Фрикционная муфта с дисковыми пластинами, которые зацепляются, когда давление диска превышает порог
Simscape/Driveline/Сцепления
Блок Disk Friction Clutch выполнен в виде фрикционной муфты с двумя плоскими наборами фрикционных пластин, входящими в контакт для взаимодействия. Муфта зацепляется, когда давление приложенного диска превышает пороговое давление сцепления. После включения пластины испытывают фрикционные крутящие моменты, которые позволяют им передавать степень между основой и последующим приводным валом.
Муфта может быть двунаправленной или однонаправленной. Двунаправленная муфта может скользить в положительном и отрицательном направлениях. Однонаправленная муфта может скользить только в положительном направлении. Направление скольжения положительное, если последующий вал вращается быстрее, чем основной вал, и отрицательное, если он скользит медленнее. Блок определяет скорость скольжения как различие
где:
ω - относительная скорость вращения или скольжение.
ωF - скорость вращения последующего приводного вала.
ωB - скорость вращения базового приводного вала.
Блок обеспечивает входной порт физического сигнала P для приложенного давления между пластинами муфты. Приложенное давление должно быть больше или равно нулю и имеет модули измерения Pascals. Если входной сигнал падает ниже нуля, блок обрабатывает давление на диске как ноль.
Можно также включить отказ. Когда происходит отказ, муфта остается заблокированной или не сможет передать степень. Отказы могут возникнуть в указанное время или из-за внешнего триггера на порте T.
Блок Disk Friction Clutch является упрощенной реализацией блока Fundamental Friction Clutch. В качестве входных сигналов Fundamental Friction Clutch требует кинетических и статических предельных крутящих моментов трения. Этот Disk Friction Clutch не требует входных данных. Вместо этого блок вычисляет кинетическое и статическое трение из параметров муфты и входа сигнала давления P.
Когда вы подаете сигнал давления выше порога, таким образом, что приложенное давление равняется или превышает порог давления, то есть, блок может применить два вида трения к движению привода, кинетическое и статическое. Муфта применяет кинетический крутящий момент трения только, когда одна ось привода вращается относительно другой оси привода. Муфта применяет статический крутящий момент трения, когда две оси привода фиксируются и вращаются вместе. Блок итерации через многоступенчатую проверку, чтобы определить, когда блокировать и разблокировать муфту.
Кинетический крутящий момент трения противоположен относительному скольжению и прикладывается с общим знаком минус. Математически кинетическое трение является положительной суммой вязкого сопротивления и поверхностных контактных крутящих моментов трения:
τK - кинетический крутящий момент трения.
μ - коэффициент вязкого сопротивления.
ω - относительная скорость вращения или скольжение.
τcontact - контактный крутящий момент.
Контактное трение является продуктом шести факторов, таких что
где:
kK - безразмерный коэффициент кинетического трения дисков сцепления, являющийся функцией ω.
D - коэффициент дерейтинга муфты.
N - количество поверхностей трения.
reff - эффективный радиус крутящего момента, то есть рычаг эффективного момента силы трения муфты.
Pfric является емкостью трения муфты, такой что .
A - площадь поверхности зацепления.
Вы задаете кинетический коэффициент трения, kK, как константу или табличную дискретную функцию относительных ω скорости вращения. Сведенная в таблицу функция принята симметричной для положительных и отрицательных значений относительной скорости вращения. Поэтому задайте kK только для положительных значений ω.
Муфта прикладывает нормальную силу от своего поршня как продукты емкости трения муфты, Pfric и площади поверхности сцепления, A, на каждой из N поверхностей трения. Сигнал давления, P, должен быть неотрицательным. Если P меньше порога давления. Pth муфта не применяет никакого трения вообще.
Эффективный радиус крутящего момента, reff, является плечом эффективного момента силы трения муфты, измеренной от оси привода, при которой кинетические силы трения прикладываются к фрикционным поверхностям. Он связан с геометрией поверхности трения:
где для поверхности трения, смоделированной как кольцевой диск:
ro - радиус внешнего диска.
ri - радиус внутреннего диска.
Коэффициент дерейтинга муфты, D, учитывает износ муфты. Для новой муфты D есть единица. Для муфты, приближающейся к однородному состоянию износа:
Статический предел трения связан с кинетическим трением, установлением ω на нуль и заменой кинетического коэффициентом трения:
где:
τS - статический предел крутящего момента трения, который является продуктом статического пикового коэффициента трения и кинетического крутящего момента трения при приближении ω к 0.
kK - безразмерный коэффициент кинетического трения дисков сцепления, являющийся функцией ω.
D - коэффициент дерейтинга муфты.
N - количество поверхностей трения.
reff - эффективный радиус крутящего момента, то есть рычаг эффективного момента силы трения муфты.
Pfric является емкостью трения муфты, такой что .
A - площадь поверхности зацепления.
, так что крутящий момент τ необходимый через муфту, чтобы разблокировать ее путем преодоления статического трения, больше, чем кинетическое трение в момент разблокировки, когда .
Статические моменты трения области значений или пределы затем задаются симметрично как
Состояние Wait Disk Friction Clutch идентично состоянию Wait Fundamental Friction Clutch с заменой положительного условия кинетического трения, , по положительному условию трения муфты, приложенное давление равняется или превышает порог давления, то есть, .
Степень, рассеянная муфтой, является абсолютным значением продукта скорости скольжения, ω и крутящего момента кинетического трения, τK, то есть . Муфта рассеивает степень, только если она обе скользит, и применение кинетического трения, .
Можно смоделировать эффекты изменения скорости вращения, выбрав зависящую от скорости модель. Чтобы выбрать модель, зависящую от скорости, в настройках Friction установите параметр Friction model равным Velocity-dependent kinetic friction coefficient
. Для получения информации о модели трения, которая зависит как от скорости, так и от температуры, смотрите Тепловую, Скоростезависимую Модель.
Для модели, зависящей от скорости, эти связанные параметры становятся видимыми в Friction настройках:
Relative velocity vector
Kinetic friction coefficient vector
Friction coefficient interpolation method
Friction coefficient extrapolation method
Можно смоделировать эффекты теплового потока и изменения температуры, выбрав зависящую от температуры модель. Чтобы выбрать температурно-зависимую модель, в настройках Friction установите параметр Friction model равным Temperature-dependent friction coefficients
. Для получения информации о модели трения, которая зависит как от скорости, так и от температуры, смотрите Тепловую, Скоростезависимую Модель.
Для зависящей от температуры модели тепловой порт H и эти параметры видны:
В настройках Friction:
Temperature vector
Static friction coefficient vector
Kinetic friction coefficient vector
Friction coefficient interpolation method
Friction coefficient extrapolation method
В настройках Thermal Port:
Thermal mass
Initial Temperature
Можно смоделировать эффекты изменения скорости вращения и теплового потока, выбрав зависимую от скорости и зависящую от температуры модель. Чтобы выбрать модель, которая зависит и от скорости, и от температуры, в настройках Friction установите параметр Friction model равным Temperature and velocity-dependent friction coefficients
.
Для модели, зависящей от скорости и температуры, тепловой порт H и эти соответствующие настройки и параметры становятся видимыми:
В настройках Friction:
Relative velocity vector
Temperature vector
Static friction coefficient vector
Kinetic friction coefficient matrix
Friction coefficient interpolation method
Friction coefficient extrapolation method
В настройках Thermal Port:
Thermal mass
Initial Temperature
Вы можете включить дефектное поведение в ответ на:
Время симуляции - Нарушение происходит в указанное время.
Симуляция поведения - Нарушение происходит в ответ на внешний триггер. Это открывает T порта.
Можно выбрать одну или обе из этих настроек для отказа блоков. Если срабатывает отказ, муфта реагирует в соответствии с настройкой Behavior when faulted для оставшейся части симуляции. Опции отказа:
Cannot transmit power
Cannot unlock
Можно задать блок, чтобы выдать отчет о неисправности как предупреждение или сообщение об ошибке в Simulink Diagnostic Viewer с параметром Reporting when fault occurs.