Тепловые потери модели в компонентах автомобильной трансмиссии
Тепловое моделирование обеспечивает данные, которые помогают вам спроектировать КПД и тепловую защиту в вашу систему. Определенные блоки в Simscape™ Driveline™ Brakes & Detents, Муфтах и библиотеках Gears имеют тепловые варианты, которые позволяют вам определять, как выделение тепла влияет на КПД и температуру компонентов автомобильной трансмиссии. Например, блок Simple Gear, который моделирует механизм основы и колеса последователя, имеет тепловой вариант, который может симулировать тепло, выработанное, поймав в сети потери. Выбор теплового варианта для блока добавляет тепловой порт в блок и включает связанные моделирующие тепловым образом параметры.
Тепловые порты
Тепловые порты являются физическими портами сохранения в Simscape тепловая область. Можно смоделировать термальные эффекты как теплообмен и изоляция путем соединения блоков, от других продуктов Simscape, то использование тепловая область к тепловым портам на Simscape Driveline тепловые варианты.
Тепловые порты сопоставлены с температурным и тепловым потоком, которые являются переменными Across и Through Simscape тепловая область. Чтобы измерить тепловые переменные, можно использовать один или оба из этих методов:
Регистрируйте данные моделирования с помощью узла логгирования Simscape. Просмотрите данные с помощью
sscexploreфункция.Добавьте датчик от библиотеки Simscape> Foundation Library> Thermal> Thermal Sensors до вашей модели. Чтобы измерить температуру, используйте соединенный с параллелью блок Ideal Temperature Sensor. Чтобы измерить тепловой поток, используйте подключенный последовательно блок Ideal Heat Flow Sensor.
Существует несколько преимуществ для использования регистрации данных для настольной симуляции. Регистрация данных является менее в вычислительном отношении дорогостоящей, чем использование блока прибора, и это позволяет вам:
Просмотрите пострезультаты симуляции легко с помощью Проводника Результатов Simscape.
Выходные данные легко к MATLAB® Workspace для анализа последующей обработки.
Однако, если вы используете только регистрацию данных, чтобы измерить переменную, вы не можете вывести сигнал обратной связи для той переменной к системе управления в процессе моделирования, как вы можете, когда вы используете только датчик, чтобы измерить переменную. Кроме того, потому что регистрация данных не поддерживается для генерации кода, вы не можете использовать регистрацию данных Simscape, когда вы выполняете симуляцию в реальном времени на целевом компьютере.
Моделирующие тепловым образом параметры
Моделирующие тепловым образом параметры являются специфичными для устройства характеристиками, которые определяют, как тепловые движущие силы влияют на температуру устройства и эффективность в процессе моделирования.
Для некоторых блоков вариант по умолчанию включает необходимые параметры для симуляции тепловой динамики. Для таких блоков изменяются размерности параметра, когда вы выбираете тепловой вариант. Например, чтобы параметрировать запутывающие потери на основе постоянной модели трения КПД для варианта по умолчанию блока Simple Gear, вы задаете параметр Efficiency с помощью скалярного значения. Если вы выбираете тепловой вариант для блока Simple Gear, необходимо использовать векторное количество, чтобы задать параметр Efficiency.
Выбор теплового варианта включает дополнительные моделирующие тепловым образом параметры. Например, выбор теплового варианта блока Simple Gear включает the Temperature параметр. Чтобы определить степень тепловых потерь, блок выполняет поиск по таблице на основе значений, которые задали для Efficiency and Temperature параметры.
Тепловые потери модели для простого механизма
В этом примере показано, как включить тепловой порт, параметрируйте тепловой вариант и анализируйте результаты симуляции, это моделирует тепловые потери.
Измерьте зависимый загрузкой КПД
Откройте модель. В командной строке MATLAB введите
sdl_gear_efficiency
Исследуйте параметры на блок Gear.
Для Meshing Losses Friction model установлен в
Load-dependent efficiency. Nominal output torque является150 N*mи Efficiency at nominal output torque является0.8.Чтобы симулировать КПД коробки передач модели и графика, в окне модели, нажимают Plot efficiency.
КПД в номинальной точке точно совпадает со значениями параметров в блоке. Однако КПД зависит только от крутящего момента. Температура не включает в вычисление КПД.
Используйте тепловой вариант для блока механизма
Чтобы включать температуру как фактор в вычислении КПД, выберите тепловой вариант для блока механизма.
Щелкните правой кнопкой по блоку Gear и, из контекстного меню, выберите Simscape> Block choices. Выберите Show thermal port.
Параметрируйте тепловой вариант. Если диалоговое окно блока открыто, близко и затем откройте его, чтобы сделать тепловые параметры видимыми. Для параметров Meshing Losses:
Установите Friction Model на
Temperature and load-dependent efficiency.Для Temperature задайте
[ 280 400 500 ].Для Efficiency matrix задайте
[ 0.65 0.65 0.7; 0.7 0.7 0.75; 0.75 0.75 0.8 ].
Для Thermal Port> параметр Initial Temperature, задайте 320.
Добавьте тепловые библиотечные блоки
К теплопередаче модели добавьте блоки из библиотеки Simscape Foundation Thermal.
Добавьте блок, который представляет тепловой поток между механизмом и средой. Откройте Simulink® Library Browser. От библиотеки Simscape> Foundation Library> Thermal > Thermal Elements добавьте блок Conductive Heat Transfer в модель.
Добавьте блок, который представляет тепловую контрольную точку. Также от библиотеки Thermal Elements, добавьте блок Thermal Reference в модель.
Добавьте блоки для моделирования температуры окружающей среды как постоянный, идеальный источник тепловой энергии.
От библиотеки Simscape> Foundation Library> Thermal > Thermal Sources добавьте блок Controlled Temperature Source.
От библиотеки Simscape> Foundation Library> Physical Signals > Sources добавьте блок PS Constant. Задайте значение
320для блока PS Constant.
Расположите и соедините блоки как показано на рисунке.
Измерьте температурный и зависимый загрузкой КПД
Оцените КПД и в зависимости от крутящего момента нагрузки и в зависимости от температуры механизма.
Симулируйте модель.
Чтобы построить КПД коробки передач, в окне модели, нажимают Plot efficiency. Уменьшите масштаб для лучшего представления кривой КПД.
КПД достигает максимума в 8,5 секунд, когда величина крутящего момента нагрузки составляет приблизительно 33% своего максимального значения. КПД зависит более не только от крутящего момента нагрузки.
Просмотреть данные для рассеянной степени и для температуры механизма:
В окне модели нажмите Explore simulation results.
В окне дерева узла расширьте Gear> узлы simple_gear_model.
CTRL + нажимают power_dissipated и узлы temperature.
В то время как величины загрузки крутящего момента и повышения температуры во время первой половины симуляции, также - количество энергии, которое рассеивается. Количество энергии, которое рассеивается уменьшения во второй половине симуляции из-за уменьшения в загрузке крутящего момента. Однако температура механизма продолжает повышаться, как делает КПД из-за вектора, заданного для параметра Temperature. КПД зависит и от крутящего момента нагрузки и от температуры механизма.