Torque Converter

Трехчастный гидротрансформатор, состоящий из рабочего колеса, турбины и статора

Библиотека:
Силовой агрегат Blockset/Коробка передач/Преобразователи крутящего момента

Описание

Блок Torque Converter реализует трехчастный гидротрансформатор, состоящий из рабочего колеса, турбины и статора с опциональной возможностью блокировки сцепления. Блок может моделировать движение (степень, протекающее от рабочего колеса к турбине) и выброс грунта (степень от турбины, рассеянной в гидротрансформатор гидравлической жидкости).

Можно задать характеристики гидротрансформатора:

Отношение скорости - Отношение угловой скорости турбины к угловой скорости рабочего колеса
Коэффициент крутящего момента - Отношение крутящего момента турбины к крутящему моменту рабочего колеса
Параметризация коэффициента производительности - Функция скорости входа или входа крутящего момента

Опциональные строения блокировки сцепления включают:

Блокировка отсутствует - моделируйте только гидравлическую связь
Блокировка - Модель автоматического зацепления сцепления
Внешняя блокировка - Моделируйте давление сцепления как вход от внешнего сигнала

Динамика

Условие блокировки сцепления и трение сцепления

Основываясь на условии блокировки муфты, блок реализует эти модели трения.

Если	Условие муфты	Модель трения
$\begin{array}{l} ω_{i} \neq ω_{t} \\ или \\ T_{S} < \| \frac{J_{t}}{(J_{i} + J_{t})} [T_{i} + T_{f} - ω_{i} (b_{t} + b_{i})] \| \end{array}$	Незапертый	$\begin{array}{l} T_{f} = T_{k} \\ где: \\ T_{k} = F_{c} R_{e f f} m_{k} \tanh [4 (ω_{i} - ω_{t})] \\ T_{s} = F_{c} R_{e f f} m_{s} \\ R_{e f f} = \frac{2 (R_{o}^{3} - R_{i}^{3})}{3 (R_{o}^{2} - R_{i}^{2})} \end{array}$
$\begin{array}{l} ω_{i} = ω_{t} \\ и \\ T_{S} \geq \| \frac{J_{t}}{(J_{i} + J_{t})} [T_{i} + T_{f} - w_{t} (b_{t} + b_{i}) + w_{t} b_{t}] \| \end{array}$	Запертый	_Tf = _Ts

Заблокированная динамика вращения

Чтобы смоделировать динамику вращения, если муфта заблокирована, блок реализует уравнения.

$\begin{array}{l} \dot{ω} (J_{i} + J_{t}) = T_{i} - ω (b_{i} + b_{t}) + T_{e x t} \\ ω = ω_{i} = ω_{t} \end{array}$

Скорость вращения представляет скорости вращения рабочего колеса и турбины.

Разблокированная динамика вращения

Чтобы смоделировать динамику вращения, если муфта разблокирована, блок реализует уравнения.

$\begin{array}{l} {\dot{ω}}_{i} J_{i} = T_{i} - ω_{i} b_{i} - T_{f} - T_{p} \\ {\dot{ω}}_{t} J_{t} = T_{e x t} - ω_{t} b_{t} + T_{f} + T_{t} \\ T_{p} = ω_{i}^{2} ψ (ϕ) \\ T_{t} = T_{p} ζ (ϕ) \end{array}$

Чтобы аппроксимировать задержку умножения крутящего момента между рабочим колесом и турбиной, можно задать Fluid torque response time constant (set to 0 to disable), tauc [s] параметра.

Учет степени

Для учета степени, блок реализует эти уравнения.

Сигнал шины			Описание	Переменная	Уравнения
`PwrInfo`	`PwrTrnsfrd` - Степень между блоками Положительные сигналы указывают на поток в блок Отрицательные сигналы указывают на выход из блока	`PwrImp`	Приложенная степень рабочего колеса	_Pimp	$ω_{i} T_{i}$
		`PwrTurb`	Приложенная выходная степень турбины	_Pturb	$ω_{t} T_{t}$
	`PwrNotTrnsfrd` - Степень через контур блока, но не переданный Положительные сигналы указывают на вход Отрицательные сигналы указывают на потерю	`PwrDampLoss`	Механические потери демпфирования	_Pdamploss	$- b_{t} ω_{t}^{2} - b_{i} ω_{i}^{2}$
		`PwrFluidCplingLoss`	Потери тепла на передающую жидкость	_Pflloss	$- (T_{p} ω_{i} - T_{h y d} ω_{t})$
		`PwrCltchLoss`	Потеря степени при скольжении муфты	_Pcltloss	$- T_{k} (ω_{i} - ω_{t})$
	`PwrStored` - Сохраненная скорость изменения энергии Положительные сигналы указывают на увеличение Отрицательные сигналы указывают на уменьшение	`PwrStoredImp`	Изменение скорости во вращательной кинетической энергии рабочего колеса	_Pstrimp	${\dot{ω}}_{i} ω_{i} J_{i}$
		`PwrStoredTurb`	Изменение скорости во вращательной кинетической энергии турбины	_Pstrturb	${\dot{ω}}_{t} ω_{t} J_{t}$

Блок реализует уравнения, которые используют эти переменные.

$T_{f}$	Фрикционный крутящий момент
$T_{k}$	Кинетический фрикционный крутящий момент
$T_{s}$	Статический крутящий момент трения
$T_{i}$	Приложенный входной крутящий момент
$T_{p}$	Крутящий момент реакции рабочего колеса
$T_{e x t}$	Крутящий момент турбины, приложенный извне
$ψ (ϕ)$	Коэффициент преобразования крутящего момента
$ζ (ϕ)$	Коэффициент крутящего момента
$ω_{i}$	Скорость вращения вала рабочего колеса
$ω_{t}$	Скорость вращения вала турбины
$J_{i}$	Инерция вращения рабочего колеса
$J_{t}$	Инерция вращения турбины
$b_{i}$	Вращательное вязкое демпфирование рабочего колеса
$b_{t}$	Вращательное вязкое демпфирование турбины
$R_{e f f}$	Эффективный радиус сцепления
$R_{o}$	Внешний радиус кольцевого диска
$R_{i}$	Внутренний радиус кольцевого диска

Порты

Исходные данные

расширить 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` - Приложенная сила сцепления
`scalar`

Приложенная сила сцепления, обычно от гидравлического привода, в Н.

Зависимости

Чтобы создать этот порт, выберите External lock-up input для параметра Lock-up clutch configuration.

Выход

расширить все

`Info` - Сигнал шины
автобус

Сигнал шины, содержащий эти вычисления блоков.

Сигнал			Описание	Модули
`Imp`	`ImpTrq`		Приложенный входной крутящий момент	Н· м
`Imp`	`ImpSpd`		Скорость вращения вала рабочего колеса	рад/с
`Turb`	`TurbTrq`		Приложенный крутящий момент турбины	Н· м
`Turb`	`TurbSpd`		Скорость вращения вала турбины	рад/с
`Cltch`	`CltchForce`		Приложенная сила сцепления	N
`Cltch`	`CltchLocked`		Сцепление заблокировано или разблокировано состоянием	Н/Д
`TrqConv`	`TrqConvSpdRatio`		Отношение скорости турбины к рабочему колесу	Н/Д
`TrqConv`	`TrqConvEta`		Преобразование крутящего момента эффективности	Н/Д
`PwrInfo`	`PwrTrnsfrd`	`PwrImp`	Приложенная степень рабочего колеса	W
	`PwrTrnsfrd`	`PwrTurb`	Приложенная выходная степень турбины	W
	`PwrNotTrnsfrd`	`PwrDampLoss`	Механические потери демпфирования	W
		`PwrFluidCplingLoss`	Потери тепла на передающую жидкость	W
		`PwrCltchLoss`	Потеря степени при скольжении муфты	W
	`PwrStored`	`PwrStoredImp`	Изменение скорости во вращательной кинетической энергии рабочего колеса	W
	`PwrStored`	`PwrStoredTurb`	Изменение скорости во вращательной кинетической энергии турбины	W

`ImpSpd` - Скорость рабочего колеса
`scalar`

Скорость вращения вала рабочего колеса, $ω_{i}$ , в рад/с.

`TrbSpd` - Скорость турбины
`scalar`

Скорость вращения вала турбины, $ω_{t}$ , в рад/с.

Параметры

расширить все

Строение

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

Смоделировать	Выбрать
Только гидромуфта	`No lock-up`
Автоматическое сцепление сцепления	`Lock-up`
Давление муфты как вход от внешнего сигнала	`External lock-up input`

Зависимости

Чтобы включить параметры Clutch, выберите Lock-up или External lock-up input для параметра Lock-up clutch configuration.

Гидротрансформатор

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

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

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

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

`Initial impeller shaft velocity, omegai_o` - Скорость вращения
`0` (по умолчанию) | `scalar`

Начальная скорость вала рабочего колеса, в рад/с.

`Initial turbine shaft velocity, omegat_o` - Скорость вращения
`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 отношения скорости турбины к скорости рабочего колеса. Точки останова для векторов умножения емкости и крутящего момента.

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

Для задания коэффициента в	Выбрать
Скорость вращения рабочего колеса к крутящему моменту квадратного корня рабочего колеса	`Input speed / sqrt(input torque)`
Коэффициент поглощения рабочего колеса к квадрату скорости вращения 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`

Capacity factor parameterization настройки	Векторные модули емкости
`Input speed / sqrt(input torque)`	(рад/с )/( Н· м) ^ 0,5
`Absorbed torque / input speed^2`	Н· 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 отношения крутящего момента турбины к скорости рабочего колеса.

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

Чтобы учесть задержку вычисления крутящего момента из-за изменения входного крутящего момента, задайте постоянное время передачи жидкости, в с.

`Interpolation method` - Выберите метод интерполяции
`Linear` (по умолчанию) | `Flat` | `Nearest`

Интерполирует отношение крутящего момента и коэффициент емкости функции между дискретными значениями относительной скорости.

Сцепление

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

Эффективный радиус, $R_{e f f}$ , используемый с приложенной силой трения муфты для определения силы трения, в м. Эффективный радиус определяется как:

$R_{e f f} = \frac{2 (R_{o}^{3} - R_{i}^{3})}{3 (R_{o}^{2} - R_{i}^{2})}$

В уравнении используются эти переменные.

$R_{o}$	Внешний радиус кольцевого диска
$R_{i}$	Внутренний радиус кольцевого диска

Зависимости

Чтобы включить параметры Clutch, выберите Lock-up или External lock-up input для параметра Lock-up clutch configuration.

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

Безразмерный коэффициент статического трения диска муфты.

Зависимости

Чтобы включить параметры Clutch, выберите Lock-up или External lock-up input для параметра Lock-up clutch configuration.

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

Безразмерный коэффициент кинетического трения диска муфты.

Чтобы включить параметры Clutch, выберите Lock-up или External lock-up input для параметра Lock-up clutch configuration.

`Initially lock clutch` - Выберите, чтобы первоначально заблокировать муфту
`off` (по умолчанию) | `on`

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, выберите Lock-up или External lock-up input для параметра Lock-up clutch configuration.