни карданного вала не отображается, это представление.

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 Limited-Slip Differential 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 линииНаправление вращения порта карданного вала DОтносительное уменьшение через дифференциал
ПоложительныйПравоПоложительный0
  • Положительный для не уменьшающегося порта

  • Отрицательный уменьшающийся порт

ПравоПоложительный> 0
ОтрицательныйПравоОтрицательный0
  • Отрицательный для не уменьшающегося порта

  • Положительный уменьшающийся порт

ПравоОтрицательный> 0
ОтрицательныйЛевыйПоложительный0
  • Отрицательный для не уменьшающегося порта

  • Положительный уменьшающийся порт

ЛевыйПоложительный> 0
ПоложительныйЛевыйОтрицательный0
  • Положительный для не уменьшающегося порта

  • Отрицательный уменьшающийся порт

ЛевыйОтрицательный> 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 включения дополнительного теплового порта. Чтобы включить порт, установите Friction model на Temperature-dependent efficiency.

Порты

Сохранение

развернуть все

Вращательный порт сохранения механического устройства сопоставлен с карданным валом.

Вращательный порт сохранения механического устройства сопоставил с механизмом солнца 1 вал.

Вращательный порт сохранения механического устройства сопоставил с механизмом солнца 2 вала.

Тепловой порт сохранения сопоставлен с тепловым потоком.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, во вкладке Differential, устанавливают Friction model на Temperature-dependent efficiency.

Параметры

развернуть все

Дифференциал

Местоположение конического механизма короны относительно средней линии блока механизма.

Фиксированное отношение, gD, количества зубов механизма короны NC к количеству карданного вала связывают зубы механизма ND. Это передаточное отношение должно строго быть больше 0. Механизм короны твердо смонтирован поставщику услуг.

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<η1.

  • Temperature-dependent efficiency— Передача крутящего момента между парами колеса механизма задана температурной интерполяционной таблицей

Вектор из крутящего момента передает КПД, [ηSS, ηCD]. Здесь,

  • ηSS является отношением выхода к входной мощности, которое описывает поток энергии от ведущего солнца, связывают с управляемым механизмом солнца.

  • ηCD является отношением выхода к входной мощности, которое описывает поток энергии от короны, связывают с механизмом шестерни карданного вала.

Поставщик услуг твердо смонтирован к механизму короны. Векторные элементы должны быть в области значений (0,1].

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Friction model на Constant efficiency.

Вектор из температур раньше создавал 1D интерполяционную таблицу температурного КПД. Векторные элементы должны увеличиться слева направо.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Friction model на Temperature-dependent efficiency.

Вектор из отношений выхода к входной мощности, которые описывают поток энергии от ведущего солнца, связывает с управляемым механизмом солнца, ηSS. Блок использует значения, чтобы создать 1D интерполяционную таблицу температурного КПД.

Каждым элементом является КПД, который относится к температуре в векторе Temperature. Длина вектора должна быть равна длине вектора Temperature. Каждый элемент в векторе должен быть в области значений (0,1].

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Friction model на Temperature-dependent efficiency.

Вектор из отношений выхода к входной мощности, которые описывают поток энергии от короны, связывает с механизмом шестерни карданного вала, ηCD. Блок использует значения, чтобы создать 1D интерполяционную таблицу температурного КПД. Механизм поставщика услуг твердо смонтирован к механизму короны.

Каждым элементом является КПД, который относится к температуре в векторе Temperature. Длина вектора должна быть равна длине вектора Temperature. Каждый элемент в векторе должен быть в области значений (0,1].

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Friction model на Temperature-dependent efficiency.

Вектор из порогов степени, pth, для поставщика услуг солнца и продольного преобразования регистра карданного вала [pS, pD], соответственно. Полная потеря КПД применяется выше этих значений. Ниже этих значений гиперболическая функция тангенса сглаживает коэффициент полезного действия.

Когда вы устанавливаете Friction model на Constant efficiency, блок понижает потери КПД, чтобы обнулить, когда никакая степень не передается. Когда вы устанавливаете Friction model на Temperature-dependent efficiency, блок сглаживает коэффициенты полезного действия между нулем когда в покое и значениями, введенными интерполяционными таблицами температурного КПД в порогах степени.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Friction model на Constant efficiency или Temperature-dependent efficiency.

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

Модель Inertia для блока:

  • Off — Инерция механизма модели.

  • On — Пропустите инерцию механизма.

Момент инерции блока поставщика услуг механизма планеты включая механизм короны. Это значение должно быть положительным.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Inertia на On.

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

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Inertia на On.

Муфта

Номер, N, генерирующего трение контакта появляются в муфте.

Эффективный радиус руки момента, reff, который определяет кинетический момент трения в муфте.

Обеспечьте это, пружинная предварительная нагрузка проявляет на блоках пластины муфты. Должен быть больше или быть равным нулю.

Статическое или пиковое значение коэффициента трения. Статический коэффициент трения должен быть больше кинетического коэффициента трения.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Friction model на No meshing losses - Suitable for HIL simulation или Fixed kinetic friction coefficient.

Вектор из статических или пиковых значений коэффициента трения для данной температуры. Вектор должен быть той же длиной как Temperature. Каждый элемент должен быть больше максимального значения соответствующей строки в Kinetic friction coefficient matrix.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Friction model на Temperature-dependent efficiency.

Вектор из 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.

Вектор из выходных значений для кинетического коэффициента трения. Все значения должны быть больше нуля.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, во вкладке Differential, устанавливают Friction model на No meshing losses - Suitable for HIL simulation или Constant efficiency.

Матрица выходных значений для кинетического коэффициента трения. Все значения должны быть больше нуля.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, во вкладке Differential, устанавливают Friction model на Temperature-dependent efficiency.

Методы интерполяции для аппроксимации выходного значения, когда входное значение между двумя последовательными узлами решетки. Чтобы оптимизировать эффективность, выберите Linear. Чтобы произвести непрерывную кривую с непрерывными производными первого порядка, выберите Smooth.

Для получения дополнительной информации об алгоритмах интерполяции смотрите 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 интерполяции смотрите PS Lookup Table (1D).

Максимальная скорость промаха, при которой муфта может заблокировать. Скорость промаха является различием со знаком между основой и угловыми скоростями вала последователя, w=wFwB. Когда кинетический момент трения является ненулевым, и переданный крутящий момент в статических пределах момента трения, блокировки муфты, если фактическая скорость промаха падает ниже скоростного допуска.

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

Чтобы включить эти настройки, установите Friction model на Temperature-dependent efficiency.

Тепловая энергия, требуемая изменить температуру компонента одним температурным модулем. Чем больше количество тепла, тем более стойкий компонент к изменению температуры.

Зависимости

Включить этот параметр, setFriction model к Temperature-dependent efficiency.

Блокируйте температуру в начале симуляции. Начальная температура устанавливает начальные КПД компонента согласно их соответствующим векторам КПД.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Friction model на Temperature-dependent efficiency.

Больше о

развернуть все

Расширенные возможности

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

Введенный в R2017a
Для просмотра документации необходимо авторизоваться на сайте