Open Differential

Дифференциал как планетарный конический механизм

Библиотека:
Powertrain Blockset / Ходовая часть / Финал Управляет Модулем
Vehicle Dynamics Blockset / Трансмиссия / Ходовая часть / Финал Управляет Модулем

Описание

Блок Open Differential реализует дифференциал как планетарную коническую зубчатую передачу. Блок соответствует, скос карданного вала связывают с короной (кольцевой) конический механизм. Можно задать:

Отношение несущей к карданному валу
Расположение ведомой шестерни
Вязкий и коэффициенты демпфирования для осей и несущей

Используйте блок Open Differential для:

Динамически свяжите карданный вал постпередачи с осями колеса или универсальными соединениями
Упрощенные или более старые ходовые части модели, когда оптимальное регулирование тягового усилия не требует пассивной или активной векторизации крутящего момента
Механическая энергия модели, разделяющая в типовой коробке передач и сценариях линии диска

Блок подходит для использования в оборудовании в цикле рабочих процессах оптимизации и (HIL). Все параметры являются настраиваемыми.

Блок использует систему координат, которая производит положительную шину и движение транспортного средства для стандартного механизма, передачи и дифференциальных настроек. Стрелки указывают на положительное движение.

Эффективность

С учетом КПД блока используйте параметр Efficiency factors. Эта таблица суммирует реализацию блока для каждой установки.

Установка Реализация

Установка	Реализация
`Constant`	Постоянный КПД, который можно установить параметром Constant efficiency factor, eta.
`Driveshaft torque, temperature and speed`	КПД в зависимости от основного входного крутящего момента механизма, температуры воздуха и скорости карданного вала. Используйте эти параметры, чтобы задать интерполяционную таблицу и точки останова: Efficiency lookup table, eta_tbl Efficiency torque breakpoints, Trq_bpts Efficiency speed breakpoints, omega_bpts Efficiency temperature breakpoints, Temp_bpts Для температуры воздуха вы можете также: Выберите Input temperature, чтобы создать входной порт. Установите значение параметров Ambient temperature, Tamb. Чтобы выбрать метод интерполяции, используйте параметр Interpolation method. Для получения дополнительной информации смотрите Методы интерполяции.

Constant

Постоянный КПД, который можно установить параметром Constant efficiency factor, eta.

Driveshaft torque, temperature and speed

КПД в зависимости от основного входного крутящего момента механизма, температуры воздуха и скорости карданного вала. Используйте эти параметры, чтобы задать интерполяционную таблицу и точки останова:

Efficiency lookup table, eta_tbl
Efficiency torque breakpoints, Trq_bpts
Efficiency speed breakpoints, omega_bpts
Efficiency temperature breakpoints, Temp_bpts

Для температуры воздуха вы можете также:

Выберите Input temperature, чтобы создать входной порт.
Установите значение параметров Ambient temperature, Tamb.

Чтобы выбрать метод интерполяции, используйте параметр Interpolation method. Для получения дополнительной информации смотрите Методы интерполяции.

Учет степени

Для учета степени блок реализует эти уравнения.

Сигнал шины			Описание	Уравнения
`PwrInfo`	`PwrTrnsfrd` — Степень передается между блоками Положительные сигналы указывают на поток в блок Отрицательные сигналы указывают, вытекают из блока	`PwrDriveshft`	Механическая энергия от карданного вала	$η T_{d} ω_{d}$
		`PwrAxl1`	Механическая энергия от оси 1	$η T_{1} ω_{1}$
		`PwrAxl2`	Механическая энергия от оси 2	$η T_{2} ω_{2}$
	`PwrNotTrnsfrd` — Степень, пересекающая контур блока, но не переданный Положительные сигналы указывают на вход Отрицательные сигналы указывают на потерю	`PwrMechLoss`	Общие потери мощности	$\begin{array}{l} {\dot{W}}_{l o s s} = - (P_{t} + P_{d}) + P_{s} \\ P_{t} = η T_{d} ω_{d} + η T_{1} ω_{1} + η T_{2} ω_{2} \end{array}$
		`PwrDampLoss`	Потери мощности из-за затухания	$P_{d} = - (b_{1} \| ω_{1} \| + b_{2} \| ω_{2} \| + b_{d} \| ω_{d} \|)$
	`PwrStored` — Сохраненный тариф на энергоносители изменения Положительные сигналы указывают на увеличение Отрицательные сигналы указывают на уменьшение	`PwrStoredShft`	Изменение уровня сохраненной внутренней энергии	$P_{s} = - (ω_{1} {\dot{ω}}_{1} J_{1} + ω_{2} {\dot{ω}}_{2} J_{2} + ω_{d} {\dot{ω}}_{d} J_{d})$

Динамика

Блок Open Differential реализует эти дифференциальные уравнения, чтобы представлять механический динамический ответ для механизма короны, оставленного ось и правильную ось.

Механический динамический ответ	Дифференциальное уравнение
Коронуйте механизм	${\dot{ω}}_{d} J_{d} = η T_{d} - ω_{d} b_{d} - T_{i}$
Оставленная ось	${\dot{ω}}_{1} J_{1} = η T_{1} - ω_{1} b_{1} - T_{i 1}$
Правильная ось	${\dot{ω}}_{2} J_{2} = η T_{2} - ω_{2} b_{2} - T_{i 2}$

Механический динамический ответ

Дифференциальное уравнение

Коронуйте механизм

${\dot{ω}}_{d} J_{d} = η T_{d} - ω_{d} b_{d} - T_{i}$

Оставленная ось

${\dot{ω}}_{1} J_{1} = η T_{1} - ω_{1} b_{1} - T_{i 1}$

Правильная ось

${\dot{ω}}_{2} J_{2} = η T_{2} - ω_{2} b_{2} - T_{i 2}$

Блок Open Differential принимает жесткое соединение между механизмом короны и осями. Эти уравнения ограничений применяются.

$η T_{i 1} = η T_{i 2} = \frac{N}{2} T_{i}$

$ω_{d} = \frac{N}{2} (ω_{1} + ω_{2})$

Уравнения используют эти переменные.

N	Передаточное отношение несущей к карданному валу
_Jd	Вращательная инерция блока механизма короны
_bd	Коронуйте механизм линейное вязкое затухание
_ωd	Карданный вал угловая скорость
η	Дифференциальный КПД
_J1	Ось 1 вращательная инерция
_b1	Ось 1 линейное вязкое затухание
ω1	Ось 1 скорость
_J2	Ось 2 вращательной инерции
_b2	Ось 2 линейных вязких затухания
ω2	Ось 2 угловых скорости
_Td	Крутящий момент карданного вала
_T1	Ось 1 крутящий момент
_T2	Ось 2 крутящих момента
_Ti	Карданный вал внутренний крутящий момент сопротивления
_Ti1	Ось 1 внутренний крутящий момент сопротивления
_Ti2	Ось 2 внутренних крутящих момента сопротивления

Порты

Входные параметры

развернуть все

`DriveshftTrq` — Крутящий момент
`scalar`

Примененный входной крутящий момент, обычно от коленчатого вала механизма, в N · m.

`Axl1Trq` — Крутящий момент
`scalar`

Ось 1 крутящий момент, _T1, в N · m.

`Axl2Trq` — Крутящий момент
`scalar`

Ось 2 крутящих момента, _T2, в N · m.

`Temp` — Температура
`scalar`

Температура, в K.

Зависимости

Включить этот порт:

Установите Efficiency factors на Driveshaft torque, speed and temperature.
Выберите Input temperature.

Вывод

развернуть все

`Info` — Сигнал шины
шина

Сигнал шины, содержащий эти вычисления блока.

Сигнал			Описание	Модули
`Driveshft`	`DriveshftTrq`		Крутящий момент карданного вала	N·
`Driveshft`	`DriveshftSpd`		Скорость карданного вала	рад/с
`Axl1`	`Axl1Trq`		Ось 1 крутящий момент	N·
`Axl1`	`Axl1Spd`		Ось 1 скорость	рад/с
`Axl2`	`Axl2Trq`		Ось 2 крутящих момента	N·
`Axl2`	`Axl2Spd`		Ось 2 скорости	рад/с
`PwrInfo`	`PwrTrnsfrd`	`PwrDriveshft`	Механическая энергия от карданного вала	W
		`PwrAxl1`	Механическая энергия от оси 1	W
		`PwrAxl2`	Механическая энергия от оси 2	W
	`PwrTrnsfrd`	`PwrMechLoss`	Общие потери мощности	W
	`PwrTrnsfrd`	`PwrDampLoss`	Потери мощности из-за затухания	W
	`PwrStored`	`PwrStoredShft`	Изменение уровня сохраненной внутренней энергии	W

`DriveshftSpd` — Угловая скорость
`scalar`

Карданный вал угловая скорость, _ωd, в rad/s.

`Axl1Spd` — Угловая скорость
`scalar`

Ось 1 угловая скорость, _ω1, в rad/s.

`Axl2Spd` — Угловая скорость
`scalar`

Ось 2 угловых скорости, _ω2, в rad/s.

Параметры

развернуть все

Блокируйте опции

`Efficiency factors` — Задайте настройку
`Constant` (значение по умолчанию) | `Driveshaft torque, speed and temperature`

Установка Реализация

Установка	Реализация
`Constant`	Постоянный КПД, который можно установить параметром Constant efficiency factor, eta.
`Driveshaft torque, temperature and speed`	КПД в зависимости от основного входного крутящего момента механизма, температуры воздуха и скорости карданного вала. Используйте эти параметры, чтобы задать интерполяционную таблицу и точки останова: Efficiency lookup table, eta_tbl Efficiency torque breakpoints, Trq_bpts Efficiency speed breakpoints, omega_bpts Efficiency temperature breakpoints, Temp_bpts Для температуры воздуха вы можете также: Выберите Input temperature, чтобы создать входной порт. Установите значение параметров Ambient temperature, Tamb. Чтобы выбрать метод интерполяции, используйте параметр Interpolation method. Для получения дополнительной информации смотрите Методы интерполяции.

Constant

Постоянный КПД, который можно установить параметром Constant efficiency factor, eta.

Driveshaft torque, temperature and speed

Efficiency lookup table, eta_tbl
Efficiency torque breakpoints, Trq_bpts
Efficiency speed breakpoints, omega_bpts
Efficiency temperature breakpoints, Temp_bpts

Для температуры воздуха вы можете также:

Выберите Input temperature, чтобы создать входной порт.
Установите значение параметров Ambient temperature, Tamb.

`Interpolation method` — Метод
`Flat` | `Nearest` | `Linear point-slope` | `Linear Lagrange` | `Cubic spline`

Для получения дополнительной информации смотрите Методы интерполяции.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Efficiency factors на Driveshaft torque, speed and temperature.

`Input temperature` — Создайте входной порт
`off` (значение по умолчанию) | `on`

Выберите, чтобы создать входной порт Temp для температуры.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Efficiency factors на Driveshaft torque, speed and temperature.

`Crown wheel (ring gear) located` — Задайте связь колеса короны
`To the left of center-line` (значение по умолчанию) | `To the right of center-line`

Задайте связь колеса короны с карданным валом.

`Carrier to drive shaft ratio, Ndiff` — Отношение
4 (значение по умолчанию) | `scalar`

Передаточное отношение несущей к карданному валу, N, безразмерный.

`Carrier inertia, Jd` — Инерция
.1 (значение по умолчанию) | `scalar`

Вращательная инерция блока механизма короны, _Jd, в kg · м^2. Можно включать инерцию карданного вала.

`Carrier damping, bd` — Затухание
`1e-3` (значение по умолчанию) | `scalar`

Коронуйте механизм линейное вязкое затухание, _bd, в N · m·.

`Axle 1 inertia, Jw1` — Инерция
.1 (значение по умолчанию) | `scalar`

Ось 1 вращательная инерция, _J1, в kg · м^2.

`Axle 1 damping, bw1` — Затухание
`1e-3` (значение по умолчанию) | `scalar`

Ось 1 линейное вязкое затухание, _b1, в N · m·.

`Axle 2 inertia, Jw2` — Инерция
.1 (значение по умолчанию) | `scalar`

Ось 2 вращательной инерции, _J2, в kg · м^2.

`Axle 2 damping, bw2` — Затухание
`1e-3` (значение по умолчанию) | `scalar`

Ось 2 линейных вязких затухания, _b2, в N · m·.

`Axle 1 initial velocity, omegaw1o` — Скорость вращения
0 (значение по умолчанию) | `scalar`

Ось 1 начальная скорость, _ωo1, в rad/s.

`Axle 2 initial velocity, omegaw2o` — Скорость вращения
0 (значение по умолчанию) | `scalar`

Ось 2 начальных скорости, _ωo2, в rad/s.

Эффективность

`Constant efficiency factor, eta` Эффективность
1 (значение по умолчанию) | `scalar`

Постоянный КПД, η.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Efficiency factors на Constant.

`Efficiency lookup table, eta_tbl` — Интерполяционная таблица
`M`- `N`- `L` массив

Безразмерный массив значений для КПД в зависимости от:

M введите крутящие моменты
N введите скорость
L температура воздуха

Каждое значение задает КПД для определенной комбинации крутящего момента, скорости и температуры. Размер массивов должен совпадать с размерностями, заданными крутящим моментом, скоростью и температурными векторами точки останова.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Efficiency factors на Driveshaft torque, speed and temperature.

`Efficiency torque breakpoints, Trq_bpts` — Закрутите точки останова
[25, 50, 75, 100, 150, 200, 250] (значение по умолчанию) | `1`- `M` вектор

Вектор из входного крутящего момента, точек останова для КПД, в N · m.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Efficiency factors на Driveshaft torque, speed and temperature.

`Efficiency speed breakpoints, omega_bpts` — Точки останова скорости
[52.4 78.5 105 131 157 183 209 262 314 419 524] (значение по умолчанию) | `1`- `N` вектор

Вектор из скорости, точек останова для КПД, в rad/s.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Efficiency factors на Driveshaft torque, speed and temperature.

`Efficiency temperature breakpoints, Temp_bpts` — Температурные точки останова
[290 358] (значение по умолчанию) | `1`- `L` вектор

Вектор из температуры окружающей среды устанавливает точки останова для КПД в K.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Efficiency factors на Driveshaft torque, speed and temperature.

`Ambient temperature, Tamb` — Температура окружающей среды
297.15 (значение по умолчанию) | `scalar`

Температура окружающего воздуха, _Tair, в K.

Зависимости

Включить этот параметр:

Установите Efficiency factors на Driveshaft torque, speed and temperature.
Очистите Input temperature.

Документация

Open Differential

Описание

Эффективность

Учет степени

Динамика

Порты

Входные параметры

DriveshftTrq — Крутящий момент scalar

Axl1Trq — Крутящий момент scalar

Axl2Trq — Крутящий момент scalar

Temp — Температура scalar

Зависимости

Вывод

Info — Сигнал шины шина

DriveshftSpd — Угловая скорость scalar

Axl1Spd — Угловая скорость scalar

Axl2Spd — Угловая скорость scalar

Параметры

Efficiency factors — Задайте настройку Constant (значение по умолчанию) | Driveshaft torque, speed and temperature

Interpolation method — Метод Flat | Nearest | Linear point-slope | Linear Lagrange | Cubic spline

Зависимости

Input temperature — Создайте входной порт off (значение по умолчанию) | on

Зависимости

Crown wheel (ring gear) located — Задайте связь колеса короны To the left of center-line (значение по умолчанию) | To the right of center-line

Carrier to drive shaft ratio, Ndiff — Отношение4 (значение по умолчанию) | scalar

Carrier inertia, Jd — Инерция.1 (значение по умолчанию) | scalar

Carrier damping, bd — Затухание 1e-3 (значение по умолчанию) | scalar

Axle 1 inertia, Jw1 — Инерция.1 (значение по умолчанию) | scalar

Axle 1 damping, bw1 — Затухание 1e-3 (значение по умолчанию) | scalar

Axle 2 inertia, Jw2 — Инерция.1 (значение по умолчанию) | scalar

Axle 2 damping, bw2 — Затухание 1e-3 (значение по умолчанию) | scalar

Axle 1 initial velocity, omegaw1o — Скорость вращения0 (значение по умолчанию) | scalar

Axle 2 initial velocity, omegaw2o — Скорость вращения0 (значение по умолчанию) | scalar

Constant efficiency factor, eta Эффективность1 (значение по умолчанию) | scalar

Зависимости

Efficiency lookup table, eta_tbl — Интерполяционная таблица M- N- L массив

Зависимости

Efficiency torque breakpoints, Trq_bpts — Закрутите точки останова[25, 50, 75, 100, 150, 200, 250] (значение по умолчанию) | 1- M вектор

Зависимости

Efficiency speed breakpoints, omega_bpts — Точки останова скорости[52.4 78.5 105 131 157 183 209 262 314 419 524] (значение по умолчанию) | 1- N вектор

Зависимости

Efficiency temperature breakpoints, Temp_bpts — Температурные точки останова[290 358] (значение по умолчанию) | 1- L вектор

Зависимости

Ambient temperature, Tamb — Температура окружающей среды297.15 (значение по умолчанию) | scalar

Зависимости

Расширенные возможности

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

Смотрите также

Документация Powertrain Blockset

Поддержка

`DriveshftTrq` — Крутящий момент
`scalar`

`Axl1Trq` — Крутящий момент
`scalar`

`Axl2Trq` — Крутящий момент
`scalar`

`Temp` — Температура
`scalar`

`Info` — Сигнал шины
шина

`DriveshftSpd` — Угловая скорость
`scalar`

`Axl1Spd` — Угловая скорость
`scalar`

`Axl2Spd` — Угловая скорость
`scalar`

`Efficiency factors` — Задайте настройку
`Constant` (значение по умолчанию) | `Driveshaft torque, speed and temperature`

`Interpolation method` — Метод
`Flat` | `Nearest` | `Linear point-slope` | `Linear Lagrange` | `Cubic spline`

`Input temperature` — Создайте входной порт
`off` (значение по умолчанию) | `on`

`Crown wheel (ring gear) located` — Задайте связь колеса короны
`To the left of center-line` (значение по умолчанию) | `To the right of center-line`

`Carrier to drive shaft ratio, Ndiff` — Отношение
4 (значение по умолчанию) | `scalar`

`Carrier inertia, Jd` — Инерция
.1 (значение по умолчанию) | `scalar`

`Carrier damping, bd` — Затухание
`1e-3` (значение по умолчанию) | `scalar`

`Axle 1 inertia, Jw1` — Инерция
.1 (значение по умолчанию) | `scalar`

`Axle 1 damping, bw1` — Затухание
`1e-3` (значение по умолчанию) | `scalar`

`Axle 2 inertia, Jw2` — Инерция
.1 (значение по умолчанию) | `scalar`

`Axle 2 damping, bw2` — Затухание
`1e-3` (значение по умолчанию) | `scalar`

`Axle 1 initial velocity, omegaw1o` — Скорость вращения
0 (значение по умолчанию) | `scalar`

`Axle 2 initial velocity, omegaw2o` — Скорость вращения
0 (значение по умолчанию) | `scalar`

`Constant efficiency factor, eta` Эффективность
1 (значение по умолчанию) | `scalar`

`Efficiency lookup table, eta_tbl` — Интерполяционная таблица
`M`- `N`- `L` массив

`Efficiency torque breakpoints, Trq_bpts` — Закрутите точки останова
[25, 50, 75, 100, 150, 200, 250] (значение по умолчанию) | `1`- `M` вектор

`Efficiency speed breakpoints, omega_bpts` — Точки останова скорости
[52.4 78.5 105 131 157 183 209 262 314 419 524] (значение по умолчанию) | `1`- `N` вектор

`Efficiency temperature breakpoints, Temp_bpts` — Температурные точки останова
[290 358] (значение по умолчанию) | `1`- `L` вектор

`Ambient temperature, Tamb` — Температура окружающей среды
297.15 (значение по умолчанию) | `scalar`

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