Сцепление и отключение передач с помощью муфты
Этот пример показывает шестерню, зацепляемую, затем отключенную, пользовательской муфтой. Крутящий момент и движение передаются от одного вала к другому в течение конечного временного интервала.
Общей задачей в проекте ходовой части является передача движения и крутящего момента при различных фиксированных передаточных числах. Ходовые части обычно предназначены для переключения между набором различных передаточных чисел. Реализация переключателя от одного передаточного числа к другому требует постепенного разъединения одного набора приводных муфт и зацепления другого набора. Муфты позволяют зацеплять и отсоединять приводные валы друг от друга постепенно. Блок Disk Friction Clutch представляет стандартную поверхностную фрикционную муфту, которая моделирует это поведение.
Модель в этом примере использует пользовательскую подсистему сцепления, которая содержит блок Fundamental Friction Clutch. Блок Fundamental Friction Clutch требует, чтобы вы задали статическое и кинетическое трение сцепления более полностью, чем блок Disk Friction Clutch, потому что он моделирует сцепления более подробно. Смотрите также Модель фрикционных муфт на основном уровне.
Примечание
Можно смоделировать непрерывную передачу вращающего момента с Torque Converter блоком, который имитирует вязкость жидкости вместо поверхностного трения и не блокирует.
Моделирование зацепления и разъединения передач
Откройте модель. В MATLAB® в командной строке введите
sdl_clutch_custom
Пользовательская модель муфты с программируемым давлением муфты
Пользовательская подсистема сцепления
Моделируйте компоненты
Подсистема сцепления расположена между блоками Inertia 1 и Simple Gear и сообщает о режиме сцепления (вперед, назад, заблокировано).
Блок PS Constant заменяет синусоидальный сигнал в качестве входного момента крутящего момента. Блоки датчиков крутящего момента опущены.
Simulink-PS Converter и PS-Simulink Converter блоки взаимодействуют между физическими сигналами в Simscape™ окружению и Simulink® такие блоки, как Signal Builder и возможности.
Блок Signal Builder обеспечивает программируемый сигнал давления сцепления, нормализованный между 0 и 1, как показано в следующей таблице. Этот сигнал преобразуется в физическое давление внутри подсистемы сцепления.
Временная область значений (секунды) Значение сигналов 0–2 0 2–4 0-0,8 с постоянным уклоном 4–6 0.8 6–7 0,8-0 с постоянным уклоном 7–10 0
Откройте Возможности и запустите симуляцию. Нормированный сигнал давления сцепления следует профилю, который вы создали в Signal Builder, и определяет поведение модели.
От 0 до 2 секунд скорость Инерции 1 увеличивается линейно, потому что она подвержена постоянному крутящему моменту.
На 2 секунде муфта начинает зацепляться, а Инерция 2 начинает крутиться. Скорость Инерции 1 продолжает расти, хотя и с меньшей скоростью, потому что две инерции теперь разделяют внешний крутящий момент.
На 4 секунде давление достигает максимума. Примерно на 5,32 секунде сцепление блокируется. Приводные валы, соединенные муфтой, теперь вращаются вместе. Инерция 1 и Инерция 2 продолжают ускоряться при постоянных ускорениях, Инерция 2 при половине скорости Инерции 1.
Через 6 секунд муфта начинает разъединяться, когда давление падает. Инерция 1 и Инерция 2 продолжают ускоряться с приложенным крутящим моментом.
Муфта разблокируется примерно на 6,73 секунды и полностью отключается на 7 секунд. (Муфта немного разблокируется перед полным отключением, потому что давление, даже до исчезновения, становится слишком маленьким, чтобы поддерживать замок.) Инерция 1 все еще ускоряется. Но Inertia 2, теперь свободная от приводного вала и его крутящего момента, больше не ускоряется и вместо этого вращается с постоянной скоростью без фрикционных потерь.
Пока два вала заблокированы, от 5,32-6,73 секунд, Инерция 1 и Инерция 2 вращаются в фиксированном соотношении 2:1, из-за Простой Передачи.
Как режим сцепления указывает на блокировку и разблокировку
Сигнал режима муфты указывает относительное движение двух соединенных валов. От 0 до 5,32 секунд два вала перемещаются относительно друг друга. Последующий (ведомый) вал медленнее, чем основной (ведущий) вал, поэтому сигнал режима -1. Когда два вала блокируются, их относительная скорость равна 0, и сигнал mode переключается на 0. На 6,73 секунде они разблокируются, и ведущий (базовый) вал начинает ускоряться быстрее, чем ведомый (последующий) вал. Сигнал mode переключается на -1.