主要内容

限滑差速器

有限的差动行星锥齿轮

  • 限滑差速锁

库:
动力总成Blockset /动力传动系统最终的驱动装置
车辆动力学Blockset /动力/动力传动系统/最终的驱动装置

描述

限滑差速器块实现了一个微分作为行星锥齿轮火车。块匹配的传动轴伞齿轮皇冠(环)锥齿轮。您可以指定:

  • Carrier-to-driveshaft比率

  • 天车的位置

  • 粘性阻尼系数的轴和载体

  • 类型的滑动耦合

使用系统级动力传动系统分析中的块占电力传输从传输到车轮。块适用于半实物(边境)和优化工作流程。所有的参数都是可调。

限滑差速器,防止其中一个轮子滑动,微分将转矩应用于左和右轴。与不同的转矩应用于轴,轮子可以移动在不同角速度,防止滑倒。块实现三种耦合不同扭矩的方法应用于轴:

  • 预装理想离合器

  • 滑speed-dependent扭矩数据

  • 输入扭矩扭矩数据的依赖

块使用坐标系统产生积极的轮胎和车辆运动为标准的发动机,传动,和微分配置。箭头表示积极的运动。

传输图

效率

占块效率,使用效率的因素参数。这个表总结了块实现为每个设置。

设置 实现

常数

常数可以设置的效率常数效率因素,埃塔参数。

传动轴扭矩、温度和速度

效率的函数基础装置输入转矩、空气温度和传动轴速度。使用这些参数来指定查找表和断点:

  • 效率的查找表,eta_tbl

  • 效率扭矩断点,Trq_bpts

  • 效率速度断点,omega_bpts

  • 效率温度断点,Temp_bpts

空气温度,你可以:

  • 选择输入温度创建一个输入端口。

  • 设置一个环境温度,Tamb参数值。

选择插值方法,使用插值法参数。有关更多信息,请参见插值方法

权力的会计

电力会计、块实现了这些方程。

总线信号 描述 方程

PwrInfo

PwrTrnsfrd——权力之间传输块

  • 积极的信号显示流入块

  • 块的负面信号表明流出

PwrDriveshft

从传动轴机械功率

η T d ω d

PwrAxl1

机械功率从轴1

η T 1 ω 1

PwrAxl2

从轴2机械功率

η T 2 ω 2

PwrNotTrnsfrd——权力越过边界,但不转移

  • 积极的信号显示一个输入

  • 消极的信号表明损失

PwrMechLoss

总功率损失

W ˙ l o 年代 年代 = ( P t + P d + P c ) + P 年代 P t = η ( T d ω d + T 1 ω 1 + T 2 ω 2 )

PwrDampLoss

由于阻尼功率损耗

P d = ( b 1 | ω 1 | + b 2 | ω 2 | + b d | ω d | )

PwrCplngLoss

由于离合器功率损耗

P c = T c | ω ¯ |

PwrStored——储存能量变化率

  • 积极的信号表明增加

  • 消极的信号表示减少

PwrStoredShft

率的变化存储内部能量

P 年代 = ( ω 1 ω ˙ 1 J 1 + ω 2 ω ˙ 2 J 2 + ω d ω ˙ d J d )

动力学

限滑差速器块实现了这些微分方程来表示机械动态响应的冠状齿轮,轴,轴。

机械动态响应 微分方程
冠状齿轮

ω ˙ d J d = η T d - - - - - - ω d b d - - - - - - T

左轴

ω ˙ 1 J 1 = η T 1 - - - - - - ω 1 b 1 - - - - - - T 1

正确的轴

ω ˙ 2 J 2 = η T 2 - - - - - - ω 2 b 2 - - - - - - T 2

假定刚性块冠状齿轮和轴之间的耦合。这些约束方程适用。

η T 1 = N 2 T 1 2 T c η T 2 = N 2 T + 1 2 T c

ω d = N 2 ( ω 1 + ω 2 )

方程使用这些变量。

N

Carrier-to-driveshaft齿轮传动比

Jd

转动惯量的冠状齿轮总成

bd

冠状齿轮线性粘滞阻尼

ωd

传动轴角速度

ϖ

滑动速度

J1

轴1转动惯量

b1

轴1线性粘滞阻尼

ω1

轴1的速度

J2

2轴转动惯量

b2

轴2线性粘滞阻尼

ω2

2轴角速度

η

效率

Td

传动轴扭矩

T1

轴1转矩

T2

轴2转矩

T

轴内部阻力扭矩

Ti1

轴1内部阻力扭矩

Ti2

轴2内部阻力扭矩

μ

摩擦系数

R e f f

有效的离合器半径

R o

环形圆盘外半径

R

环形磁盘内半径

Fc

离合器的力量

Tc

离合器转矩

μ

摩擦系数

表块限滑差速器这些参数设置:

  • 插值法- - - - - -线性

  • 外推法- - - - - -剪辑

理想的离合器耦合

理想的离合器耦合模型使用轴滑动速度和摩擦离合器转矩计算。滑动摩擦系数是一个函数的速度。

T c = F c N μ ( | ϖ | ) R e f f 双曲正切 ( 4 | ϖ | )

圆盘半径决定的有效半径离合器离合器强迫行为。

R e f f = 2 ( R o 3 - - - - - - R 3 ) 3 ( R o 2 - - - - - - R 2 )

轴的角速度确定滑动速度。

ϖ = ω 1 ω 2

滑动速度耦合

计算离合器转矩、滑动速度耦合模型使用扭矩数据滑动速度的函数。轴的角速度确定滑动速度。

ϖ = ω 1 ω 2

输入转矩耦合

计算离合器扭矩、输入转矩耦合模型使用扭矩是一个函数的输入转矩的数据。

开放的微分块假设刚性冠状齿轮和轴之间的耦合。这些约束方程适用。

η T 1 = η T 2 = N 2 T

ω d = N 2 ( ω 1 + ω 2 )

港口

输入

全部展开

应用输入转矩,通常从发动机曲轴,N·m。

轴1转矩,T1在N·m。

轴2转矩,T2在N·m。

温度,在K。

依赖关系

启用该端口:

  • 效率的因素传动轴扭矩、速度和温度

  • 选择输入温度

输出

全部展开

总线信号包含这些块的计算。

信号 描述 单位

Driveshft

DriveshftTrq

传动轴扭矩

N·m

DriveshftSpd

传动轴速度

rad /秒

Axl1

Axl1Trq

轴1转矩

N·m

Axl1Spd

轴1的速度

rad /秒

Axl2

Axl2Trq

轴2转矩

N·m

Axl2Spd

轴2的速度

rad /秒

Cplng

CplngTrq

转矩耦合

N·m

CplngSlipSpd

滑动速度

rad /秒

PwrInfo

PwrTrnsfrd

PwrDriveshft

从传动轴机械功率

W

PwrAxl1

机械功率从轴1

W

PwrAxl2

从轴2机械功率

W

PwrNotTrnsfrd

PwrMechLoss

总功率损失

W

PwrDampLoss

由于阻尼功率损耗

W

PwrCplngLoss

由于离合器功率损耗

W

PwrStoredShft

PwrStoredShft

率的变化存储内部能量

W

传动轴角速度,ωd在rad / s。

轴1角速率,ω1在rad / s。

轴2角速率,ω2在rad / s。

参数

全部展开

块的选择

占块效率,使用效率的因素参数。这个表总结了块实现为每个设置。

设置 实现

常数

常数可以设置的效率常数效率因素,埃塔参数。

传动轴扭矩、温度和速度

效率的函数基础装置输入转矩、空气温度和传动轴速度。使用这些参数来指定查找表和断点:

  • 效率的查找表,eta_tbl

  • 效率扭矩断点,Trq_bpts

  • 效率速度断点,omega_bpts

  • 效率温度断点,Temp_bpts

空气温度,你可以:

  • 选择输入温度创建一个输入端口。

  • 设置一个环境温度,Tamb参数值。

选择插值方法,使用插值法参数。有关更多信息,请参见插值方法

有关更多信息,请参见插值方法

依赖关系

要启用该参数,设置效率的因素传动轴扭矩、速度和温度

选择创建输入端口临时的温度。

依赖关系

要启用该参数,设置效率的因素传动轴扭矩、速度和温度

开放的微分

指定天车到传动轴的连接。

Carrier-to-driveshaft齿轮传动比,N

转动惯量的冠状齿轮装配,Jd在公斤·m ^ 2。你可以包括传动轴惯性。

冠状齿轮线性粘滞阻尼,bd在N·m·s / rad。

轴1转动惯量,J1在公斤·m ^ 2。

轴1线性粘滞阻尼,b1在N·m·s / rad。

2轴转动惯量,J2在公斤·m ^ 2。

轴2线性粘滞阻尼,b2在N·m·s / rad。

轴1初始速度,ωo1群在rad / s。

轴2初始速度,ωo2在rad / s。

恒定的效率,η

依赖关系

要启用该参数,设置效率的因素常数

无量纲的数组值效率的函数:

  • 输入扭矩

  • N输入速度

  • l空气的温度

每个值指定为一个特定的组合效率的扭矩、速度、和温度。数组的大小必须匹配维度定义的扭矩、速度、温度和断点向量。

依赖关系

要启用该参数,设置效率的因素传动轴扭矩、速度和温度

向量的输入扭矩,断点的效率,在N·m。

依赖关系

要启用该参数,设置效率的因素传动轴扭矩、速度和温度

的效率、速度向量,断点rad / s。

依赖关系

要启用该参数,设置效率的因素传动轴扭矩、速度和温度

向量的环境温度断点效率,K。

依赖关系

要启用该参数,设置效率的因素传动轴扭矩、速度和温度

环境空气温度,T空气在K。

依赖关系

启用该参数:

  • 效率的因素传动轴扭矩、速度和温度

  • 清晰的输入温度

滑动耦合

指定类型的转矩耦合。

数量的磁盘。

依赖关系

使理想离合器参数,选择预装理想离合器耦合类型参数。

的有效半径, R e f f ,使用离合器应用摩擦力决定摩擦力。有效半径的定义是:

R e f f = 2 ( R o 3 - - - - - - R 3 ) 3 ( R o 2 - - - - - - R 2 )

方程使用这些变量。

R o

环形圆盘外半径

R

环形磁盘内半径

依赖关系

使离合器参数,选择预装理想离合器耦合类型参数。

名义预加载力,N。

依赖关系

使离合器参数,选择预装理想离合器耦合类型参数。

摩擦系数向量。

依赖关系

使离合器参数,选择预装理想离合器耦合类型参数。

滑动速度向量,在rad / s。

依赖关系

使离合器参数,选择预装理想离合器耦合类型参数。

转矩矢量,在N·m。

依赖关系

使滑动速度参数,选择滑动速度扭矩数据的依赖耦合类型参数。

滑动速度向量,在rad / s。

依赖关系

使滑动速度参数,选择滑动速度扭矩数据的依赖耦合类型参数。

转矩矢量,在N·m。

依赖关系

要启用输入扭矩参数,选择输入扭矩扭矩数据的依赖耦合类型参数。

转矩矢量,在N·m。

依赖关系

要启用输入扭矩参数,选择输入扭矩扭矩数据的依赖耦合类型参数。

耦合时间常数,在年代。

引用

[1]Deur, J。Ivanović,V。汉考克,M。Assadian, F。“活跃的微分动力学建模”。In ASME proceedings.交通系统。17卷,页:427 - 436。

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版本历史

介绍了R2017a

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