主要内容

狗离合器

带齿板的离合器,当板齿啮合时接合

  • 库:
  • Simscape /传动系统/离合器

  • 狗离合器块

描述

这个块代表一个防滑离合器,一种机械装置,依靠联锁齿的积极啮合来传递传动轴之间的扭矩。离合器包含三个关键部件:

  • 中心

  • 改变链接

环和轮毂都是齿形部件。环与输出轴旋转,沿其纵向轴滑动以啮合或脱离同轴轮毂。轮毂位于环绕同一轴的轴承上,可以独立旋转,直到啮合为止。

当有齿部件互锁时发生啮合。一旦接合,环和轮毂就会作为一个整体一起旋转。为了控制啮合,狗式离合器包含一个移位连杆,该连杆控制环相对于轮毂的位置。

将环向轮毂移动,使它们的齿互锁改变离合器状态为啮合。齿重叠必须超过啮合的最小值。反向移动戒指,使两组齿不再互锁,改变离合器状态回到脱离。

港口<年代trong class="guilabel">年代指定移位连杆位置。当离合器完全脱离时,换挡联动位置为零。当离合器完全啮合时,换挡联动位置等于完全脱离状态的齿高和轮毂间隙之和:

z h + z G 一个 p

地点:

  • z是变速杆位置。

  • h是牙齿的高度。

  • z差距为脱机时的环轮毂间隙。

该图显示侧面和前视图的狗离合器和一些相关的变量。

扭矩传输模型

狗离合器块提供了两个扭矩传动模型的选择。

摩擦离合器近似模型

将离合器接合视为环与轮毂之间的摩擦现象。这个模型忽略了特殊效果,如间隙,一个近似,使块更适合线性化,固定步长模拟,和硬件在环(HIL)模拟。的<一个href="//www.tatmou.com/help/physmod/sdl/ref/fundamentalfrictionclutch.html">基本摩擦离合器块为模型提供了基础。

在摩擦近似模型中,离合器有三种可能的配置:分离、接合和锁定。当脱离时,环与轮毂之间的接触力为零。这个力保持为零,直到移位连杆达到最小啮合位置。

当轮毂齿重叠时,h,当超过啮合最小值时,两元件间的接触力开始随换挡连杆位置线性增加,z

在完全啮合时,接触力达到最大值,离合器状态切换到锁定状态。在这种状态下,环和轮毂作为一个单位旋转而无滑移。要解锁离合器,传递扭矩必须超过您指定的最大允许值。

带侧隙的动力学模型

捕捉离合器现象,如齿隙,扭转顺应性,环和轮毂齿之间的接触力。该模型提供了比摩擦离合器更大的精度近似。

在动态模型中,离合器有两种可能的配置:分离和接合。当脱离时,环与轮毂之间的接触力为零。这个力保持为零,直到移位连杆达到最小啮合位置。

当轮毂齿重叠时,h,当超过最小啮合值时,两个部件之间就会产生接触力。这个力是扭转弹簧和阻尼元件之和。包括齿圈和轮毂齿之间的间隙:

T C k R H ϕ δ 2 μ R · ω ϕ > δ 2 0 δ 2 < ϕ < δ 2 k R H ϕ + δ 2 μ R ω ϕ < δ 2

地点:

  • k<年代ub>RH为环轮毂联轴器的扭转刚度。

  • ϕ是环与轮毂之间关于公共旋转轴的相对角度。

  • δ为齿圈和轮毂齿之间的间隙。

  • ω为环与轮毂之间的相对角速度。这个变量描述了两个组件相互滑过的速度。

柔性端止动限制了离合器换挡连杆和环的平移运动。柔度模型将端部止动视为线性弹簧阻尼器。末端止动的位置取决于环和轮毂齿之间的相对角度和角速度:

  • 如果齿对中,相对角速度小于离合器啮合的最大值,则止动位置为完全脱离时环轮毂间隙和齿高的总和。当末端止动器在这个位置时,离合器就能接合。

  • 如果齿未对齐或相对角速度超过离合器啮合的最大值,则设置止动位置以防止环与轮毂啮合。离合器仍然是松开的。

平移摩擦反对移动连杆和环的运动。这个摩擦力是库仑分量和粘性分量之和:

F Z k K · F N · 双曲正切 4 v v t h μ T v

地点:

  • F<年代ub>Z为作用在移动连杆和环上的净平动摩擦力。

  • k<年代ub>K为轮齿与轮齿之间的动摩擦系数。

  • F<年代ub>N为环与轮毂齿之间的法向力。

  • v为移杆和圆环的平移速度。

  • v<年代ub>th为平移速度阈值。在这个阈值以下,双曲正切函数平滑库仑摩擦力为零,因为移动连杆和环速度趋于零。

  • μ<年代ub>T为作用于换挡连杆和环上的粘滞阻尼系数。

离合器的接触条件

当离合器满足一组几何和动态条件时,离合器接合。这些条件指定的值,某些变量可以采取离合器接合发生:

  • 环与轮毂能接合的最小位置为

    z h 0 + z G 一个 p

    在哪里h<年代ub>0为离合器啮合时的最小齿重叠。调整此参数以减少接合不稳定性,即离合器在接合和脱离状态之间快速切换的趋势

  • 环与轮毂相对角速度的大小小于最大啮合速度,即:

    | ω | < | ω 马克斯 |

    在哪里ω<年代ub>马克斯为可发生啮合的相对角速度的最大值。

  • 如果使用摩擦离合器近似模型,只有在环和轮毂之间的扭矩传递小于离合器支持的最大传递扭矩时,才会发生啮合。金宝app

  • 如果使用带有间隙的动态模型,只有在环和轮毂齿的相对角度位置允许它们互锁时才会发生啮合。

旋转功耗

当离合器在施加的扭矩下滑动时,就会耗散动力。功率损失等于滑移角速度和轮毂与轮箍之间的接触扭矩的乘积:

P l o 年代 年代 ω · T C

地点:

  • P<年代ub>损失为滑移引起的耗散功率。

  • T<年代ub>C为动接触力矩。

热建模

您可以通过一个可选的热保存端口模拟热流和温度变化的影响。缺省情况下,热口处于隐藏状态。暴露热端口,在<年代trong class="guilabel">离合器设置,设置<年代trong class="guilabel">热的港口参数模型.为组件指定相关的热参数。

港口

输入

全部展开

物理信号输入端口与移位联动。

依赖关系

如果,在<年代trong class="guilabel">改变链接设置,<年代trong class="guilabel">转变联动控制参数设置为:

  • 物理信号-直接通过可选的物理信号端口输入移位联动位置,<年代trong class="guilabel">年代.

  • 保护港口-通过可选的平移保存端口动态输入移位连杆位置,<年代trong class="guilabel">年代.当您选择此选项时,相关<年代trong class="guilabel">改变链接参数暴露出来。

输出

全部展开

与离合器位置相关的物理信号输出端口。

保护

全部展开

与离合器轮毂相关的机械旋转保存端口

与离合器环相关的机械旋转保存端口。

与换挡联动相关的机械平移保存端口。

依赖关系

如果,在<年代trong class="guilabel">改变链接设置,<年代trong class="guilabel">转变联动控制参数设置为:

  • 物理信号-直接通过可选的物理信号端口输入移位联动位置,<年代trong class="guilabel">年代.

  • 保护港口-通过可选的平移保存端口动态输入移位连杆位置,<年代trong class="guilabel">年代.当您选择此选项时,相关<年代trong class="guilabel">改变链接参数暴露出来。

与热流相关的热保存口。

依赖关系

该端口仅在<年代trong class="guilabel">离合器设置,<年代trong class="guilabel">热的港口参数设置为模型

公开此端口将使相关设置可见。

参数

全部展开

中参数的指定选项<年代trong class="guilabel">改变链接和<年代trong class="guilabel">离合器设置影响能见度:

  • 参数<年代trong class="guilabel">离合器,<年代trong class="guilabel">改变链接,<年代trong class="guilabel">接触条件,<年代trong class="guilabel">初始条件设置

  • 热的港口设置

要学会读表,看表<一个href="//www.tatmou.com/help/physmod/sdl/ref/parameter-dependencies.html" class="a">参数的依赖关系.

犬式离合器参数依赖关系

设置 参数和选项
改变链接 转变联动控制
保护港口 物理信号
离合器 热的港口 热的港口
省略 模型 省略 模型
扭矩传输模型 - 扭矩传输模型 -
摩擦离合器近似-适用于HIL和线性化 动态与反弹 - 摩擦离合器近似-适用于HIL和线性化 动态与反弹 -
- - 温度向量 - - 温度向量
最大传输转矩 - 最大传递力矩矢量 最大传输转矩 - 最大传递力矩矢量
- - 插值法 - - 插值法
- - 外推法 - - 外推法
离合器齿平均半径 离合器齿平均半径 离合器齿平均半径 离合器齿平均半径 - 离合器齿平均半径
- 牙数 - - 牙数 -
- 旋转的反弹 - - 旋转的反弹 -
- 抗扭刚度 - - 抗扭刚度 -
- 扭转阻尼 - - 扭转阻尼 -
改变链接 牙齿高度 牙齿高度 牙齿高度 牙齿高度 牙齿高度 牙齿高度
脱离时的环轮毂间隙 脱离时的环轮毂间隙 脱离时的环轮毂间隙 脱离时的环轮毂间隙 脱离时的环轮毂间隙 脱离时的环轮毂间隙
变速杆后硬停 变速杆后硬停 变速杆后硬停 - - -
环停止刚度 环停止刚度 环停止刚度 - - -
环停止阻尼 环停止阻尼 环停止阻尼 - - -
变速杆粘滞摩擦系数 变速杆粘滞摩擦系数 变速杆粘滞摩擦系数 - - -
- Tooth-tooth摩擦系数 - - - -
接触条件 联系旅游方向 联系旅游方向 联系旅游方向 联系旅游方向 联系旅游方向 联系旅游方向
最大接触速度 最大接触速度 最大接触速度 - - -
啮合齿重叠 啮合齿重叠 啮合齿重叠 啮合齿重叠 啮合齿重叠 啮合齿重叠
初始条件 离合器的初始状态 离合器的初始状态 离合器的初始状态 离合器的初始状态 离合器的初始状态 离合器的初始状态
初始移位连杆位置 初始移位连杆位置 初始移位连杆位置 - - -
- 初始环轮毂偏移角 - - 初始环轮毂偏移角 -
热的港口 - - 热质量 - - 热质量
- - 初始温度 - - 初始温度

离合器

热流和温度变化模型:

  • 省略——不依赖于温度的模型。

  • 模型——与温度有关的模型。

依赖关系

对于与温度无关的模型,即该参数设置为省略,<年代trong class="guilabel">扭矩传输模型参数和其他相关参数<年代trong class="guilabel">离合器设置是可见的。

对于温度相关的模型,即当该参数设置为时模型的相关参数<年代trong class="guilabel">离合器设置,热港口<年代trong class="guilabel">T,<年代trong class="guilabel">热的港口设置是可见的。

输入值为温度矢量。值的最小数目取决于所选择的插值方法。对于线性插值,每维至少提供两个值。为了平滑插值,每个维度至少提供三个值。向量中的值必须从左到右递增。

依赖关系

中,此参数仅在<年代trong class="guilabel">离合器设置,<年代trong class="guilabel">热的港口参数模型

犬式离合器动态行为建模计算框架:

  • 摩擦离合器近似-适用于HIL和线性化-模型离合器接合作为一种摩擦现象之间的环和轮毂。这个模型,基于<一个href="//www.tatmou.com/help/physmod/sdl/ref/fundamentalfrictionclutch.html">基本摩擦离合器块,提供了计算有效的近似狗离合器。

  • 动态与反弹-详细描述离合器啮合模型,包括齿隙、扭转柔度和轮毂齿间的接触力等现象。选择此选项会导致额外的<年代trong class="guibutton">改变链接和<年代trong class="guibutton">初始条件参数出现。

依赖关系

中,此参数仅在<年代trong class="guilabel">离合器设置,<年代trong class="guilabel">热的港口参数设置为省略

中相关参数的可见性<年代trong class="guilabel">离合器和<年代trong class="guilabel">改变链接设置受为该参数选择的选项的影响。

输入值为温度矢量。值的最小数目取决于所选择的插值方法。对于线性插值,每维至少提供两个值。为了平滑插值,每个维度至少提供三个值。向量中的值必须从左到右递增。

依赖关系

中,此参数仅在<年代trong class="guilabel">离合器设置,<年代trong class="guilabel">热的港口参数模型

离合器可以传递的最大扭矩,对应于一个防滑啮合配置。如果在环和轮毂之间传递的扭矩超过这个值,这两个部件就开始相互滑移。这个扭矩决定了在摩擦离合器近似下的静摩擦极限

依赖关系

中,此参数仅在<年代trong class="guilabel">离合器设置,<年代trong class="guilabel">热的港口参数设置为省略和<年代trong class="guilabel">扭矩传输模型参数设置为摩擦离合器近似-适用于HIL和线性化

离合器能传递的最大扭矩,对应于一个防滑啮合配置,指定为一个矢量。如果在环和轮毂之间传递的扭矩超过这个值,这两个部件就开始相互滑移。这个扭矩决定了在摩擦离合器近似下的静摩擦极限。这个向量和温度向量的元素个数相同。

依赖关系

中,此参数仅在<年代trong class="guilabel">离合器设置,<年代trong class="guilabel">热的港口参数模型

当输入值位于两个连续网格点之间时,逼近输出值的插值方法:

  • 线性—选择此选项可获得最佳性能。

  • 光滑的-选择此选项生成具有连续一阶导数的连续曲线。

有关插值算法的更多信息,请参见<一个href="//www.tatmou.com/help/physmod/simscape/ref/pslookuptable1d.html">PS查找表(1D)块引用页面。

依赖关系

中,此参数仅在<年代trong class="guilabel">离合器设置,<年代trong class="guilabel">热的港口参数模型

当输入值超出参数列表中指定的范围时,确定输出值的外推方法:

  • 线性-选择此选项可在外推区域和插值区域边界生成具有连续一阶导数的曲线。

  • 最近的-选择此选项生成不高于数据最高点或低于数据最低点的外推。

  • 错误-选择此选项,以避免进入外推模式,当您希望您的数据在表范围内。如果输入信号超出了表的范围,模拟将停止并产生错误。

有关外推算法的更多信息,请参见<一个href="//www.tatmou.com/help/physmod/simscape/ref/pslookuptable1d.html">PS查找表(1D)块引用页面。

依赖关系

中,此参数仅在<年代trong class="guilabel">离合器设置,<年代trong class="guilabel">热的港口参数模型

从环或轮毂中心到相应的齿中心的距离。平均齿半径决定了环和轮毂齿之间的法向接触力给定的两个组件之间的传递扭矩。该值必须大于零。

依赖关系

如果满足所有条件,则此参数不可见:

  • 在<年代trong class="guilabel">离合器设置:

    • 热的港口被设置为省略

    • 扭矩传输模型被设置为动态与反弹

  • 在<年代trong class="guilabel">改变链接设置,<年代trong class="guilabel">转变联动控制参数设置为物理控制

轮毂或轮齿的总数。这两个部件有相同的齿数。该值必须大于等于1。

依赖关系

中,此参数仅在<年代trong class="guilabel">离合器设置,<年代trong class="guilabel">热的港口参数省略和<年代trong class="guilabel">扭矩传输模型参数设置为动态与反弹

在啮合离合器结构中,允许环和轮毂齿之间的角运动或间隙。该值必须大于零。

依赖关系

中,此参数仅在<年代trong class="guilabel">离合器设置,<年代trong class="guilabel">热的港口参数省略和<年代trong class="guilabel">扭矩传输模型参数设置为动态与反弹

环与轮毂齿接触界面处的线性扭转刚度系数。这个系数表示两组牙齿之间接触力的恢复分量。较大的刚度值对应较大的接触力。该值必须大于零。默认值为10 e6N * m / rad

依赖关系

中,此参数仅在<年代trong class="guilabel">离合器设置,<年代trong class="guilabel">热的港口参数省略和<年代trong class="guilabel">扭矩传输模型参数设置为动态与反弹

环与轮毂齿接触界面处的线性扭转阻尼系数。这个系数表示两组齿之间接触力的耗散分量。更大的阻尼值对应更大的能量耗散在接触。该值必须大于零。

依赖关系

中,此参数仅在<年代trong class="guilabel">离合器设置,<年代trong class="guilabel">热的港口参数省略和<年代trong class="guilabel">扭矩传输模型参数设置为动态与反弹

改变链接

换挡联动控制端口类型:

  • 物理信号-直接通过可选的物理信号端口输入移位联动位置,<年代trong class="guilabel">年代.

  • 保护港口-通过可选的平移保存端口动态输入移位连杆位置,<年代trong class="guilabel">年代.

依赖关系

该参数决定了切换联动控制端口,<年代trong class="guilabel">年代,为保存或物理信号端口。相关的<年代trong class="guilabel">改变链接如果该参数设置为,则参数暴露保护港口

牙的基部和牙冠之间的距离环和轮毂齿的高度相同。当完全脱离时,齿高和环轮毂间隙决定了换挡机构的最大行程跨度。该值必须大于零。

依赖关系

中,此参数仅在<年代trong class="guilabel">改变链接设置,<年代trong class="guilabel">转变联动控制参数保护港口

环和轮毂齿冠之间沿移位连杆平移轴的最大开放间隙。这个间隙对应于完全脱离离合器状态。当完全脱离时,齿高和环轮毂间隙决定了换挡机构的最大行程跨度。该值必须大于零。

依赖关系

中,此参数仅在<年代trong class="guilabel">改变链接设置,<年代trong class="guilabel">转变联动控制参数保护港口

硬止动,防止变速杆移动超过完全脱离位置:

  • -当完全脱离时,硬停止。

  • -完全脱离时没有硬停止。

环端止动器线性刚度系数。这个系数表示抵抗经过末端止点的平移运动的接触力的恢复分量。更大的刚度值对应更大的接触力和更小的端部停止顺应性。该值必须大于零。

依赖关系

中,此参数仅在<年代trong class="guilabel">改变链接设置,<年代trong class="guilabel">转变联动控制参数保护港口

环端止动器的线性阻尼系数。这个系数表示接触力的耗散分量,它抵抗经过末端止点的平移运动。更大的阻尼值对应更大的能量耗散在接触。该值必须大于或等于零

依赖关系

中,此参数仅在<年代trong class="guilabel">改变链接设置,<年代trong class="guilabel">转变联动控制参数保护港口

作用于换挡连杆的线性阻尼系数。这个系数描述了由于粘性阻尼而抵抗移动连杆运动的耗散力。较大的系数值对应较大的能量耗散在移杆运动。该值必须大于零。

依赖关系

中,此参数仅在<年代trong class="guilabel">改变链接设置,<年代trong class="guilabel">转变联动控制参数保护港口

轮齿与轮齿接触界面处的动摩擦系数。该系数表示在离合器接合/脱离期间,由于齿-齿接触而阻碍变速杆运动的耗散力。

较大的系数值对应较大的能量耗散在移杆运动。该值必须大于零。

依赖关系

该参数仅在<年代trong class="guilabel">转变联动控制参数设置为保护港口,在<年代trong class="guilabel">离合器设置:

  • 热的港口被设置为省略

  • 扭矩传输模型被设置为动态与反弹

接触条件

变速杆必须移动的方向,以接合离合器。选择包括正位移和负位移。

离合器不能接合的环和轮毂之间的相对角速度。该值是特定的变速箱或变速器。将价值最小化有助于避免交战期间的高动态影响。该值必须大于零。

依赖关系

中,此参数仅在<年代trong class="guilabel">改变链接设置,<年代trong class="guilabel">转变联动控制参数保护港口

环和轮毂齿沿共同纵向轴的重叠长度,在此之上离合器可以接合。离合器保持分离,直到齿重叠至少这个长度。该值必须大于零。

初始条件

模拟开始时离合器状态:

  • 解锁-离合器在环和轮毂之间传递零扭矩。

  • 锁着的-离合器在环和轮毂之间传递扭矩。

在模拟时间零点移动联动位置。值之间的零和环轮毂间隙和齿重叠啮合是一致的脱离离合器。较大的值与离合器接合一致。

依赖关系

这个参数只有在满足这两个条件时才可见:

  • 在<年代trong class="guilabel">离合器设置,<年代trong class="guilabel">热的港口参数设置为省略

  • 在<年代trong class="guilabel">改变链接设置,<年代trong class="guilabel">转变联动控制被设置为保护港口

在模拟时刻零时,轮毂与圆环之间的旋转角度。这个角度决定了环和轮毂齿是否能互锁,从而决定了离合器是否能接合。初始偏移角必须满足以下条件:

  • 如果离合器初始状态为脱离,则初始偏置角必须落在该范围内

    180 ° N ϕ 0 + 180 ° N

    在哪里N是齿环或轮毂上的齿数。这两个部件包含相同数量的牙齿。

  • 如果离合器初始状态是啮合的,则初始偏置角必须落在该范围内

    δ 2 ϕ 0 + δ 2

    在哪里δ为齿圈与轮毂齿之间的间隙角。

依赖关系

参数中,此参数仅在<年代trong class="guilabel">离合器设置,这两个条件都满足:

  • 热的港口被设置为省略

  • 扭矩传输模型被设置为动态与反弹

热的港口

这些设置仅在<年代trong class="guilabel">离合器设置,<年代trong class="guilabel">热的港口参数设置为模型

将元件温度改变一度所需的热能。热质量越大,部件对温度变化的抵抗力越强。

依赖关系

参数中,此参数仅在<年代trong class="guilabel">离合器设置,<年代trong class="guilabel">热的港口参数设置为模型

模拟开始时的组件温度。初始温度根据指定的效率向量改变组件效率,影响启动啮合或摩擦损失。

依赖关系

参数中,此参数仅在<年代trong class="guilabel">离合器设置,<年代trong class="guilabel">热的港口参数设置为模型

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另请参阅

Simscape块

介绍了R2011a