exponenta event banner

Трансмиссия с двойным сцеплением

Трансмиссия с двойным сцеплением, прикладывающая крутящий момент к приводному валу

  • Библиотека:
  • Блок силового агрегата/системы передачи/передачи

  • Dual Clutch Transmission block

Описание

Блок передачи с двойным сцеплением реализует передачу с двойным сцеплением (DCT). В DCT две муфты прикладывают механический крутящий момент к приводному валу. Нечетные шестерни входят в зацепление с одной муфтой, в то время как четные шестерни входят в зацепление с вторичной муфтой. Количество зубчатых колес задается целочисленным вектором с соответствующими передаточными числами, инерциями, вязким демпфированием и коэффициентами КПД. Скорости сцепления и синхронизации являются линейными и регулируемыми. Можно предоставить внешние сигналы сцепления или сконфигурировать блок для генерации идеализированных внутренних сигналов сцепления. Блок реализует модель передачи с минимальной параметризацией или вычислительной стоимостью.

Используйте блок для моделирования упрощенной автоматизированной механической коробки передач (АМТ) для:

  • Определение мощности и крутящего момента

  • Определение влияния передаточного числа на экономичность топлива и производительность

Для определения частоты вращения приводного вала и момента реакции блок передачи с двойным сцеплением вычисляет:

  • Блокировка сцепления и трение сцепления

  • Зафиксированная динамика вращения

  • Разблокированная динамика вращения

Чтобы задать расчет эффективности блока, для параметра «Коэффициент эффективности» выберите любую из этих опций.

НастройкаБлокирование реализации
Gear only

Эффективность определяется из таблицы поиска 1D, которая является функцией зубчатого колеса.

Gear, input torque, input speed, and temperature

Эффективность определяется из таблицы поиска 4D, которая является функцией:

  • Механизм

  • Входной крутящий момент

  • Входная скорость

  • Температура масла

Управление сцеплением

DCT непрерывно передает крутящий момент приводного вала, управляя сигналами давления от обеих муфт. При выборе параметра «Режим управления» Ideal integrated controllerблок генерирует идеализированные сигналы давления сцепления. Блок использует максимальное давление от каждой муфты для аппроксимации команд с одним сцеплением, которые приводят к эквивалентному крутящему моменту приводного вала. Для использования собственных сигналов управления сцеплением выберите Параметр режима управления External control.

Блокировка сцепления и трение сцепления

Основываясь на состоянии блокировки сцепления, блок реализует одну из этих моделей трения.

ЕслиСостояние сцепленияМодель трения
ωi≠NωdorTS<|Tf−Nwibi|НезапертыйTf = Tkhere, Tk = FcRеффмкктанh [4 (wiN wd)] Ts = FcRеффмкsReff = 2 (Ro3 − Ri3) 3 (Ro2 − Ri2)
ωi=NωtandTS≥|Tf−Nbiωi|Запертый

Tf = Ts

Уравнения используют эти переменные.

ωt

Выходная частота вращения приводного вала

ωi

Скорость входного приводного вала

ωd

Частота вращения ведущего вала

bi

Вязкое демпфирование

ФК

Приложенное усилие сцепления

N

Зацепленное зубчатое колесо

Tf

Момент трения

Tk

Кинетический момент трения

Ts

Статический фрикционный момент

Reff

Эффективный радиус сцепления

Ro

Внешний радиус кольцевого диска

Ri

Внутренний радиус кольцевого диска

μs

Коэффициент статического трения

μk

Коэффициент кинетического трения

Заблокированная динамика вращения

Для моделирования динамики вращения при блокировке муфты блок реализует эти уравнения.

ω˙dJN=ηNTd−ωiNbN+NTiωi=Nωd

Блок определяет входной крутящий момент Ti посредством дифференциации.

Уравнения используют эти переменные.

ωi

Скорость входного приводного вала

ωd

Частота вращения ведущего вала

N

Зацепленное зубчатое колесо

миллиард

Вязкое демпфирование в зацеплении с шестерней

JN

Инерция зацепленной передачи

ηN

Эффективность передачи в зацеплении

Td

Крутящий момент приводного вала

Ti

Приложенный входной крутящий момент

Разблокированная вращательная динамика

Для моделирования динамики вращения при разблокировании муфты блок реализует это уравнение.

ω˙dJN=NTf−ωdbN+Td

где:

ωd

Частота вращения ведущего вала

N

Зацепленное зубчатое колесо

миллиард

Вязкое демпфирование в зацеплении с шестерней

JN

Инерция зацепленной передачи

Td

Крутящий момент приводного вала

Ti

Приложенный входной крутящий момент

Учет мощности

Для учета мощности блок реализует эти уравнения.

Сигнал шины ОписаниеПеременнаяУравнения

PwrInfo

PwrTrnsfrd - Мощность, передаваемая между блоками

  • Положительные сигналы указывают на поток в блок

  • Отрицательные сигналы указывают на выход потока из блока

PwrEng

Мощность двигателя

Пенг

ωiTi
PwrDiffrntl

Дифференциальная мощность

Pdiff

ωdTd

PwrNotTrnsfrd - Мощность, пересекающая границу блока, но не передаваемая

  • Положительные сигналы указывают на вход

  • Отрицательные сигналы указывают на потерю

PwrEffLoss

Потеря механической мощности

Peffloss

startdTd (λ N 1)
PwrDampLoss

Механические потери демпфирования

Pdamploss

 −bNωd2 −binωi2

PwrCltchLoss

Потеря мощности сцепления

Pmech

При блокировке: 0

При разблокировании: Тк (starti Nstartd)

PwrStored - Скорость изменения накопленной энергии

  • Положительные сигналы указывают на увеличение

  • Отрицательные сигналы указывают на снижение

PwrStoredTrans

Изменение скорости вращательной кинетической энергии

Pstr

При блокировке: ω˙iωi (Jin + JNN2)

При разблокировании: Jinω˙iωi+JNω˙dωd

Уравнения используют эти переменные.

миллиард

Вязкое демпфирование в зацеплении с шестерней

JN

Инерция вращения зацепленной шестерни

Чжин

Инерция вращения маховика

ηN

Эффективность передачи в зацеплении

N

Передаточное число в зацеплении

Ti

Приложенный входной крутящий момент, обычно от коленчатого вала двигателя или демпфера с двойным маховиком

Td

Приложенный момент нагрузки, обычно от дифференциала или приводного вала

ωd

Начальная скорость вращения входного приводного вала

starti, δ i

Угловая скорость и ускорение приводного вала

Порты

Исходные данные

развернуть все

Целое значение номера зацепляемого зубчатого колеса.

Команда давления сцепления для передач с нечетным номером, между 0 и 1.

Зависимости

Чтобы создать этот порт, выберите параметр режима управления External control.

Команда давления сцепления для зубчатых колес с четным номером, между 0 и 1.

Зависимости

Чтобы создать этот порт, выберите параметр режима управления External control.

Приложенный входной крутящий момент Ti, обычно от коленчатого вала двигателя или амортизатора маховика двойной массы, в Н· м.

Приложенный нагрузочный крутящий момент Td, обычно от приводного вала, в Н· м.

Температура масла, в К. Для определения эффективности блок использует таблицу поиска 4D, которая является функцией:

  • Механизм

  • Входной крутящий момент

  • Входная скорость

  • Температура масла

Зависимости

Чтобы создать этот порт, установите коэффициенты эффективности в значение Gear, input torque, input speed, and temperature.

Продукция

развернуть все

Сигнал шины, содержащий эти блочные вычисления.

СигналОписаниеПеременнаяЕдиницы
EngEngTrq

Приложенный входной крутящий момент, обычно от коленчатого вала двигателя или демпфера с двойным маховиком

Ti

Н· м

EngSpd

Примененный вход угловой скорости приводного вала

ωi

рад/с

DiffDiffTrq

Приложенный момент нагрузки, обычно от дифференциала

Td

Н· м

DiffSpd

Выход угловой скорости приводного вала

ωd

рад/с

CltchCltchForce

Приложенное усилие сцепления

ФК

N

CltchLocked

Состояние сцепления

НА

НА

TransTransSpd Ratio

Отношение скорости на входе к скорости на выходе в момент времени t

Start( t)

НА

TransEta

Отношение выходной мощности к входной мощности

ηN

НА

TransGearCmd

Командованная передача

Ncmd

НА

TransGear

Зацепленное зубчатое колесо

N

НА

PwrInfoPwrTrnsfrd

PwrEng

Мощность двигателя

Пенг

W
PwrDiffrntl

Дифференциальная мощность

Pdiff

W
PwrNotTrnsfrdPwrEffLoss

Потеря механической мощности

Peffloss

W
PwrDampLoss

Механические потери демпфирования

Pdamploss

W
PwrCltchLoss

Потеря мощности сцепления

Pmech

W
PwrStoredPwrStoredTrans

Изменение скорости вращательной кинетической энергии

Pstr

W

Угловая скорость приводного вала в рад/с.

Угловая скорость приводного вала в рад/с.

Параметры

развернуть все

DCT непрерывно передает крутящий момент приводного вала, управляя сигналами давления от обеих муфт. При выборе параметра «Режим управления» Ideal integrated controllerблок генерирует идеализированные сигналы давления сцепления. Блок использует максимальное давление от каждой муфты для аппроксимации команд с одним сцеплением, которые приводят к эквивалентному крутящему моменту приводного вала. Для использования собственных сигналов управления сцеплением выберите Параметр режима управления External control.

Зависимости

В этой таблице представлены конфигурации портов.

Режим управленияСоздание портов
External control

CltchACmd

CltchBCmd

Чтобы задать расчет эффективности блока, для параметра «Коэффициент эффективности» выберите любую из этих опций.

НастройкаБлокирование реализации
Gear only

Эффективность определяется из таблицы поиска 1D, которая является функцией зубчатого колеса.

Gear, input torque, input speed, and temperature

Эффективность определяется из таблицы поиска 4D, которая является функцией:

  • Механизм

  • Входной крутящий момент

  • Входная скорость

  • Температура масла

Зависимости

Установка параметра наПозволяет
Gear only

Вектор эффективности, эта

Gear, input torque, input speed, and temperature

Точки останова крутящего момента КПД, Trq_bpts

Точки останова КПД, omega_bpts

Температура останова КПД, Temp_bpts

Таблица поиска эффективности, eta_tbl

Передача

Инерция входного вала, в кг· м ^ 2.

Демпфирование входного вала, в Н· м· с/рад.

Угловая скорость, в рад/с.

Точки останова крутящего момента для таблицы эффективности, в Н· м.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, задайте для параметра Коэффициенты эффективности значение Gear, input torque, input speed, and temperature.

Точки останова скорости для таблицы эффективности, в рад/с.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, задайте для параметра Коэффициенты эффективности значение Gear, input torque, input speed, and temperature.

Температурные точки останова для таблицы КПД, в К.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, задайте для параметра Коэффициенты эффективности значение Gear, input torque, input speed, and temperature.

Вектор целых чисел, используемый для указания количества скоростей передачи. Нейтральная передача 0. Например, можно задать эти значения параметров.

ОпределитьЗадать номер зубчатого колеса, G к
Четыре скорости передачи, включая нейтральную[0,1,2,3,4]
Три скорости передачи, включая нейтральную и обратную[-1,0,1,2,3]
Пять скоростей передачи, включая нейтральную и обратную[-1,0,1,2,3,4,5]

Размеры вектора Число передач (Gear number vector), Вектор передаточного отношения (Gear ratio vector), Вектор инерции передачи (Transmission inertia vector), Вектор демпфирования (Damping vector) и Векторы эффективности (e

Вектор передаточных чисел (то есть входной скорости к выходной скорости) с индексами, соответствующими передаточным числам, указанным в Gear number, G. Для нейтрали установите передаточное число в 1. Например, можно задать эти значения параметров.

Задание передаточных чисел дляЗадать номер зубчатого колеса, G кЗадать передаточное число, N к
Четыре скорости передачи, включая нейтральную[0,1,2,3,4][1,4.47,2.47,1.47,1]
Пять скоростей передачи, включая нейтральную и обратную[-1,0,1,2,3,4,5][-4.47,1,4.47,2.47,1.47,1,0.8]

Размеры вектора Число передач (Gear number vector), Вектор передаточного отношения (Gear ratio vector), Вектор инерции передачи (Transmission inertia vector), Вектор демпфирования (Damping vector) и Векторы эффективности (e

Вектор инерций вращения зубчатой передачи с индексами, соответствующими инерциям, указанным в номере зубчатой передачи, G, в кг· м ^ 2. Например, можно задать эти значения параметров.

Задание инерции дляЗадать номер зубчатого колеса, G кЗадать инерцию, J в
Четыре передачи, включая нейтральную[0,1,2,3,4][0.01,2.28,2.04,0.32,0.028]
Инерция для пяти передач, включая обратную и нейтральную[-1,0,1,2,3,4,5][2.28,0.01,2.28,2.04,0.32,0.028,0.01]

Размеры вектора Число передач (Gear number vector), Вектор передаточного отношения (Gear ratio vector), Вектор инерции передачи (Transmission inertia vector), Вектор демпфирования (Damping vector) и Векторы эффективности (e

Вектор коэффициентов демпфирования вязкости зубчатой передачи, с индексами, соответствующими коэффициентам, указанным в номере зубчатой передачи, G, в Н· м· с/рад. Например, можно задать эти значения параметров.

Задание демпфирования дляЗадать номер зубчатого колеса, G кУстановить демпфирование, b в
Четыре передачи, включая нейтральную[0,1,2,3,4][0.001,0.003,0.0025, 0.002,0.001]
Пять передач, включая обратную и нейтральную[-1,0,1,2,3,4,5][0.003,0.001,0.003,0.0025, 0.002,0.001,0.001]

Размеры вектора Число передач (Gear number vector), Вектор передаточного отношения (Gear ratio vector), Вектор инерции передачи (Transmission inertia vector), Вектор демпфирования (Damping vector) и Векторы эффективности (e

Вектор механической эффективности зубчатой передачи с индексами, соответствующими эффективности, указанной в G. Например, можно задать эти значения параметров.

Задание эффективности дляЗадать номер зубчатого колеса, G кУстановить эффективность, например, для
Четыре передачи, включая нейтральную[0,1,2,3,4][0.9,0.9,0.9,0.9,0.95]
Пять передач, включая обратную и нейтральную[-1,0,1,2,3,4,5][0.9,0.9,0.9, 0.9,0.9,0.95,0.95]

Размеры вектора Число передач (Gear number vector), Вектор передаточного отношения (Gear ratio vector), Вектор инерции передачи (Transmission inertia vector), Вектор демпфирования (Damping vector) и Векторы эффективности (e

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, задайте для параметра Коэффициенты эффективности значение Gear only.

Таблица механического КПД зубчатой передачи в зависимости от зубчатой передачи, входного крутящего момента, входной скорости и температуры.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, задайте для параметра Коэффициенты эффективности значение Gear, input torque, input speed, and temperature.

Исходная выходная скорость вращения передачи в рад/с. Если выбрана опция Сцепление, первоначально заблокированное (Clutch initially locked), блок игнорирует начальную выходную скорость (Initial output velocity) omega_o значение параметра.

Начальное зацепление, Вперед.

Сцепление и синхронизатор

Время, необходимое для включения и выключения муфты во время переключения, tc, в с.

Время, необходимое для выбора и синхронизации передач, тс, в с.

Время, необходимое для включения сцепления, tc, в с.

Зависимости

Чтобы создать этот параметр, выберите Параметр режима управления Ideal integrated controller.

Эффективный радиус, Reff, используемый с приложенной силой трения сцепления для определения силы трения, в м. Эффективный радиус определяется как:

Ссылка = 2 (Ro3-Ri3) 3 (Ro2-Ri2)

Уравнение использует эти переменные.

Ro

Внешний радиус кольцевого диска

Ri

Внутренний радиус кольцевого диска

Коэффициент усиления замковой муфты разомкнутого контура, Kc, в Н.

Безразмерный коэффициент статического трения диска сцепления, мкс.

Безразмерный коэффициент кинетического трения диска сцепления, мкк.

При выборе этого параметра сначала блокируется муфта.

Зависимости

Чтобы создать этот параметр, выберите Параметр режима управления Ideal integrated controller.

Выбор этого параметра первоначально блокирует синхронизатор.

Расширенные возможности

Создание кода C/C + +
Создайте код C и C++ с помощью Simulink ® Coder™

.
Представлен в R2017a