Disc Clutch

Идеализированный соединитель дисковой муфты

Библиотека:
Силовой агрегат Blockset/Drivetrain/Муфты

Описание

Блок Disc Clutch реализует идеализированный соединитель дисковой муфты. Блок соединяет вращающиеся входы и выход валы через идеализированную модель трения. Чтобы определить выход крутящий момент, блок использует параметры трения, относительную скорость скольжения и приложенный вход давлению.

В исследованиях экономии топлива и эффективности силового агрегата можно использовать Disc Clutch блок для моделирования механической передачи степени между общими элементами привода, такими как трансмиссии, двигатели и дифференциалы.

Чтобы аппроксимировать крутящий момент, блок Disc Clutch реализует модели трения и динамики, которые зависят от условия блокировки сцепления. Блок определяет заблокированное или разблокированное условие на основе идеализированной модели трения сухой муфты. В этой таблице суммируется логика, которую блок использует для определения условия муфты.

Условие муфты	Когда
Незапертый	$\begin{array}{l} ω_{i} \neq ω_{o} \\ или \\ T_{f m a x} < \| \frac{J_{o} T_{i} - (J_{o} b_{i} - J_{i} b_{o}) ω_{i / o}}{J_{o} + J_{i}} \| \end{array}$
Запертый	$\begin{array}{l} ω_{i} = ω_{o} \\ и \\ T_{f m a x} < \| T_{i} - \frac{J_{i} (b_{i} + b_{o}) ω_{i}}{J_{o} + J_{i}} + b_{o} ω_{i} \| \end{array}$

В этой таблице результирующие модели трения и динамики, которые блок использует для заблокированных или разблокированных условий муфты.

Условие муфты	Модель трения	Динамическая модель
Незапертый	$\begin{array}{l} T_{f m a x} = T_{k} \\ где, \\ T_{k} = N_{d i s c} P_{c} A_{e f f} R_{e f f} μ_{k} \tanh [4 (ω_{i} - ω_{o})] \\ R_{e f f} = \frac{2 (R_{o}^{3} - R_{i}^{3})}{3 (R_{o}^{2} - R_{i}^{2})} \end{array}$ и $P_{c} = \max (P_{c} - P_{e n g}, 0)$	$\begin{array}{l} {\dot{ω}}_{i} J_{i} = T_{i} - T_{f} - ω_{i} b_{i} \\ {\dot{ω}}_{o} J_{o} = T_{f} + T_{o} - ω_{o} b_{o} \end{array}$
Запертый	$\begin{array}{l} T_{f m a x} = T_{s} \\ где, \\ T_{s} = N_{d i s c} P_{c} A_{e f f} R_{e f f} μ_{s} \\ R_{e f f} = \frac{2 (R_{o}^{3} - R_{i}^{3})}{3 (R_{o}^{2} - R_{i}^{2})} \end{array}$	$\begin{array}{l} {\dot{ω}}_{i} (J_{o} + J_{i}) = T_{o} - ω_{i} (b_{i} + b_{o}) + T_{i} \\ ω_{i} = ω_{o} \end{array}$

Учет степени

Для учета степени, блок реализует эти уравнения.

Сигнал шины			Описание	Уравнения
`PwrInfo`	`PwrTrnsfrd` - Степень между блоками Положительные сигналы указывают на поток в блок Отрицательные сигналы указывают на выход из блока	`PwrBase`	Приложенная базовая степень	$ω_{i} T_{i}$
		`PwrFlwr`	Приложенная выходная степень последующего устройства	$ω_{o} T_{o}$
	`PwrNotTrnsfrd` - Степень через контур блока, но не переданный Положительные сигналы указывают на вход Отрицательные сигналы указывают на потерю	`PwrDampLoss`	Демпфирующие потери степени	$- b_{o} ω_{o}^{2} - b_{i} ω_{i}^{2}$
		`PwrCltchSlipLoss`	Потеря степени при скольжении муфты	$- T_{k} (ω_{i} - ω_{o})$
	`PwrStored` - Сохраненная скорость изменения энергии Положительные сигналы указывают на увеличение Отрицательные сигналы указывают на уменьшение	`PwrStoredBase`	Изменение скорости в основной вращательной кинетической энергии	${\dot{ω}}_{i} ω_{i} J_{i}$
		`PwrStoredFlwr`	Изменение скорости в последующей вращательной кинетической энергии	${\dot{ω}}_{o} ω_{o} J_{o}$

В уравнениях используются эти переменные.

_ωi	Угловая скорость входного вала
_ωo	Угловая скорость выходного вала
_bi	Вязкое демпфирование входного вала
_bo	Вязкое демпфирование выходного вала
_Ji	Входной момент инерции вала
_Jo	Выходной момент инерции вала
_Tf	Фрикционный крутящий момент
_Ti	Крутящий момент входа сети
_Tk	Кинетический фрикционный крутящий момент
_To	Крутящий момент выхода сети
_Ts	Статический крутящий момент трения
_Tfmax	Максимальный фрикционный крутящий момент перед скольжением
_Pc	Приложенное давление сцепления
_Peng	Давление взаимодействия
_Aeff	Эффективная площадь
_Ndisc	Количество фрикционных дисков
_Reff	Эффективный радиус сцепления
_Ro	Внешний радиус кольцевого диска
_Ri	Внутренний радиус кольцевого диска
_Re	Эффективный радиус шины при нагрузке и при заданном давлении
_μs	Коэффициент статического трения
_μk	Коэффициент кинетического трения

Порты

Вход

расширить все

`Press` - Приложенное давление сцепления
`scalar`

Входной крутящий момент базовой передачи, _Pc, в Н· м ^ 2.

`BTrq` - Приложенный входной крутящий момент
`scalar`

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

Зависимости

Чтобы создать этот порт, для Port Configuration выберите Simulink.

`FTrq` - Приложенный крутящий момент нагрузки
`scalar`

Приложенный крутящий момент нагрузки, _To, обычно от дифференциального или приводного вала, в Н· м.

Зависимости

Чтобы создать этот порт, для Port Configuration выберите Simulink.

`B` - Приложенная угловая скорость и крутящий момент привода
двухсторонний порт соединителя

Приложенная угловая скорость вала, _ωi, в рад/с. Приложенный крутящий момент на валу, _Ti, в Н· м.

Зависимости

Чтобы создать этот порт, для Port Configuration выберите Two-way connection.

Выход

расширить все

`Info` - Сигнал шины
автобус

Сигнал шины, содержащий эти вычисления блоков.

Сигнал			Описание	Модули
`Base`	`BTrq`		Приложенный входной крутящий момент, обычно от коленчатого вала двигателя или демпфера маховика с двойной массой	Н· м
`Base`	`BSpd`		Приложенный вход угловой скорости вала привода	рад/с
`Flwr`	`FTrq`		Приложенный крутящий момент нагрузки, обычно от дифференциального	Н· м
`Flwr`	`FSpd`		Выходной параметр угловой скорости приводного вала	рад/с
`Cltch`	`CltchForce`		Приложенная сила сцепления	N
	`CltchLocked`		Состояние замка сцепления	НА
	`CltchSpdRatio`		Отношение скорости сцепления	НА
	`CltchEta`		Коробка передач степени эффективности	НА
`PwrInfo`	`PwrTrnsfrd`	`PwrBase`	Приложенная базовая степень	W
	`PwrTrnsfrd`	`PwrFlwr`	Приложенная выходная степень последующего устройства	W
	`PwrNotTrnsfrd`	`PwrDampLoss`	Демпфирующие потери степени	W
	`PwrNotTrnsfrd`	`PwrCltchSlipLoss`	Потеря степени при скольжении муфты	W
	`PwrStored`	`PwrStoredBase`	Изменение скорости в основной вращательной кинетической энергии	W
	`PwrStored`	`PwrStoredFlwr`	Изменение скорости в последующей вращательной кинетической энергии	W

`BSpd` - Угловая скорость
`scalar`

Приложенный вход угловой скорости вала, _ωi, в рад/с.

Зависимости

Чтобы создать этот порт, для Port Configuration выберите Simulink.

`FSpd` - Угловая скорость
`scalar`

Выход угловой скорости приводного вала, _ωo, в рад/с.

Зависимости

Чтобы создать этот порт, для Port Configuration выберите Simulink.

`F` - Выходная скорость и крутящий момент
двухсторонний порт соединителя

Угловая скорость выходного вала, _ωoi, в рад/с. Крутящий момент выходного вала, _To, в Н· м.

Зависимости

Чтобы создать этот порт, для Port Configuration выберите Two-way connection.

Параметры

расширить все

Опции блока

`Port Configuration` - Задайте строение
`Simulink` (по умолчанию) | `Two-way connection`

Укажите строение порта.

Зависимости

Определение Simulink создает следующие порты:

BSpd
FSpd
BTrq
FTrq

Определение Two-way connection создает следующие порты:

`Clutch force equivalent net radius, Reff` - Радиус
`1` (по умолчанию) | `scalar`

Эквивалентный радиус сети муфты, в м.

`Number of disks, Ndisk` - Коэффициент
`1` (по умолчанию) | `scalar`

Количество дисков, без размерности.

`Effective applied pressure area, Aeff` - Площадь давления
`.01` (по умолчанию) | `scalar`

Эффективная площадь приложенного давления, м ^ 2.

`Engagement pressure threshold, Peng` - Порог давления
`0` (по умолчанию) | `scalar`

Давление на сцепление, в Па.

`Input shaft inertia, Jin` - Инерция
`.1` (по умолчанию) | `scalar`

Инерция входного вала, в кг· м ^ 2.

`Output shaft inertia, Jout` - Инерция
`.1` (по умолчанию) | `scalar`

Инерция выходного вала, в кг· м ^ 2.

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

Коэффициент кинетического трения, безразмерный.

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

Статический коэффициент трения, без размерности.

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

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

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

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

`Initial input shaft velocity, win_o` - Начальная скорость
`0` (по умолчанию) | `scalar`

Начальная скорость входного вала, в рад/с.

`Initial output shaft velocity, wout_o` - Начальная скорость
`0` (по умолчанию) | `scalar`

Начальная скорость входного вала, в рад/с.

`Clutch actuation time constant, tauC` - Константа
`.01` (по умолчанию) | `scalar`

Время приведения в действие муфты постоянное, в с.

`Clutch initially locked` - Выберите, чтобы первоначально заблокировать муфту
`off` (по умолчанию) | `on`

Выберите, чтобы заблокировать сцепление первоначально.

Примеры моделей

Conventional Vehicle Reference Application

Обычные Транспортные средства Примера готовых узлов

Симулируйте полную модель транспортного средства с двигателем внутреннего сгорания, коробкой передач и соответствующими алгоритмами управления силовым агрегатом. Используйте для анализа соответствия силового агрегата и выбора компонентов, проекта алгоритмов управления и диагностики и аппаратных средств в цикле (HIL) проверки.

Документация

Disc Clutch

Описание

Учет степени

Порты

Вход

Press - Приложенное давление сцепления scalar

BTrq - Приложенный входной крутящий момент scalar

Зависимости

FTrq - Приложенный крутящий момент нагрузки scalar

Зависимости

B - Приложенная угловая скорость и крутящий момент привода двухсторонний порт соединителя

Зависимости

Выход

Info - Сигнал шины автобус

BSpd - Угловая скорость scalar

Зависимости

FSpd - Угловая скорость scalar

Зависимости

F - Выходная скорость и крутящий момент двухсторонний порт соединителя

Зависимости

Параметры

Port Configuration - Задайте строение Simulink (по умолчанию) | Two-way connection

Зависимости

Clutch force equivalent net radius, Reff - Радиус 1 (по умолчанию) | scalar

Number of disks, Ndisk - Коэффициент 1 (по умолчанию) | scalar

Effective applied pressure area, Aeff - Площадь давления .01 (по умолчанию) | scalar

Engagement pressure threshold, Peng - Порог давления 0 (по умолчанию) | scalar

Input shaft inertia, Jin - Инерция .1 (по умолчанию) | scalar

Output shaft inertia, Jout - Инерция .1 (по умолчанию) | scalar

Kinetic friction coefficient, muk - Коэффициент .3 (по умолчанию) | scalar

Static friction coefficient, mus - Коэффициент .5 (по умолчанию) | scalar

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

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

Initial input shaft velocity, win_o - Начальная скорость 0 (по умолчанию) | scalar

Initial output shaft velocity, wout_o - Начальная скорость 0 (по умолчанию) | scalar

Clutch actuation time constant, tauC - Константа .01 (по умолчанию) | scalar

Clutch initially locked - Выберите, чтобы первоначально заблокировать муфту off (по умолчанию) | on

Примеры моделей

Обычные Транспортные средства Примера готовых узлов

Расширенные возможности

Генерация кода C/C + + Сгенерируйте код C и C++ с помощью Coder™ Simulink ®

См. также

Документация Powertrain Blockset

Поддержка

`Press` - Приложенное давление сцепления
`scalar`

`BTrq` - Приложенный входной крутящий момент
`scalar`

`FTrq` - Приложенный крутящий момент нагрузки
`scalar`

`B` - Приложенная угловая скорость и крутящий момент привода
двухсторонний порт соединителя

`Info` - Сигнал шины
автобус

`BSpd` - Угловая скорость
`scalar`

`FSpd` - Угловая скорость
`scalar`

`F` - Выходная скорость и крутящий момент
двухсторонний порт соединителя

`Port Configuration` - Задайте строение
`Simulink` (по умолчанию) | `Two-way connection`

`Clutch force equivalent net radius, Reff` - Радиус
`1` (по умолчанию) | `scalar`

`Number of disks, Ndisk` - Коэффициент
`1` (по умолчанию) | `scalar`

`Effective applied pressure area, Aeff` - Площадь давления
`.01` (по умолчанию) | `scalar`

`Engagement pressure threshold, Peng` - Порог давления
`0` (по умолчанию) | `scalar`

`Input shaft inertia, Jin` - Инерция
`.1` (по умолчанию) | `scalar`

`Output shaft inertia, Jout` - Инерция
`.1` (по умолчанию) | `scalar`

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

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

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

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

`Initial input shaft velocity, win_o` - Начальная скорость
`0` (по умолчанию) | `scalar`

`Initial output shaft velocity, wout_o` - Начальная скорость
`0` (по умолчанию) | `scalar`

`Clutch actuation time constant, tauC` - Константа
`.01` (по умолчанию) | `scalar`

`Clutch initially locked` - Выберите, чтобы первоначально заблокировать муфту
`off` (по умолчанию) | `on`

Генерация кода C/C + +
Сгенерируйте код C и C++ с помощью Coder™ Simulink ®