Гидротрансформатор

Трехкомпонентный гидротрансформатор, состоящий из рабочего колеса, турбины и статора

Библиотека:
Блок силового агрегата/трансмиссия/преобразователи крутящего момента

Описание

Блок гидротрансформатора реализует трехкомпонентный гидротрансформатор, состоящий из рабочего колеса, турбины и статора с опциональной возможностью блокировки сцепления. Блок может имитировать привод (мощность, протекающая от рабочего колеса к турбине) и накачку (мощность от турбины, рассеиваемая в гидрожидкости гидротрансформатора).

Можно указать характеристики гидротрансформатора:

Отношение скоростей - Отношение угловой скорости турбины к угловой скорости рабочего колеса
Коэффициент крутящего момента - отношение крутящего момента турбины к крутящему моменту рабочего колеса
Параметризация коэффициента мощности - функция входной частоты вращения или входного крутящего момента

Дополнительные конфигурации блокировки сцепления включают в себя:

Без блокировки - только для модели жидкостной муфты
Блокировка - модель автоматического сцепления
Внешняя блокировка - модельное давление сцепления в качестве входного сигнала от внешнего сигнала

Динамика

Состояние блокировки сцепления и трение сцепления

Основываясь на состоянии блокировки сцепления, блок реализует эти модели трения.

Если	Состояние сцепления	Модель трения
$\begin{array}{l} _{}_{} \\ _{} \frac{_{ωi≠ωtorTS<\|Jt}}{(_{} Ji_{+}} {Jt}_{)} [_{} Ti_{+}_{Tf} -_{} starti \end{array}$ (bt + bi)] \|	Незапертый	$\begin{array}{l} _{Tf} =_{} \\ {Tkhere}_{:}_{Tk}_{=}_{}_{FcReffmktanh} [_{4} ( \\ _{starti} -_{}_{startt)]}_{} \\ {Ts}_{=} \frac{_{}^{}_{}^{}}{FcReffmsReff =_{}^{2} (_{}^{}} \end{array}$ Ro3-Ri3) 3 (Ro2-Ri2)
$\begin{array}{l} _{}_{} \\ _{} \frac{_{ωi=ωtandTS≥\|Jt}}{(_{} Ji_{+}} {Jt}_{)} [_{} Ti_{+}_{}_{Tf-вес} (_{bt}_{+} \end{array}$ bi) + вес] \|	Запертый	_Tf = _Ts

Заблокированная динамика вращения

Для моделирования динамики вращения, если муфта заблокирована, блок реализует уравнения.

$\begin{array}{l} \overset{ω˙}{} (_{} Ji_{+} {Jt}_{)} =_{Ti} -_{}_{} \\ _{}_{} \end{array}$

Скорость вращения представляет как скорость вращения рабочего колеса, так и скорости вращения турбины.

Разблокированная вращательная динамика

Для моделирования динамики вращения, если муфта разблокирована, блок реализует уравнения.

$\begin{array}{l} {\overset{}{}}_{}_{}_{}_{}_{}_{}_{} \\ {\overset{}{}}_{}_{}_{}_{}_{}_{}_{} \\ _{ω˙iJi=Ti−ωibi−Tf−Tpω˙tJt=Text−ωtbt+Tf+TtTp} =_{}^{} ωi2ψ \\ {(ϕ)}_{} Tt =_{} \end{array}$ Tpζ (ϕ)

Для аппроксимации задержки умножения крутящего момента между рабочим колесом и турбиной можно задать параметр «Постоянная времени срабатывания крутящего момента текучей среды» (значение 0 для отключения), tauc [s].

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	`PwrImp`	Приложенная мощность рабочего колеса	_{Сутенер}	$_{}_{ωiTi}$
		`PwrTurb`	Прикладываемая выходная мощность турбины	_Pturb	$_{}_{ωtTt}$
	`PwrNotTrnsfrd` - Мощность, пересекающая границу блока, но не передаваемая Положительные сигналы указывают на вход Отрицательные сигналы указывают на потерю	`PwrDampLoss`	Механические потери демпфирования	_Pdamploss	$_{}_{}^{}_{}_{}^{−btωt2−biωi2}$
		`PwrFluidCplingLoss`	Теплопотери для передающей жидкости	_Pflloss	$- (_{}_{} Tpü i_{-}_{}$ Thydü t)
		`PwrCltchLoss`	Потеря мощности при проскальзывании сцепления	_Pcltloss	$-_{} Tk_{(} {starti}_{} -$ startt)
	`PwrStored` - Скорость изменения накопленной энергии Положительные сигналы указывают на увеличение Отрицательные сигналы указывают на снижение	`PwrStoredImp`	Скорость изменения кинетической энергии вращения рабочего колеса	_Pstrimp	${\overset{}{}}_{}_{}_{ω˙iωiJi}$
		`PwrStoredTurb`	Изменение скорости кинетической энергии вращения турбины	_Pstrturb	${\overset{}{}}_{}_{}_{ω˙tωtJt}$

Блок реализует уравнения, использующие эти переменные.

$_{Tf}$	Момент трения
$_{Tk}$	Кинетический момент трения
$_{Ts}$	Статический фрикционный момент
$_{Ti}$	Приложенный входной крутящий момент
$_{Tp}$	Момент реакции рабочего колеса
$_{Текст}$	Приложенный извне крутящий момент турбины
$ψ(ϕ)$	Коэффициент преобразования крутящего момента
$ζ(ϕ)$	Коэффициент крутящего момента
$_{ωi}$	Частота вращения вала рабочего колеса
$_{ωt}$	Частота вращения вала турбины
$_{Цзи}$	Инерция вращения рабочего колеса
$_{Jt}$	Инерция вращения турбины
$_{bi}$	Вращательное вязкое демпфирование рабочего колеса
$_{купленный}$	Гашение вязкости вращения турбины
$_{Reff}$	Эффективный радиус сцепления
$_{Ro}$	Внешний радиус кольцевого диска
$_{Ri}$	Внутренний радиус кольцевого диска

Порты

Исходные данные

развернуть все

`ImpTrq` - Приложенный крутящий момент рабочего колеса
`scalar`

Приложенный входной крутящий момент, обычно от коленчатого вала двигателя или маховика с двойной массой, в Н· м.

`TurbTrq` - Приложенный крутящий момент турбины
`scalar`

Приложенный крутящий момент турбины, обычно от трансмиссии, в Н· м.

`Clutch Force` - Приложенное усилие сцепления
`scalar`

Приложенное усилие сцепления, обычно от гидравлического привода, в Н.

Зависимости

Чтобы создать этот порт, выберите External lock-up input для параметра конфигурации блокировочной муфты.

Продукция

развернуть все

`Info` - Сигнал шины
автобус

Сигнал шины, содержащий эти блочные вычисления.

Сигнал			Описание	Единицы
`Imp`	`ImpTrq`		Приложенный входной крутящий момент	Н· м
`Imp`	`ImpSpd`		Частота вращения вала рабочего колеса	рад/с
`Turb`	`TurbTrq`		Приложенный крутящий момент турбины	Н· м
`Turb`	`TurbSpd`		Частота вращения вала турбины	рад/с
`Cltch`	`CltchForce`		Приложенное усилие сцепления	N
`Cltch`	`CltchLocked`		Заблокированное или разблокированное состояние сцепления	Н/Д
`TrqConv`	`TrqConvSpdRatio`		Соотношение оборотов турбины и рабочего колеса	Н/Д
`TrqConv`	`TrqConvEta`		Эффективность преобразования крутящего момента	Н/Д
`PwrInfo`	`PwrTrnsfrd`	`PwrImp`	Приложенная мощность рабочего колеса	W
	`PwrTrnsfrd`	`PwrTurb`	Прикладываемая выходная мощность турбины	W
	`PwrNotTrnsfrd`	`PwrDampLoss`	Механические потери демпфирования	W
		`PwrFluidCplingLoss`	Теплопотери для передающей жидкости	W
		`PwrCltchLoss`	Потеря мощности при проскальзывании сцепления	W
	`PwrStored`	`PwrStoredImp`	Скорость изменения кинетической энергии вращения рабочего колеса	W
	`PwrStored`	`PwrStoredTurb`	Изменение скорости кинетической энергии вращения турбины	W

`ImpSpd` - Скорость рабочего колеса
`scalar`

Частота вращения вала вращения рабочего колеса в $_{}$ рад/с.

`TrbSpd` - Частота вращения турбины
`scalar`

Частота вращения вращающегося вала турбины, $_{startt}$ , в рад/с.

Параметры

развернуть все

Конфигурация

`Lock-up clutch configuration` - Выбор конфигурации блокировочной муфты
`Lock-up` (по умолчанию) | `No lock-up` | `External lock-up input`

Смоделировать	Выбрать
Только гидравлическая муфта	`No lock-up`
Автоматическое сцепление	`Lock-up`
Давление сцепления на входе от внешнего сигнала	`External lock-up input`

Зависимости

Для включения параметров сцепления выберите Lock-up или External lock-up input для параметра конфигурации блокировочной муфты.

Гидротрансформатор

`Impeller shaft inertia, Ji` - Инерция
`.1` (по умолчанию) | `scalar`

Инерция вала рабочего колеса, в кг· м ^ 2.

`Impeller shaft viscous damping, bi` - Коэффициент демпфирования вязкости
`.001` (по умолчанию) | `scalar`

Вязкое демпфирование вала рабочего колеса, в Н· м· с/рад.

`Turbine shaft inertia, Jt` - Инерция
`.1` (по умолчанию) | `scalar`

Инерция вала турбины, в кг· м ^ 2.

`Turbine shaft viscous damping, bt` - Коэффициент демпфирования вязкости
`.001` (по умолчанию) | `scalar`

Вязкое демпфирование вала турбины, в Н· м· с/рад.

`Initial impeller shaft velocity, omegai_o` - Угловая скорость
`0` (по умолчанию) | `scalar`

Начальная скорость вала рабочего колеса, в рад/с.

`Initial turbine shaft velocity, omegat_o` - Угловая скорость
`0` (по умолчанию) | `scalar`

Начальная скорость вала турбины, в рад/с.

`Speed ratio vector, phi` - Коэффициент
`[ 0 0.50 0.60 0.70 0.80 0.87 0.92 0.94 0.96 0.97]` (по умолчанию) | `vector`

Вектор соотношения частоты вращения турбины и частоты вращения рабочего колеса. Точки останова для векторов умножения емкости и крутящего момента.

`Capacity factor parameterization` - Выбор типа коэффициента соотношения
`Input speed / sqrt(input torque)` (по умолчанию) | `Absorbed torque / input speed^2`

Установка коэффициента отношения к	Выбрать
Угловая скорость рабочего колеса до крутящего момента рабочего колеса квадратного корня	`Input speed / sqrt(input torque)`
Поглощенный крутящий момент рабочего колеса до квадрата угловой скорости рабочего колеса	`Absorbed torque / input speed^2`

`Capacity vector, psi` - Вектор
`[12.2938 12.8588 13.1452 13.6285 14.6163 16.2675 19.3503 22.1046 29.9986 50.00]` (по умолчанию) | `vector`

Настройка параметризации коэффициента мощности	Векторные единицы мощности
`Input speed / sqrt(input torque)`	(рад/с )/( Н· м) ^ 0,5
`Absorbed torque / input speed^2`	N· м/( рад/с) ^ 2

`Torque ratio vector, zeta` - Вектор
`[2.2320 1.5462 1.4058 1.2746 1.1528 1.0732 1.0192 0.9983 0.9983 0.9983]` (по умолчанию) | `vector`

Вектор соотношения крутящего момента турбины и частоты вращения рабочего колеса.

`Fluid torque response time constant (set to 0 to disable), tauTC` - Постоянная времени
`.02` (по умолчанию) | `scalar`

Чтобы учесть задержку в расчетах крутящего момента из-за изменения входного крутящего момента, укажите постоянную времени передачи крутящего момента текучей среды, в с.

`Interpolation method` - Выбор метода интерполяции
`Linear` (по умолчанию) | `Flat` | `Nearest`

Интерполяция функций коэффициента крутящего момента и коэффициента мощности между дискретными значениями относительной скорости.

Сцепление

`Clutch force equivalent net radius, Reff` - Эффективный радиус
`.3` (по умолчанию) | `scalar`

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

$_{Ссылка} \frac{= 2_{}^{(}_{}^{}}{Ro3-Ri3)_{}^{3} (_{}^{}}$ Ro2-Ri2)

Уравнение использует эти переменные.

$_{Ro}$	Внешний радиус кольцевого диска
$_{Ri}$	Внутренний радиус кольцевого диска

Зависимости

`Static friction coefficient, mus` - Коэффициент
`1.2` (по умолчанию) | `scalar`

Безразмерный коэффициент статического трения диска сцепления.

Зависимости

`Kinetic friction coefficient, muk` - Коэффициент
`1` (по умолчанию) | `scalar`

Безразмерный коэффициент кинетического трения диска сцепления.

`Initially lock clutch` - Выбрать для первоначальной блокировки муфты
`off` (по умолчанию) | `on`

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, выберите Lock-up или External lock-up input для параметра конфигурации блокировочной муфты.