exponenta event banner

Разница с ограниченным проскальзыванием

Ограниченный дифференциал как планетарная коническая передача

  • Библиотека:
  • Блок силового агрегата/Привод/Блок конечного привода

    Блок динамики транспортного средства/силовой агрегат/привод/блок конечного привода

  • Limited Slip Differential block

Описание

Блок Limited Slip Differential реализует дифференциал как планетарную коническую зубчатую передачу. Блок сопоставляет коническую шестерню карданного вала с коронной (кольцевой) конической шестерней. Можно указать:

  • Передаточное отношение несущего вала к карданному валу

  • Расположение корончатого колеса

  • Коэффициенты вязкости и демпфирования для осей и водила

  • Тип скользящей муфты

Используйте блок в анализе трансмиссии системного уровня для учета передачи мощности от трансмиссии к колесам. Блок подходит для использования в рабочих процессах аппаратного обеспечения в цикле (HIL) и оптимизации. Все параметры настраиваются.

В ограниченном дифференциале скольжения, чтобы предотвратить скольжение одного из колес, дифференциал разделяет крутящий момент, приложенный к левой и правой осям. При различном крутящем моменте, приложенном к осям, колеса могут перемещаться с разными угловыми скоростями, предотвращая скольжение. Блок реализует три способа соединения различных моментов, приложенных к осям:

  • Преднагруженное идеальное сцепление

  • Данные о крутящем моменте, зависящие от скорости скольжения

  • Входные данные, зависящие от крутящего момента

Блок использует систему координат, которая создает положительное движение шины и транспортного средства для стандартных конфигураций двигателя, трансмиссии и дифференциала. Стрелки указывают положительное движение.

Эффективность

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

НастройкаВнедрение

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 ОписаниеУравнения

PwrInfo

PwrTrnsfrd - Мощность, передаваемая между блоками

  • Положительные сигналы указывают на поток в блок

  • Отрицательные сигналы указывают на выход потока из блока

PwrDriveshft

Механическая мощность от карданного вала

ηTdωd

PwrAxl1

Механическая мощность от оси 1

ηT1ω1

PwrAxl2

Механическая мощность от оси 2

ηT2ω2

PwrNotTrnsfrd - Мощность, пересекающая границу блока, но не передаваемая

  • Положительные сигналы указывают на вход

  • Отрицательные сигналы указывают на потерю

PwrMechLoss

Общая потеря мощности

W˙loss= (Pt + Pd + Pc) + PsPt =

PwrDampLoss

Потеря мощности из-за демпфирования

Pd = (b1 |

PwrCplngLoss

Потеря мощности из-за сцепления

Pc = Tc 'λ пр |

PwrStored - Скорость изменения накопленной энергии

  • Положительные сигналы указывают на увеличение

  • Отрицательные сигналы указывают на снижение

PwrStoredShft

Изменение скорости хранимой внутренней энергии

Ps = (ω1ω˙1J1+ω2ω˙2J2+ωdω˙dJd)

Динамика

Блок дифференциала ограниченного проскальзывания реализует эти дифференциальные уравнения для представления механической динамической характеристики коронного зубчатого колеса, левой оси и правой оси.

Механическая динамическая реакцияДифференциальное уравнение
Коронная шестерня

ω˙dJd=ηTd-ωdbd-Ti

Левая ось

ω˙1J1=ηT1-ω1b1-Ti1

Правая ось

ω˙2J2=ηT2-ω2b2-Ti2

Блок имеет жесткую связь между коронной шестерней и осями. Эти уравнения ограничений применяются.

ηT1=N2Ti−12TcηT2=N2Ti+12Tc

startd = N2 (start1 + start2)

Уравнения используют эти переменные.

N

Передаточное число водила и карданного вала

Jd

Инерция вращения коронного зубчатого колеса в сборе

BD

Линейное вязкое демпфирование коронной передачи

ωd

Угловая скорость карданного вала

ϖ

Скорость скольжения

J1

Инерция вращения оси 1

b1

Ось 1 линейного вязкого демпфирования

ω1

Скорость оси 1

J2

Инерция вращения оси 2

b2

Ось 2 линейного вязкого демпфирования

ω2

Угловая скорость оси 2

η

Эффективность

Td

Крутящий момент приводного вала

T1

Крутящий момент оси 1

T2

Крутящий момент оси 2

Ti

Момент внутреннего сопротивления оси

Ti1

Крутящий момент внутреннего сопротивления оси 1

Ti2

Крутящий момент внутреннего сопротивления оси 2

μ

Коэффициент трения

Reff

Эффективный радиус сцепления

Ro

Внешний радиус кольцевого диска

Ri

Внутренний радиус кольцевого диска

ФК

Усилие сцепления

Tc

Крутящий момент сцепления

μ

Коэффициент трения

Табличные блоки в разнице ограниченного проскальзывания имеют следующие настройки параметров:

  • Метод интерполяции - Linear

  • Метод экстраполяции - Clip

Идеальная муфта сцепления

Идеальная модель муфты сцепления использует скорость скольжения оси и трение для расчета крутящего момента муфты. Коэффициент трения является функцией скорости скольжения.

Tc = FcN (|ϖ|) Реффтан (4|ϖ|)

Радиусы диска определяют эффективный радиус сцепления, по которому действует сила сцепления.

Ссылка = 2 (Ro3-Ri3) 3 (Ro2-Ri2)

Угловые скорости осей определяют скорость скольжения.

ϖ=ω1−ω2

Муфта со скоростью скольжения

Чтобы рассчитать крутящий момент сцепления, модель муфты со скоростью скольжения использует данные крутящего момента, которые являются функцией скорости скольжения. Угловые скорости осей определяют скорость скольжения.

ϖ=ω1−ω2

Муфта входного крутящего момента

Для вычисления крутящего момента сцепления модель муфты с входным крутящим моментом использует данные крутящего момента, которые являются функцией входного крутящего момента.

Разомкнутый дифференциальный блок предполагает жесткую связь между коронным зубчатым колесом и осями. Эти уравнения ограничений применяются.

ηTi1 = ηTi2=N2Ti

startd = N2 (start1 + start2)

Порты

Исходные данные

развернуть все

Приложенный входной крутящий момент, обычно от коленчатого вала двигателя, в Н· м.

Крутящий момент оси 1, T1, в Н· м.

Крутящий момент оси 2, T2, в Н· м.

Температура, в К.

Зависимости

Чтобы включить этот порт:

  • Установите коэффициенты эффективности в значение Driveshaft torque, speed and temperature.

  • Выберите Входная температура.

Продукция

развернуть все

Сигнал шины, содержащий эти блочные вычисления.

СигналОписаниеЕдиницы

Driveshft

DriveshftTrq

Крутящий момент приводного вала

Н· м

DriveshftSpd

Скорость карданного вала

рад/с

Axl1

Axl1Trq

Крутящий момент оси 1

Н· м

Axl1Spd

Скорость оси 1

рад/с

Axl2

Axl2Trq

Крутящий момент оси 2

Н· м

Axl2Spd

Ось 2 скорость

рад/с

Cplng

CplngTrq

Крутящая муфта

Н· м

CplngSlipSpd

Скорость скольжения

рад/с

PwrInfo

PwrTrnsfrd

PwrDriveshft

Механическая мощность от карданного вала

W

PwrAxl1

Механическая мощность от оси 1

W

PwrAxl2

Механическая мощность от оси 2

W

PwrNotTrnsfrd

PwrMechLoss

Общая потеря мощности

W

PwrDampLoss

Потеря мощности из-за демпфирования

W

PwrCplngLoss

Потеря мощности из-за сцепления

W

PwrStoredShft

PwrStoredShft

Изменение скорости хранимой внутренней энергии

W

Угловая скорость карданного вала в рад/с.

Ось 1 угловая скорость, λ 1, в рад/с.

Ось 2 угловая скорость, λ 2, в рад/с.

Параметры

развернуть все

Параметры блока

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

НастройкаВнедрение

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.

Дополнительные сведения см. в разделе Методы интерполяции.

Зависимости

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

Выберите для создания входного порта Temp для температуры.

Зависимости

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

Разомкнутый дифференциал

Укажите соединение корончатого колеса с карданным валом.

Передаточное число водила и карданного вала, Н.

Инерция вращения коронной шестерни в сборе, Jd, в кг· м ^ 2. Можно включить инерцию карданного вала.

Линейное вязкое демпфирование коронной шестерни, bd, в Н· м· с/рад.

Инерция вращения оси 1, J1, в кг· м ^ 2.

Ось 1 линейного вязкого демпфирования, b1, в Н· м· с/рад.

Инерция вращения оси 2, J2, в кг· м ^ 2.

Ось 2 линейное вязкое демпфирование, b2, в Н· м· с/рад.

Ось 1 исходная скорость, starto1, в рад/с.

Ось 2 начальная скорость, λ o2, в рад/с.

Постоянный КПД, start.

Зависимости

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

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

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

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

Зависимости

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

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

Зависимости

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

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

Зависимости

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

Температура окружающего воздуха, Tair, в К.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр:

  • Установите коэффициенты эффективности в значение Driveshaft torque, speed and temperature.

  • Очистить входную температуру.

Скользящая муфта

Укажите тип муфты с крутящим моментом.

Количество дисков.

Зависимости

Чтобы включить идеальные параметры сцепления, выберите Pre-loaded ideal clutch для параметра Тип муфты.

Эффективный радиус (Reff), используемый с приложенной силой трения сцепления для определения силы трения. 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

Зависимости

Для включения параметров сцепления выберите Pre-loaded ideal clutch для параметра Тип муфты.

Номинальное усилие предварительной нагрузки, в Н.

Зависимости

Для включения параметров сцепления выберите Pre-loaded ideal clutch для параметра Тип муфты.

Вектор коэффициента трения.

Зависимости

Для включения параметров сцепления выберите Pre-loaded ideal clutch для параметра Тип муфты.

Вектор скорости скольжения, в рад/с.

Зависимости

Для включения параметров сцепления выберите Pre-loaded ideal clutch для параметра Тип муфты.

Вектор крутящего момента, в Н· м.

Зависимости

Чтобы включить параметры скорости скольжения, выберите Slip speed dependent torque data для параметра Тип муфты.

Вектор скорости скольжения, в рад/с.

Зависимости

Чтобы включить параметры скорости скольжения, выберите Slip speed dependent torque data для параметра Тип муфты.

Вектор крутящего момента, в Н· м.

Зависимости

Чтобы включить входные параметры крутящего момента, выберите Input torque dependent torque data для параметра Тип муфты.

Вектор крутящего момента, в Н· м.

Зависимости

Чтобы включить входные параметры крутящего момента, выберите Input torque dependent torque data для параметра Тип муфты.

Постоянная времени связи, в с.

Ссылки

[1] Деур, Дж., Иванович, В., Хэнкок, М. и Ассадиан, Ф. «Моделирование активной дифференциальной динамики». В процедурах ASME. Транспортные системы. Том 17, стр.: 427-436.

Расширенные возможности

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

.
Представлен в R2017a