Коробка передач

Идеальная вращательная коробка передач

Библиотека:
Блок силового агрегата/привод/муфты

Описание

Блок редуктора реализует идеальную вращательную коробку передач. Блок использует инерции зубчатой передачи и демпфирование для вычисления реакции скорости на входные моменты зубчатой пары основания и толкателя.

В исследованиях экономии топлива и эффективности силового агрегата можно использовать блок коробки передач для моделирования идеальной муфты передач и передачи мощности между общими элементами трансмиссии, такими как трансмиссии, двигатели, муфты и дифференциалы.

Блок редуктора использует эти уравнения для аппроксимации динамики передачи.

$\begin{array}{l} {\overset{}{}}_{}_{}_{}_{}_{} \\ {\overset{}{}}_{}_{}_{}_{}_{ω˙BJB=ωBbB+ηNTFω˙FJF=ωFbF+ηTF} \end{array}$

Это уравнение ограничения сводит систему к одной системе степеней свободы.

$_{startB} =_{}$ NstartF

Чтобы выразить идеальную передачу крутящего момента, блок использует это соотношение.

$_{/ NTB} +_{} TF$ = 0

Эффективность

Чтобы учесть эффективность блока, используйте параметр Коэффициент эффективности. В этой таблице приводится сводная информация о реализации блоков для каждого параметра.

Настройка Внедрение

Настройка	Внедрение
`Constant`	Постоянная эффективность, которую можно задать с помощью параметра Constant efficiency factor, eta.
`Driveshaft torque, temperature and speed`	Эффективность как функция входного крутящего момента базовой передачи, температуры воздуха и скорости карданного вала. Используйте эти параметры для указания таблицы подстановки и точек останова: Таблица поиска эффективности, eta_tbl Точки останова крутящего момента КПД, Trq_bpts Точки останова КПД, omega_bpts Температура останова КПД, Temp_bpts Для температуры воздуха можно: Выберите Входная температура (Input temperature), чтобы создать входной порт. Задайте температуру окружающей среды, значение параметра Tamb. Чтобы выбрать метод интерполяции, используйте параметр Метод интерполяции. Дополнительные сведения см. в разделе Методы интерполяции.

Constant

Постоянная эффективность, которую можно задать с помощью параметра Constant efficiency factor, eta.

Driveshaft torque, temperature and speed

Эффективность как функция входного крутящего момента базовой передачи, температуры воздуха и скорости карданного вала. Используйте эти параметры для указания таблицы подстановки и точек останова:

Таблица поиска эффективности, eta_tbl
Точки останова крутящего момента КПД, Trq_bpts
Точки останова КПД, omega_bpts
Температура останова КПД, Temp_bpts

Для температуры воздуха можно:

Выберите Входная температура (Input temperature), чтобы создать входной порт.
Задайте температуру окружающей среды, значение параметра Tamb.

Чтобы выбрать метод интерполяции, используйте параметр Метод интерполяции. Дополнительные сведения см. в разделе Методы интерполяции.

Учет мощности

Для учета мощности блок реализует эти уравнения.

Сигнал шины			Описание	Переменная	Уравнения
`PwrInfo`	`PwrTrnsfrd` - Мощность, передаваемая между блоками Положительные сигналы указывают на поток в блок Отрицательные сигналы указывают на выход потока из блока	`PwrBase`	Механическая мощность от базового вала	_PBase	$_{PBase} =_{}_{}$
		`PwrFlwr`	Механическая мощность от ведомого вала	_PFlwr	$_{PFlwr} =_{}_{}$
	`PwrNotTrnsfrd` - Мощность, пересекающая границу блока, но не передаваемая Положительные сигналы указывают на вход Отрицательные сигналы указывают на потерю	`PwrMechLoss`	Общая потеря мощности	_Png	$\begin{array}{l} _{Png} = -_{(} {Pt}_{} +_{Pd} \\ )_{} +_{}_{PsPt} =_{}_{} \end{array}$
		`PwrDampLoss`	Потеря мощности из-за демпфирования	_Фунт	$_{Pd} = -_{} {(_{}}^{} bF 'startF_{\|} {2_{} +}^{}$ bB' startB \| 2)
	`PwrStored` - Скорость изменения накопленной энергии Положительные сигналы указывают на увеличение Отрицательные сигналы указывают на снижение	`PwrStoredShft`	Изменение скорости накопленной внутренней кинетической энергии	_Ps	$_{Ps} =_{(} {\overset{}{}}_{}_{}_{} {\overset{}{}}_{}_{}$ ωBω˙BJB+ωFω˙FJF)

Уравнения используют эти переменные.

_TB	Входной крутящий момент базовой передачи
_TF	Выходной крутящий момент ведомой передачи
_ωB	Угловая скорость базовой передачи
_ωF	Угловая скорость ведомой передачи
_JB	Инерция вращения базовой шестерни
_JF	Инерция вращения ведомой передачи
_bB	Демпфирование вязкости вращения базовой шестерни
_bF	Вращательное вязкое демпфирование ведомой передачи
N	Передаточное число передачи крутящего момента
η	Эффективность передачи
_Pt	Общая мощность
_Фунт	Потеря мощности из-за демпфирования
_Ps	Изменение скорости накопленной внутренней кинетической энергии

Порты

Вход

развернуть все

`BTrq` - Входной крутящий момент базовой передачи
`scalar`

Входной крутящий момент базовой передачи, _ТБ, в Н· м.

Зависимости

Чтобы создать этот порт, в поле «Конфигурация порта» выберите Simulink.

`FTrq` - Выходной крутящий момент ведомой передачи
`scalar`

Выходной крутящий момент ведомой передачи, _TF, в Н· м.

Зависимости

Чтобы создать этот порт, в поле «Конфигурация порта» выберите Simulink.

`B` - Угловая скорость и крутящий момент базовой передачи
двухсторонний порт разъема

Угловая скорость базового зубчатого колеса, _В, в рад/с. Крутящий момент базовой передачи, _ТБ, в Н· м.

Зависимости

Чтобы создать этот порт, в поле «Конфигурация порта» выберите Two-way connection.

`AirTemp` - Температура окружающего воздуха
`scalar`

Температура окружающего воздуха, _Tair, в К.

Зависимости

Чтобы включить этот порт:

Установите коэффициенты эффективности в значение Driveshaft torque, speed and temperature.
Выберите Входная температура окружающей среды.

Продукция

развернуть все

`Info` - Сигнал шины
автобус

Сигнал шины, содержащий эти блочные вычисления.

Сигнал			Описание	Переменная	Единицы
Основа	`BaseTrq`		Входной крутящий момент базовой передачи	_TB	Н· м
Основа	`BaseSpd`		Угловая скорость базовой передачи	_ωB	рад/с
Flwr	`FlwrTrq`		Крутящий момент ведомой передачи	_TF	Н· м
Flwr	`FlwrSpd`		Угловая скорость ведомой передачи	_ωF	рад/с
PwrInfo	`PwrTrnsfrd`	`PwrBase`	Механическая мощность от базового вала	_PBase	W
	`PwrTrnsfrd`	`PwrFlwr`	Механическая мощность от ведомого вала	_PFlwr	W
	`PwrNotTrnsfrd`	`PwrMechLoss`	Общая потеря мощности передачи	_Png	W
	`PwrNotTrnsfrd`	`PwrDampLoss`	Потеря мощности из-за демпфирования	_Фунт	W
	`PwrStored`	`PwrStoredShft`	Изменение скорости накопленной внутренней кинетической энергии	_Ps	W

`BSpd` - Угловая скорость входной шестерни
`scalar`

Угловая скорость базового зубчатого колеса, _В, в рад/с.

Зависимости

Чтобы создать этот порт, в поле «Конфигурация порта» выберите Simulink.

`FSpd` - Угловая скорость выходного зубчатого колеса
`scalar`

Угловая скорость ведомого зубчатого колеса, _{λ F}, в рад/с.

Зависимости

Чтобы создать этот порт, в поле «Конфигурация порта» выберите Simulink.

`F` - Угловая скорость и крутящий момент выходного зубчатого колеса
двухсторонний порт разъема

Угловая скорость ведомого зубчатого колеса, _{λ F}, в рад/с. Крутящий момент ведомой передачи, _TF, в Н· м.

Зависимости

Чтобы создать этот порт, в поле «Конфигурация порта» выберите Two-way connection.

Параметры

развернуть все

Параметры блока

`Port Configuration` - Укажите конфигурацию
`Simulink` (по умолчанию) | `Two-way connection`

Укажите конфигурацию порта.

Зависимости

Определение Simulink создает следующие порты:

BSpd
FSpd
BTrq
FTrq

Определение Two-way connection создает следующие порты:

`Efficiency factors` - Укажите конфигурацию
`Constant` (по умолчанию) | `Driveshaft torque, speed and temperature`

Настройка Внедрение

Настройка	Внедрение
`Constant`	Постоянная эффективность, которую можно задать с помощью параметра Constant efficiency factor, eta.
`Driveshaft torque, temperature and speed`	Эффективность как функция входного крутящего момента базовой передачи, температуры воздуха и скорости карданного вала. Используйте эти параметры для указания таблицы подстановки и точек останова: Таблица поиска эффективности, eta_tbl Точки останова крутящего момента КПД, Trq_bpts Точки останова КПД, omega_bpts Температура останова КПД, Temp_bpts Для температуры воздуха можно: Выберите Входная температура (Input temperature), чтобы создать входной порт. Задайте температуру окружающей среды, значение параметра Tamb. Чтобы выбрать метод интерполяции, используйте параметр Метод интерполяции. Дополнительные сведения см. в разделе Методы интерполяции.

Constant

Постоянная эффективность, которую можно задать с помощью параметра Constant efficiency factor, eta.

Driveshaft torque, temperature and speed

Таблица поиска эффективности, eta_tbl
Точки останова крутящего момента КПД, Trq_bpts
Точки останова КПД, omega_bpts
Температура останова КПД, Temp_bpts

Для температуры воздуха можно:

Выберите Входная температура (Input temperature), чтобы создать входной порт.
Задайте температуру окружающей среды, значение параметра Tamb.

`Interpolation method` - Метод
`Flat` | `Nearest` | `Linear point-slope` | `Linear Lagrange` | `Cubic spline`

Дополнительные сведения см. в разделе Методы интерполяции.

Зависимости

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

`Output shaft rotates in same direction as input` - Вращение
`off` (по умолчанию) | `on`

Выберите, чтобы указать, что выходной вал вращается в том же направлении, что и входной.

`Input ambient temperature` - Создание входного порта
`off` (по умолчанию) | `on`

Выберите для создания входного порта AirTemp для температуры окружающего воздуха.

Зависимости

`Input to output gear ratio, N` - Коэффициент
`2` (по умолчанию) | `scalar`

Передаточное отношение база-толкатель, безразмерное.

`Input shaft inertia, J1` - Инерция
`.01` (по умолчанию) | `scalar`

Инерция базового вала, в кг· м ^ 2.

`Output shaft inertia, J2` - Инерция
`.01` (по умолчанию) | `scalar`

Инерция вала толкателя, в кг· м ^ 2.

`Input shaft damping, b1` - Демпфирование
`.001` (по умолчанию) | `scalar`

Демпфирование базового вязкого вала, в Н· м· с/рад.

`Output shaft damping, b2` - Демпфирование
`.001` (по умолчанию) | `scalar`

Демпфирование ведомого вязкого вала, в Н· м· с/рад.

`Input shaft initial velocity, w1_o` - Начальная скорость
`0` (по умолчанию) | `scalar`

Начальная скорость базового вала, в рад/с.

Эффективность

`Constant efficiency factor, eta` - Эффективность
`1` (по умолчанию) | `scalar`

Постоянный КПД, start.

Зависимости

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

`Efficiency lookup table, eta_tbl` - Таблица подстановки
`M`около-`N`около-`L` множество

Безразмерный массив значений эффективности как функция:

M входные крутящие моменты
N скорость на входе
L температуры воздуха

Каждое значение определяет эффективность для конкретной комбинации крутящего момента, скорости и температуры. Размер массива должен соответствовать размерам, определяемым векторами крутящего момента, скорости и температуры.

Зависимости

`Efficiency torque breakpoints, Trq_bpts` - Точки останова крутящего момента
`[25, 50, 75, 100, 150, 200, 250]` (по умолчанию) | `1`около-`M` вектор

Вектор входного крутящего момента, точки останова для КПД, в Н· м.

Зависимости

`Efficiency speed breakpoints, omega_bpts` - Точки останова скорости
`[52.4 78.5 105 131 157 183 209 262 314 419 524]` (по умолчанию) | `1`около-`N` вектор

Вектор скорости, точки останова для эффективности, в рад/с.

Зависимости

`Efficiency temperature breakpoints, Temp_bpts` - Температурные точки останова
`[290 358]` (по умолчанию) | `1`около-`L` вектор

Вектор точек останова температуры окружающей среды для эффективности, в К.

Зависимости

`Air temperature, Tair` - Температура окружающего воздуха
`297.15` (по умолчанию) | `scalar`

Температура окружающего воздуха, _Tair, в К.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, выполните следующие действия.

Установите коэффициенты эффективности в значение Driveshaft torque, speed and temperature.
Очистить входную температуру окружающей среды.

Примеры модели

Conventional Vehicle Reference Application

Обычное справочное приложение для транспортного средства

Имитация полной модели транспортного средства с двигателем внутреннего сгорания, трансмиссией и соответствующими алгоритмами управления силовым агрегатом. Используется для анализа соответствия силового агрегата и выбора компонентов, проектирования алгоритмов управления и диагностики, а также тестирования аппаратного обеспечения в контуре (HIL).

Расширенные возможности

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

См. также

Дисковое сцепление | Планетарная передача | Инерция вращения | Гидротрансформатор | Соответствие на кручение

Представлен в R2017a

Документация

Коробка передач

Описание

Эффективность

Учет мощности

Порты

Вход

BTrq - Входной крутящий момент базовой передачи scalar

Зависимости

FTrq - Выходной крутящий момент ведомой передачи scalar

Зависимости

B - Угловая скорость и крутящий момент базовой передачи двухсторонний порт разъема

Зависимости

AirTemp - Температура окружающего воздуха scalar

Зависимости

Продукция

Info - Сигнал шины автобус

BSpd - Угловая скорость входной шестерни scalar

Зависимости

FSpd - Угловая скорость выходного зубчатого колеса scalar

Зависимости

F - Угловая скорость и крутящий момент выходного зубчатого колеса двухсторонний порт разъема

Зависимости

Параметры

Port Configuration - Укажите конфигурацию Simulink (по умолчанию) | Two-way connection

Зависимости

Efficiency factors - Укажите конфигурацию Constant (по умолчанию) | Driveshaft torque, speed and temperature

Interpolation method - Метод Flat | Nearest | Linear point-slope | Linear Lagrange | Cubic spline

Зависимости

Output shaft rotates in same direction as input - Вращение off (по умолчанию) | on

Input ambient temperature - Создание входного порта off (по умолчанию) | on

Зависимости

Input to output gear ratio, N - Коэффициент 2 (по умолчанию) | scalar

Input shaft inertia, J1 - Инерция .01 (по умолчанию) | scalar

Output shaft inertia, J2 - Инерция .01 (по умолчанию) | scalar

Input shaft damping, b1 - Демпфирование .001 (по умолчанию) | scalar

Output shaft damping, b2 - Демпфирование .001 (по умолчанию) | scalar

Input shaft initial velocity, w1_o - Начальная скорость 0 (по умолчанию) | scalar

Constant efficiency factor, eta - Эффективность 1 (по умолчанию) | scalar

Зависимости

Efficiency lookup table, eta_tbl - Таблица подстановки Mоколо-Nоколо-L множество

Зависимости

Efficiency torque breakpoints, Trq_bpts - Точки останова крутящего момента [25, 50, 75, 100, 150, 200, 250] (по умолчанию) | 1около-M вектор

Зависимости

Efficiency speed breakpoints, omega_bpts - Точки останова скорости [52.4 78.5 105 131 157 183 209 262 314 419 524] (по умолчанию) | 1около-N вектор

Зависимости

Efficiency temperature breakpoints, Temp_bpts - Температурные точки останова [290 358] (по умолчанию) | 1около-L вектор

Зависимости

Air temperature, Tair - Температура окружающего воздуха 297.15 (по умолчанию) | scalar

Зависимости

Примеры модели

Обычное справочное приложение для транспортного средства

Расширенные возможности

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

См. также

Документация по блокам силового агрегата

Поддержка

`BTrq` - Входной крутящий момент базовой передачи
`scalar`

`FTrq` - Выходной крутящий момент ведомой передачи
`scalar`

`B` - Угловая скорость и крутящий момент базовой передачи
двухсторонний порт разъема

`AirTemp` - Температура окружающего воздуха
`scalar`

`Info` - Сигнал шины
автобус

`BSpd` - Угловая скорость входной шестерни
`scalar`

`FSpd` - Угловая скорость выходного зубчатого колеса
`scalar`

`F` - Угловая скорость и крутящий момент выходного зубчатого колеса
двухсторонний порт разъема

`Port Configuration` - Укажите конфигурацию
`Simulink` (по умолчанию) | `Two-way connection`

`Efficiency factors` - Укажите конфигурацию
`Constant` (по умолчанию) | `Driveshaft torque, speed and temperature`

`Interpolation method` - Метод
`Flat` | `Nearest` | `Linear point-slope` | `Linear Lagrange` | `Cubic spline`

`Output shaft rotates in same direction as input` - Вращение
`off` (по умолчанию) | `on`

`Input ambient temperature` - Создание входного порта
`off` (по умолчанию) | `on`

`Input to output gear ratio, N` - Коэффициент
`2` (по умолчанию) | `scalar`

`Input shaft inertia, J1` - Инерция
`.01` (по умолчанию) | `scalar`

`Output shaft inertia, J2` - Инерция
`.01` (по умолчанию) | `scalar`

`Input shaft damping, b1` - Демпфирование
`.001` (по умолчанию) | `scalar`

`Output shaft damping, b2` - Демпфирование
`.001` (по умолчанию) | `scalar`

`Input shaft initial velocity, w1_o` - Начальная скорость
`0` (по умолчанию) | `scalar`

`Constant efficiency factor, eta` - Эффективность
`1` (по умолчанию) | `scalar`

`Efficiency lookup table, eta_tbl` - Таблица подстановки
`M`около-`N`около-`L` множество

`Efficiency torque breakpoints, Trq_bpts` - Точки останова крутящего момента
`[25, 50, 75, 100, 150, 200, 250]` (по умолчанию) | `1`около-`M` вектор

`Efficiency speed breakpoints, omega_bpts` - Точки останова скорости
`[52.4 78.5 105 131 157 183 209 262 314 419 524]` (по умолчанию) | `1`около-`N` вектор

`Efficiency temperature breakpoints, Temp_bpts` - Температурные точки останова
`[290 358]` (по умолчанию) | `1`около-`L` вектор

`Air temperature, Tair` - Температура окружающего воздуха
`297.15` (по умолчанию) | `scalar`

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