Моделируйте двухскоростную коробку передач с торможением
Пример модели sdl_transmission_2spd содержит систему привода, которая составляет простую, но полную передачу.
Простая коробка передач с двумя парами передач и торможением
Модель построена на sdl_clutch_acc_brake пример модели. Эта модель содержит два приводных вала или оси с постоянным приводным крутящим моментом 1 Ньютон-метр, приложенный к валу драйвера. И драйверы, и ведомые валы подвержены небольшим вязким моментам демпфирования. Вязкий крутящий момент, константа μ составляет 0,001 ньютон-метров/( радианы/секунду). В установившемся состоянии приводной и демпфирующий крутящие моменты уравновешивают друг друга; два вала вращаются с постоянными скоростями, ведущий вал со скоростью (1 Н-м )/( 0,001 Н-м/( рад/с)) = 1000 рад/с. Если происходит торможение, ведомый вал останавливается. Теперь есть две выбираемые передачи, чтобы связать две оси, вместо одной. Для получения дополнительной информации о моделировании вязких потерь с неидеальными подшипниками передачи вместо демпферов, см. «Модели передач с потерями и постоянными и зависимыми от нагрузки КПД».
Эта модель трансмиссии соединяет передачи простым способом, с каждой передачей и тормозом, сопоставленным с ее собственной муфтой. Сцепление одной шестерни требует зацепления и фиксации соответствующей муфты, при этом обеспечивается отключение двух других муфт. Тормозная муфта непосредственно активируется собственным выключателем.
Настройка передач, сцеплений и тормозов
Две передачи являются блоками Simple Gear с различными передаточными числами, каждый из которых соединяется последовательно с соответствующей муфтой. Две пары шестерня-муфта соединены параллельно. Этот параллельный узел затем соединяет ведущий вал с ведомым валом с их двумя инерциями вращения. Одна передача - «низкая», другая - «высокая». После общего использования автомобильных передач «низкая» и «высокая» метки относятся к скорости вращения коэффициентам.
Примечание
Отношение скоростей в передаче является обратным передаточному отношению.
Низкая передача является блоком Gear High. Можно связать низкую передачу, сцепив ее соответствующую муфту, смоделированную блоком муфты низкой передачи. Передаточное отношение составляет 5:1, так что отношение выхода к входу (последующий двигатель к основанию) угловой скорости составляет 1/5. Такая шестерня имеет высокий коэффициент передачи крутящего момента 5, от основы к последующему механизму. В автомобиле такие низкие передачи используются для разгона транспортного средства от упора путем передачи большого крутящего момента вниз по ходовой части от двигателя.
Высокая передача - это блок Gear Low, связанный зацеплением с собственной муфтой, представленной блоком High Gear. Передаточное отношение составляет 2:1, а скорость вращения последующего устройства к основанию составляет 1/2, или в 5/2 раза больше отношения на малой передаче. Передаточное отношение крутящего момента составляет только 2 от основы к последующему. Автомобильную высокую передачу используют для более мягкого ускорения или обводнения, когда транспортное средство двигается со значительной скоростью. Ускорение транспортного средства, генерируемое этой передачей, меньше, чем ускорение, которое генерируется низкой передачей.
Включение переключателя Нейтраль или переключателя Тормоз отключает обе муфты переключения передач. В любом случае вал драйвера продолжает вращаться, приближаясь к постоянной скорости, удовлетворяя конкурирующим приводным и демпфирующим крутящим моментам.
Переключение трансмиссии на нейтраль приводит к отключению тормозной муфты и свободному вращению ведомого вала. Но без приводного крутящего момента демпфирование постепенно доводит ведомый вал до упора.
Включение тормоза немедленно блокирует тормозную муфту и останавливает ведомый вал.
Эта простая коробка передач основана на отображении каждого состояния передачи один к одному с включенной муфтой. Вы не можете зацепить больше чем одно сцепление за раз, не создавая конфликтов между передаточными числами или между валом драйвера и вращающимся заземлением.
Управление состоянием коробки передач с помощью расписания сцепления
Требование сцепления с определенной муфтой или набором муфт и разъединения других, как для реализации функций трансмиссии, так и для предотвращения конфликтов движения между шестернями, является базисом для всех графиков муфт. Simulink® предоставляет ряд способов реализации графиков сцепления, в зависимости от сложности трансмиссии и от того, какой реализм требуется для сигналов давления сцепления.
Внимание
Чтобы убедиться, что состояния трансмиссии реализованы правильно и чтобы избежать конфликтов движения между наборами передач, проверьте расписание сцепления для трансмиссии. Чтобы убедиться, что муфты включены, заблокированы, разблокированы и отключены реалистично и бесконфликтно, проверьте профили сигнала давления муфты. Нефизические или конфликтующие графики сцепления и сигналы давления сцепления приводят к ошибкам симуляции в моделях Simscape™ Driveline™.
Для sdl_transmission_2spd модель, избегание таких конфликтов приводит к уникальному графику сцепления.
Расписание сцепления для простой двухскоростной коробки передач
| Состояние передачи | Состояние тормозной муфты | Состояние сцепления с низкой передачей | Состояние муфты высокой передачи |
|---|---|---|---|
| Нейтраль/торможение | Отключенный/Заблокированный | Разъединенный | Разъединенный |
| Низкая Передача | Разъединенный | Запертый | Разъединенный |
| Высокая Передача | Разъединенный | Разъединенный | Запертый |
Модель содержит простую подсистему управления сцеплением для реализации графика сцепления и выдачи сигналов давления сцепления для блокировки каждой сцепления по мере необходимости.
Подсистема управления сцеплением для простой модели трансмиссии
Добавление реалистичных сигналов сцепления
Подсистема управления сцеплением этого примера адекватна для простой модели, но не реалистична. Он содержит нереальные сигналы давления в муфте, которые резко повышаются и падают. Полная модель управления сцеплением требует реалистичных сигналов давления сцепления, которые плавным способом поднимаются и падают назад к нулю. Большой реализм требует потенциально более сложной модели. Во время симуляции решатели Simscape и Simulink могут определять движение передачи только в том случае, если заблокированы только две муфты, или если все четыре муфты разблокированы. Эта модель похожа на реальную коробку передач, где неправильно ограниченные муфты могут привести к блокировке или повреждению компонентов коробки передач. Изменение настроек передачи для трансмиссии при сохранении этого требования является примером центральной проблемы проекта трансмиссии.
Для примеров трансмиссии и автомобиля с сглаженными сигналами давления сцепления смотрите Модель CR-CR 4-Speed Трансмиссия привода с торможением и полную модель транспортного средства.