同步器
锥形离合器,狗离合器,和平动制动器组装,以提供平稳的齿轮啮合
- 库:
模拟场景/传动系统/离合器
描述
所述块表示一个同步器,该同步器包含一个狗式离合器、一个锥形离合器和一个平移制动器。换挡连杆首先转换为与锥形离合器接合。摩擦力矩使换挡连杆和圆锥离合器轴以相同的速度旋转。当作用在换挡连杆上的力超过止动力时,狗式离合器可以接合。
该原理图说明了处于脱离状态的同步器。在这种状态下,环轴(R)和轮毂轴(H)可以以不同的速度独立旋转。为了同步环和轮毂轴的速度,换挡连杆(S)向轮毂轴平移,以接合圆锥离合器。圆锥离合器的摩擦面产生摩擦力矩,使环轴和轮毂轴的转速相等。当作用在换挡机构上的平动力超过峰值止动力时,犬形离合器齿(T)可以接合。峰值止动力应该允许有足够的时间和正常力来平衡环和轮毂轴的速度,以便狗式离合器可以接合。
该模型实现了狗离合器,锥形离合器,平移止动装置块。有关相应块函数的更多信息,请参阅每个块参考页。您可以使用类似的方法为同步器的定制版本建模。模型中的传输(详细)子系统就是一个例子sdl_vehicle_manual_transmission.
连接R和H为机械旋转保护端口,分别代表环(R)和轮毂(H)。连接S为机械平移保存口,代表移环手柄。
连接X1和X2是物理信号输出,分别报告狗式离合器和圆锥离合器的换挡联动位置。当离合器完全脱离时,换挡联动位置为零。当狗式离合器完全啮合时,狗式离合器换挡联动位置的大小等于狗式离合器环毂间隙与齿高之和。当圆锥离合器完全啮合时,圆锥离合器换挡连杆位置的大小等于圆锥离合器环轮毂间隙。
热建模
您可以通过一个可选的保温端口来模拟热流和温度变化的影响。缺省情况下,热端口为隐藏状态。要暴露热端口,请在离合器设置时,选择与温度相关的设置摩擦模型参数。为组件指定相关的热参数。
假设和限制
这个模型没有考虑惯性效应。您可以添加Simscape™惯性块,向同步器模型添加惯性。
港口
输出
X1
-狗离合器翻译
物理信号
测量狗式离合器平移幅度的物理信号输出端口。
X2
-锥体离合器平移
物理信号
测量锥体离合器平移幅度的物理信号输出端口。
保护
H
-离合器轮毂
机械旋转
与离合器轮毂相关的机械旋转保存端口
R
-离合器环
机械旋转
与离合器环相关的机械旋转保护口。
年代
- Shift联动
机械旋转
与换挡联动装置相关的机械旋转保护端口。
T
-热流
热
与热流相关的保温端口。
依赖关系
时,此端口才可见摩擦设置,摩擦模型参数设置为温度依赖性摩擦系数
或依赖于温度和速度的摩擦系数
.
参数
中参数的指定选项是如何使用的锥形离合器而且狗离合器设置会影响以下内容的可见性:
参数锥形离合器,狗离合器,初始条件设置
热的港口设置
热的港口T
要了解如何阅读表格,请参见参数的依赖关系.
同步器块参数依赖关系
设置 | 参数和选项 | |||||
---|---|---|---|---|---|---|
锥形离合器 | 接触面最大直径 | |||||
接触面最小直径 | ||||||
锥半角 | ||||||
摩擦模型 | ||||||
固定动摩擦系数 |
与速度有关的动摩擦系数 |
温度依赖性摩擦系数 |
依赖于温度和速度的摩擦系数 |
|||
- | - | 公开:
|
公开:
|
|||
- | 相对速度矢量 | 相对速度矢量 | ||||
- | - | 温度向量 | 温度向量 | |||
静摩擦系数 | 静摩擦系数矢量 | 静摩擦系数矢量 | 静摩擦系数矩阵 | |||
动摩擦系数 | 动摩擦系数矢量 | 动摩擦系数矢量 | 动摩擦系数矩阵 | |||
- | 摩擦系数插值法 | 摩擦系数插值法 | 摩擦系数插值法 | |||
- | 摩擦系数外推法 | 摩擦系数外推法 | 摩擦系数外推 | |||
速度宽容 | 速度宽容 | 速度宽容 | 速度宽容 | |||
阈值的力量 | 阈值的力量 | 阈值的力量 | 阈值的力量 | |||
狗离合器 | 转矩传递模型 | 转矩传递模型 | - | - | ||
摩擦离合器近似-适用于HIL和线性化 |
带齿隙的动力 |
摩擦离合器近似-适用于HIL和线性化 |
带齿隙的动力 |
- | - | |
- | - | - | - | 温度向量 | 温度向量 | |
最大传递力矩 | - | 最大传递力矩 | - | 最大传递力矩矢量 | 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 | 离合器齿平均半径 | |
- | 牙齿数量 | - | 牙齿数量 | |||
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 | |||
- | 齿-齿摩擦系数 | - | 齿-齿摩擦系数 | |||
初始条件 | 初始状态 | 初始状态 | 初始状态 | 初始状态 | 初始状态 | 初始状态 |
狗式离合器初始换挡联动位置 | 狗式离合器初始换挡联动位置 | 狗式离合器初始换挡联动位置 | 狗式离合器初始换挡联动位置 | 狗式离合器初始换挡联动位置 | 狗式离合器初始换挡联动位置 | |
圆锥离合器初始换挡联动位置 | 圆锥离合器初始换挡联动位置 | 圆锥离合器初始换挡联动位置 | 圆锥离合器初始换挡联动位置 | 圆锥离合器初始换挡联动位置 | 圆锥离合器初始换挡联动位置 | |
- | 初始狗式离合器环-轮毂偏移角 | - | 初始狗式离合器环-轮毂偏移角 | - | - | |
热的港口 | - | - | - | - | 热质量 | 热质量 |
- | - | - | - | 初始温度 | 初始温度 |
锥形离合器
接触面最大直径
-外径
150
毫米
(默认)|正标量
外径do.
接触面最小直径
-内径
One hundred.
毫米
(默认)|正标量
内圆锥直径d我.
锥半角
-锥体半角
12
度
(默认)|正标量
半开口角α锥的几何形状。
摩擦模型
-摩擦模型
固定动摩擦系数
(默认)|与速度有关的动摩擦系数
|温度依赖性摩擦系数
|依赖于温度和速度的摩擦系数
用参数化方法建立动摩擦系数模型。此参数的选项和默认值取决于为块选择的摩擦模型。选项是:
固定动摩擦系数
-为动摩擦系数提供一个固定值。与速度有关的动摩擦系数
—根据盘与盘之间的相对角速度,通过一维查表的方法确定动摩擦系数。温度依赖性摩擦系数
—根据温度查表确定动摩擦系数。依赖于温度和速度的摩擦系数
—根据温度和盘间相对角速度对照表确定摩擦动系数。
依赖关系
摩擦模型设置影响其他参数、设置和端口的可见性。
有关更多信息,请参见同步器块参数依赖项.
相对速度矢量
-相对速度
[0,100, 1000]
rad /秒
(默认)|向量
以矢量形式输入相对速度的值。向量中的值必须从左到右递增。最小值的数量取决于您选择的插值方法。对于线性插值,每个维度至少提供两个值。对于平滑插值,每个维度至少提供三个值。
依赖关系
该参数仅当摩擦模型参数设置为与速度有关的动摩擦系数
或依赖于温度和速度的摩擦系数
.
有关更多信息,请参见同步器块参数依赖项.
温度向量
——温度
[280,300,320]
K
(默认)|递增向量
输入作为矢量的温度值。最小值的数量取决于您选择的插值方法。对于线性插值,每个维度至少提供两个值。对于平滑插值,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
该参数仅当摩擦模型参数设置为温度依赖性摩擦系数
或依赖于温度和速度的摩擦系数
.
有关更多信息,请参见同步器块参数依赖项.
静摩擦系数
-静摩擦系数
0.35
(默认)|标量
静摩擦系数矢量
-静摩擦系数
(。4、.38、.36]
(默认)|向量
作为矢量的摩擦系数的静态或峰值值。该向量必须与温度向量具有相同数量的元素。每个值必须大于动摩擦系数矢量中相应元素的值。
依赖关系
该参数仅当摩擦模型参数设置为温度依赖性摩擦系数
或依赖于温度和速度的摩擦系数
.
有关更多信息,请参见同步器块参数依赖项.
动摩擦系数
-动摩擦系数
0.3
(默认)|正标量
动摩擦系数矢量
-动摩擦系数
(。3.,.22,.19]
(默认)|(。3.,.28, .25]
|向量
以动摩擦系数为矢量的输出值。所有值都必须大于零。
如果摩擦模型参数设置为
与速度有关的动摩擦系数
-该矢量必须与相对速度矢量具有相同数量的元素。温度依赖性摩擦系数
—该向量的元素个数必须与温度向量的元素个数相同。
依赖关系
该参数仅当摩擦模型参数设置为与速度有关的动摩擦系数
或温度依赖性摩擦系数
.
有关更多信息,请参见同步器块参数依赖项.
动摩擦系数矩阵
-动摩擦系数
(。3.4, .32, .3; .3, .28, .25; .25, .2, .15]
(默认)|矩阵
以动摩擦系数为矩阵的输出值。所有的值都必须大于零。矩阵的大小必须等于矩阵的大小,这是温度矢量×相对速度矢量的动摩擦系数的结果。
依赖关系
该参数仅当摩擦模型参数设置为依赖于温度和速度的摩擦系数
.
有关更多信息,请参见同步器块参数依赖项.
速度宽容
—相对速度锁定阈值
0.001
rad /秒
(默认)|标量
相对速度低于此,两个表面可以锁定。如果扭矩小于有效半径、静摩擦系数和施加的法向力的乘积,表面就会锁定。
阈值的力量
—正常接触力阈值
1
N
(默认)|标量
的值时,才施加法向力阈值的力量参数。下面的力阈值的力量没有施加,所以没有传递的摩擦力矩。
狗离合器
可用于参数化扭矩传递的方法取决于摩擦模型是否与温度有关。
确定了摩擦模型,在锥形离合器设置,由摩擦模型参数设置:
固定动摩擦系数
-温度无关与速度有关的动摩擦系数
-温度无关温度依赖性摩擦系数
-取决于温度依赖于温度和速度的摩擦系数
-取决于温度
属性的其中一个选项将块参数化,以获得与温度无关的模型转矩传递模型参数。
温度向量
——温度
[280,300,320]
K
(默认)|递增向量
输入作为矢量的温度值。最小值的数量取决于您选择的插值方法。对于线性插值,每个维度至少提供两个值。对于平滑插值,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
时,此参数才可见锥形离合器设置,摩擦模型参数设置为温度依赖性摩擦系数
或依赖于温度和速度的摩擦系数
.
有关更多信息,请参见同步器块参数依赖项.
最大传递力矩
-最大传递扭矩
1000
N * m
(默认)|正标量
最大的扭矩,离合器可以传递,对应于防滑接合配置。如果在环和轮毂之间传递的扭矩超过了这个值,两个组件就会开始相互滑动。这个扭矩决定了摩擦离合器近似的静摩擦极限
依赖关系
时,此参数才可见锥形离合器设置,摩擦模型参数设置为固定动摩擦系数
或与速度有关的动摩擦系数
,在狗离合器设置,转矩传递模型参数设置为摩擦离合器近似-适用于HIL和线性化
.
有关更多信息,请参见同步器块参数依赖项.
最大传递力矩矢量
-最大传递扭矩
[1000,1050,1000]
N * m
(默认)|向量
离合器能传递的最大扭矩,对应于防滑接合结构,指定为矢量。如果在环和轮毂之间传递的扭矩超过了这个值,两个组件就会开始相互滑动。这个扭矩决定了摩擦离合器近似的静摩擦极限。这个向量和温度向量有相同数量的元素。
依赖关系
时,此参数才可见锥形离合器设置,摩擦模型参数设置为与温度有关的动摩擦系数
或与温度和速度有关的动摩擦系数
.
有关更多信息,请参见同步器块参数依赖项.
离合器齿平均半径
-离合器齿平均半径
50
毫米
(默认)|正标量
从环或轮毂中心到相应齿中心的距离。平均齿半径决定了环和轮毂齿之间的法向接触力给出了两个组件之间的传递扭矩。该值必须大于零。
牙齿数量
-环齿或轮毂齿的数量
6
(默认)|正非零标量整数
环或轮毂的总齿数。这两个部件的齿数相等。该值必须大于等于1。
依赖关系
时,此参数才可见锥形离合器设置,摩擦模型参数设置为固定动摩擦系数
或与速度有关的动摩擦系数
而且,在狗离合器设置,转矩传递模型参数设置为带齿隙的动力
.
有关更多信息,请参见同步器块参数依赖项.
旋转的反弹
-旋转侧隙
10
度
(默认)|正标量
允许角运动,或发挥,之间的环和轮毂齿啮合离合器配置。该值必须大于零。
依赖关系
时,此参数才可见锥形离合器设置,摩擦模型参数设置为固定动摩擦系数
或与速度有关的动摩擦系数
而且,在狗离合器设置,转矩传递模型参数设置为带齿隙的动力
.
有关更多信息,请参见同步器块参数依赖项.
抗扭刚度
-扭转刚度
10 e6
N * m / rad
(默认)|正标量
轮毂齿与环接触界面处的线性扭转刚度系数。该系数表征了两组齿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 e6
N * m / rad
.
依赖关系
时,此参数才可见锥形离合器设置,摩擦模型参数设置为固定动摩擦系数
或与速度有关的动摩擦系数
而且,在狗离合器设置,转矩传递模型参数设置为带齿隙的动力
.
有关更多信息,请参见同步器块参数依赖项.
扭转阻尼
-扭转阻尼
One hundred.
N * m / (rad / s)
(默认)|正标量
轮毂轮毂齿与环接触界面处的线性扭转阻尼系数。该系数表征了两组齿间接触力的耗散分量。较大的阻尼值对应着较大的接触过程中的能量耗散。该值必须大于零。
依赖关系
时,此参数才可见锥形离合器设置,摩擦模型参数设置为固定动摩擦系数
或与速度有关的动摩擦系数
而且,在狗离合器设置,转矩传递模型参数设置为带齿隙的动力
.
有关更多信息,请参见同步器块参数依赖项.
齿-齿摩擦系数
-齿-齿接触动摩擦系数
0.05
(默认)|正标量
环齿与轮毂齿接触界面处的动摩擦系数。该系数表征了在离合器接合/脱离过程中由于齿齿接触而抵抗换挡连杆运动的耗散力。
换档联动运动时,系数值越大,能量耗散越大。该值必须大于零。
依赖关系
时,此参数才可见锥形离合器设置,摩擦模型参数设置为固定动摩擦系数
或与速度有关的动摩擦系数
而且,在狗离合器设置,转矩传递模型参数设置为带齿隙的动力
.
有关更多信息,请参见同步器块参数依赖项.
止动装置
峰力
-峰值剪切力
500
N
(默认)|非负标量
止回力的峰值剪切力。
切口宽度
-缺口宽度
3.
毫米
(默认)|非负标量
止动处显示剪切力的区域宽度。
粘性摩擦系数
-粘性摩擦系数
0.1
N / (m / s)
(默认)|非负标量
止动件接触面的粘性摩擦系数。该值必须大于或等于零。
摩擦与峰值力之比
-摩擦与峰值力比
0.01
(默认)|非负标量
动摩擦与止动器峰值剪力的比值。该参数用于设置动摩擦的值。参数必须大于或等于零。
摩擦速度阈值
-动摩擦速度阈值
0.05
米/秒
(默认)
止动件接触面最大动摩擦所需的速度。该参数保证了在运动方向改变时力的连续性,增加了数值模拟的稳定性。该参数必须大于零。默认值为0.05
米/秒
.
改变链接
换挡联动行程方向
-交战状态行进方向
积极换挡联动位移啮合离合器
(默认)|负移位联动位移啮合离合器
换挡连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。
最大啮合速度
-啮合速度上速度阈值
正
(默认)|正标量
环和轮毂之间的相对角速度,高于离合器不能啮合。该值针对特定的变速箱或变速器。将数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。
牙齿重叠接合
-齿重叠接合阈值
3.
毫米
(默认)|正标量
环齿和轮毂齿之间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。
牙齿高度
-齿高
10
毫米
(默认)|正标量
牙顶:牙齿基部和牙顶之间的距离环齿和轮毂齿共享相同的高度。完全脱离时的齿高和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。
脱离时环形轮毂间隙
-脱离时环毂间隙
3.
毫米
(默认)|正标量
环和轮毂齿冠之间沿换挡联动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。完全脱离时的齿高和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。
换档联动后硬停
-硬停模型
在
(默认)|从
防止换挡连杆超出完全脱离位置的硬止动装置:
在
-完全脱离时硬停。从
-完全脱离时没有硬停。
狗离合器环停止僵硬
-狗式离合器环停止刚度
10 e5
N / m
(默认)|正标量
狗式离合器环两侧硬挡的刚度。该模型假设环和止水带具有弹性。接触变形与施加的力和接触刚度的倒数成正比。刚度的值必须根据参数指定牙齿重叠接合.过低的刚度会导致变形超过所需的重叠,并引发假接合。该参数必须大于零。
圆锥离合器环停止刚度
-圆锥离合器环停止刚度
10 e5
N / m
(默认)|正标量
锥体离合器环两侧硬挡的刚度。该模型假设环和止水带具有弹性。接触变形与施加的力和接触刚度的倒数成正比。
狗式离合器环停止阻尼
-狗式离合器环停止阻尼
1 e3
N / (m / s)
(默认)|非负标量
狗离合器环和轮毂之间的平移接触阻尼。阻尼的值与冲击后发生振荡的次数成反比。该参数必须大于零。
圆锥离合器环停止阻尼
-圆锥离合器环停止阻尼
1 e3
N / (m / s)
(默认)|非负标量
圆锥离合器环和轮毂之间的平移接触阻尼。阻尼值与冲击后发生振荡的次数成反比。该参数必须大于零。
换档联动粘滞摩擦系数
-换档联动粘滞摩擦系数
One hundred.
N / (m / s)
(默认)|正标量
轮毂与环之间相对平动的粘性摩擦系数。该参数的取值取决于接触面的润滑状态和质量。系数必须大于或等于零。
初始条件
初始状态
-离合器初始状态
所有离合器都已解锁
(默认)|锥形离合器锁定
|所有离合器锁定
圆锥体和狗式离合器的初始配置:
所有离合器都已解锁
-圆锥和狗离合器传递零扭矩之间的环和轮毂轴。锥形离合器锁定
-圆锥离合器传递扭矩环和轮毂轴。所有离合器锁定
-圆锥和狗离合器传递扭矩之间的环和轮毂轴。
狗式离合器初始换挡联动位置
-狗式离合器初始换挡联动位置
0
毫米
(默认)|标量
连接到狗式离合器的换挡连杆部分的初始位置。参数的值有以下限制:
联动出行方向 | 狗离合器状态 | 参数限制 |
---|---|---|
积极换挡联动位移啮合离合器 |
最初从事 | 参数必须大于参数的和狗式离合器脱离时环形轮毂间隙而且牙齿重叠接合 |
最初的 | 参数必须小于参数的和狗式离合器脱离时环形轮毂间隙而且牙齿重叠接合 | |
负移位联动位移啮合离合器 |
最初从事 | 参数的负数必须大于参数的和狗式离合器脱离时环形轮毂间隙而且牙齿重叠接合 |
最初的 | 参数的负数必须小于参数的和狗式离合器脱离时环形轮毂间隙而且牙齿重叠接合 |
圆锥离合器初始换挡联动位置
-圆锥离合器初始换挡联动位置
0
毫米
(默认)|标量
连接到圆锥离合器的换挡连杆部分的初始位置。参数的值有以下限制:
联动出行方向 | 狗离合器状态 | 参数限制 |
---|---|---|
积极换挡联动位移啮合离合器 |
最初从事 | 参数必须大于的值圆锥离合器脱离时环毂间隙 |
最初的 | 参数必须小于的值圆锥离合器脱离时环毂间隙 | |
负移位联动位移啮合离合器 |
最初从事 | 参数的负数必须大于的值犬形锥体脱离时环形轮毂间隙 |
最初的 | 参数的负数必须小于的值犬形锥体脱离时环形轮毂间隙 |
初始狗式离合器环-轮毂偏移角
-初始狗式离合器环-轮毂偏移角
0
度
(默认)|标量
仿真时间为零时,轮毂与环之间的旋转角度。这个角度决定了环齿和轮毂齿是否能互锁,从而决定离合器是否能啮合。初始偏置角必须满足以下条件:
如果离合器初始状态为脱离,则初始偏移角必须落在该范围内
在哪里N是出现在环或轮毂的齿数。这两个组件包含相同数量的齿。
如果离合器初始状态为啮合状态,则初始偏置角必须落在该范围内
在哪里δ是环和轮毂齿之间的间隙角。
依赖关系
该参数仅在满足以下两个条件时才可见:
在锥形离合器设置,摩擦模型参数设置为
固定动摩擦系数
或与速度有关的动摩擦系数
.在狗离合器设置,转矩传递模型设置为
带齿隙的动力
.
热的港口
热的港口中,设置才可见锥形离合器设置,摩擦模型参数设置为温度依赖性摩擦系数
或依赖于温度和速度的摩擦系数
.有关更多信息,请参见同步器块参数依赖项.
热质量
-热质量
50
kJ / K
(默认)|标量
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就越大。
依赖关系
时,此参数才可见锥形离合器设置,摩擦模型参数设置为温度依赖性摩擦系数
或依赖于温度和速度的摩擦系数
.有关更多信息,请参见同步器块参数依赖项.
初始温度
-初始温度
300
K
(默认)|标量
模拟开始时的组件温度。初始温度根据您指定的效率矢量改变组件效率,影响开始啮合或摩擦损失。
依赖关系
时,此参数才可见锥形离合器设置,摩擦模型参数设置为温度依赖性摩擦系数
或依赖于温度和速度的摩擦系数
.有关更多信息,请参见同步器块参数依赖项.
更多关于
线性化
要优化模型以进行线性化,请使用狗离合器>转矩传递模型参数默认设置:摩擦离合器近似-适用于HIL和线性化
.
半实物仿真
为获得最佳模拟性能,请使用狗离合器>转矩传递模型参数默认设置:摩擦离合器近似-适用于HIL和线性化
.
扩展功能
C/ c++代码生成
使用Simulink®Coder™生成C和c++代码。金宝app
版本历史
MATLAB命令
你点击了一个对应于这个MATLAB命令的链接:
在MATLAB命令窗口中输入该命令来运行该命令。Web浏览器不支持MATLAB命令。金宝app
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