Limited-Slip Differential

减小两个连接轴之间的速度差。

类型: Engee1DMechanical.Transmission.Gears.Differentials.LimitedSlip

图书馆中的路径:

/Physical Modeling/1D Mechanical/Gears/Limited-Slip Differential

资料描述

座 Limited-Slip Differential 它是一种增加内阻（DPVS）的差速器，一种限制两个连接轴之间速度差的齿轮机构。该模块将DPVS机构建模为差速器和离合器相结合的结构部件。

块中的微分 Limited-Slip Differential 它是一个开放的差异。开式差速器是允许两个从动轴以不同速度旋转的齿轮机构。在汽车中，差速器允许内轮在转弯时比外轮旋转得更慢。当其中一个车轮由于失去牵引力而自由滑动和旋转时，车轮轴通过开式差速器连接的车辆可能会卡住。这样的车辆停止是因为传动轴向具有良好牵引力的车轮传递的动力比向旋转的车轮传递的动力少。

在同样的情况下，具有高速变速器的车辆不太可能卡住，因为它具有离合器组件，可以将动力传递到保持牵引力的车轮。块中的耦合 Limited-Slip Differential 它是一个摩擦离合器与两组平面摩擦盘. 当施加的压力超过阈值时，耦合被激活。在DPVS中，分离太阳齿轮的弹簧的张力将两组的圆盘相互压靠。当轴经历推力差时，行星齿轮会在越野轴的方向上施加额外的力。如果附加压力超过阈值，则离合器组件被激活。齿轮传动允许传动轴将更多的动力传递到一个较慢旋转的全地形车轮. 所述附加动力减小了两个轴的旋转速度的差异。随着越野车轮继续旋转，车辆继续移动。

该图显示了DPVS机制的主要组件的位置。传动轴的齿轮在此图像中不可见。

limited slip differential cn

座 Limited-Slip Differential 将DPVS机制建模为基于块的结构组件 Differential 和 Disc Friction Clutch. 块建模的差动机构 Differential，是基于其他两个块的结构组件: Simple Gear 和 Sun-Planet Bevel. 框图显示了DPVS的结构组件.

limited slip differential cn

阻止端口 Limited-Slip Differential 它们连接到一个传动轴（端口*D*）和两个从动轴（端口*S1*和*S2*），将太阳能齿轮连接到车轮。

座 Limited-Slip Differential 允许您仅为差速器壳体和内部行星齿轮卫星设置转动惯量。默认情况下，外部齿轮的转动惯量被认为可以忽略不计。要模拟外部齿轮的转动惯量，请连接块 Inertia 到端口*D*、S1*和*S2。

该表显示了各种块参数化和输入条件下从动轴端口的旋转方向。

从动轴端口的旋转方向（S1*和*S2）从动齿轮相对于中心线的位置传动轴的旋转方向，端口*D* 差速器中的相对滑移

从动轴端口的旋转方向（*S1和S2*）	从动齿轮相对于中心线的位置	传动轴的旋转方向，端口D	差速器中的相对滑移
正	在右边	正	`0`
防滑端口正滑动端口的负	在右边	正	`> 0`
否	在右边	否	`0`
防滑端口为负为滑动端口正	在右边	否	`> 0`
否	向左	正	`0`
防滑端口为负为滑动端口正	向左	正	`> 0`
正	向左	否	`0`
防滑端口正滑动端口的负	向左	否	`> 0`

正

在右边

正

0

*防滑端口正 * 滑动端口的负

在右边

正

> 0

否

在右边

否

0

*防滑端口为负 * 为滑动端口正

在右边

否

> 0

否

向左

正

0

*防滑端口为负 * 为滑动端口正

向左

正

> 0

正

向左

否

0

*防滑端口正 * 滑动端口的负

向左

否

> 0

模型

研究区块结构组件的数学模型 Limited-Slip Differential 请参阅以下块页:

热模型

您可以通过打开额外的热端口来模拟热流和温度变化的影响。要启用此端口，请设置参数 Friction model 意义 Temperature-dependent efficiency.

港口

非定向

# 中一 — 太阳齿轮1
旋转力学

Details

与太阳齿轮1的轴连接的非定向端口。

程序使用名称

left_sun_flange

# 中二 — 太阳齿轮2
旋转力学

Details

与太阳齿轮2的轴连接的非定向端口。

程序使用名称

right_sun_flange

# D — 万向轴
旋转力学

Details

与传动轴相连的非定向端口。

程序使用名称

driveshaft_flange

# H — 热流量
温暖

Details

热流连接的非定向端口。

依赖关系

要使用此端口，请在参数组中 Differential 为参数设置 Friction model 意义 Temperature-dependent efficiency.

程序使用名称

thermal_port

参数

Differential

# Crown gear located — 从动齿轮的位置
To the left of centerline | To the right of centerline

Details

锥齿轮相对齿轮机构中心线的位置。

值	`To the left of centerline` \| `To the right of centerline`
默认值	`To the right of centerline`
程序使用名称	`crown_gear_location`
可计算	无

# Carrier (C) to driveshaft (D) teeth ratio (NC/ND) — 从动齿轮与传动轴的传动齿轮的传动比

Details

固定比率从动齿轮的齿数驱动轴的驱动齿轮的齿数 . 该传动比必须严格地更大。 0. 从动齿轮刚性地固定在驱动器上。

默认值	`4.0`
程序使用名称	`ratio`
可计算	是

# Friction model — 摩擦模型
No meshing losses - Suitable for HIL simulation | Constant efficiency | Temperature-dependent efficiency

Details

块的摩擦模型:

No meshing losses - Suitable for HIL simulation -完美的齿轮啮合。
Constant efficiency -通过恒定的效率减少了齿轮对之间的扭矩传递，这样 .
Temperature-dependent efficiency -通过温度插值表确定成对齿轮之间扭矩的传递。

值	`No meshing losses - Suitable for HIL simulation` \| `Constant efficiency` \| `Temperature-dependent efficiency`
默认值	`No meshing losses - Suitable for HIL simulation`
程序使用名称	`friction_model`
可计算	无

# Sun-carrier and driveshaft-casing viscous friction coefficients — 粘性摩擦系数
N*m/(rad/s) | ft*lbf/(rad/s)

Details

粘性摩擦系数矢量分别用于太阳能载体的运动和传动轴和壳体的纵向运动。

计量单位	`Nm/(rad/s)` \| `ftlbf/(rad/s)`
默认值	`[0.0, 0.0] N*m/(rad/s)`
程序使用名称	`viscous_coefficient_vector`
可计算	是

# Inertia — 惯性模型

Details

块的惯性模型:

复选框设置为模拟齿轮系的惯性。
Unchecked-忽略齿轮系的惯性。

默认值	`false (关掉)`
程序使用名称	`enable_inertia`
可计算	无

Details

转动惯量驱动行星齿轮，包括从动齿轮。此值必须为正值。

依赖关系

若要使用此选项，请选中该选项旁边的复选框 Inertia .

计量单位	`kgm^2` \| `gm^2` \| `kgcm^2` \| `gcm^2` \| `lbmin^2` \| `lbmft^2` \| `slugin^2` \| `slugft^2`
默认值	`0.001 kg*m^2`
程序使用名称	`I_carrier`
可计算	是

Details

行星变速器的所有卫星的转动惯量。此值必须为正值。

依赖关系

若要使用此选项，请选中该选项旁边的复选框 Inertia .

计量单位	`kgm^2` \| `gm^2` \| `kgcm^2` \| `gcm^2` \| `lbmin^2` \| `lbmft^2` \| `slugin^2` \| `slugft^2`
默认值	`0.001 kg*m^2`
程序使用名称	`I_planet`
可计算	是

# Sun-sun and carrier-driveshaft ordinary efficiencies — 具有恒定效率的差动扭矩传递系数

Details

扭矩传递系数的矢量 . 这里

-输出功率与输入功率之比，描述从驱动太阳齿轮到从动太阳齿轮的功率流;
-输出功率与输入功率之比，描述从驱动齿轮到驱动齿轮的动力流。

驱动器刚性地固定在从动齿轮上。向量的元素必须在范围内 (0,1].

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 Friction model 意义 Constant efficiency.

默认值	`[0.85, 0.92]`
程序使用名称	`efficiency_const_vector`
可计算	是

# Sun-carrier and driveshaft-casing power thresholds — 太阳齿轮、从动齿轮和传动轴齿轮联轴器的最小功率效率阈值
W | uW | mW | kW | MW | GW | V*A | HP_DIN

Details

功率阈值向量用于太阳齿轮和传动轴的纵向主体分别。如果超过这些值，则应用完全的效率损失。在这些值以下，效率由双曲正切函数平滑。

如果为参数设置 Friction model 意义 Constant efficiency 在没有功率传输的情况下，该装置将效率损失降至零。如果为参数设置 Friction model 意义 Temperature-dependent efficiency 该装置将效率从静止时的零平滑到功率阈值时温度和效率插值表中所示的值。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 Friction model 意义 Constant efficiency 或 Temperature-dependent efficiency.

计量单位	`W` \| `uW` \| `mW` \| `kW` \| `MW` \| `GW` \| `V*A` \| `HP_DIN`
默认值	`[0.001, 0.001] W`
程序使用名称	`power_threshold_vector`
可计算	是

Details

用于构造温度与效率对应关系的一维插值表的温度向量。向量的元素应该从左到右增加。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 Friction model 意义 Temperature-dependent efficiency.

计量单位	`K` \| `degC` \| `degF` \| `degR` \| `deltaK` \| `deltadegC` \| `deltadegF` \| `deltadegR`
默认值	`[280.0, 300.0, 320.0] K`
程序使用名称	`temperature_vector`
可计算	是

# Sun-sun efficiency — 从驱动太阳齿轮到从动太阳齿轮的扭矩传递的效率

Details

描述从驱动太阳齿轮到从动太阳齿轮的功率流的输出和输入功率比的向量 . 该模块使用这些值构建温度与效率的一维插值表。

每个元素表示与矢量中的温度相关的效率 Temperature . 向量的长度必须等于向量的长度 Temperature . 向量的每个元素必须在范围内 (0,1].

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 Friction model 意义 Temperature-dependent efficiency.

默认值	`[0.95, 0.9, 0.85]`
程序使用名称	`sun_to_sun_efficiency_vector`
可计算	是

# Carrier-driveshaft efficiency — 从动齿轮到传动轴的驱动齿轮的扭矩传递的效率

Details

输出和输入功率比的矢量，描述从驱动齿轮到驱动齿轮的功率流 . 该模块使用这些值构建温度与效率的插值表。驱动器刚性地固定在从动齿轮上。

每个元素表示与矢量中的温度相关的效率 Temperature . 向量的长度必须等于向量的长度 Temperature . 向量的每个元素都必须在范围内 (0,1].

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 Friction model 意义 Temperature-dependent efficiency.

默认值	`[0.95, 0.9, 0.85]`
程序使用名称	`sun_to_driveshaft_efficiency_vector`
可计算	是

Clutch

# Number of friction surfaces — 接触面数

Details

数量离合器内部产生摩擦的接触面.

默认值	`4`
程序使用名称	`friction_surface_count`
可计算	是

# Effective torque radius — 摩擦力的施加半径
m | um | mm | cm | km | in | ft | yd | mi | nmi

Details

扭矩臂的有效半径，这决定了离合器内部的动力学摩擦力矩。

计量单位	`m` \| `um` \| `mm` \| `cm` \| `km` \| `in` \| `ft` \| `yd` \| `mi` \| `nmi`
默认值	`130.0 mm`
程序使用名称	`effective_radius`
可计算	是

# Preload force — 离合器盘接合压力
N | nN | uN | mN | kN | MN | GN | dyn | lbf | kgf

Details

弹簧张力作用在离合器盘上的力. 必须大于或等于零。

计量单位	`N` \| `nN` \| `uN` \| `mN` \| `kN` \| `MN` \| `GN` \| `dyn` \| `lbf` \| `kgf`
默认值	`300.0 N`
程序使用名称	`F_preload`
可计算	是

# Static friction coefficient — 静止时的摩擦系数

Details

静或摩擦系数的峰值。静止时的摩擦系数必须大于动力学摩擦系数。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 Friction model 意义 No meshing losses - Suitable for HIL simulation.

默认值	`0.35`
程序使用名称	`static_friction_coefficient_const`
可计算	是

Details

相对速度的输入值的矢量。向量中的值应该从左到右增加。最小值数取决于所选的插值方法。对于线性插值，为每个维度至少指定两个值。对于平滑插值，请为每个维度至少指定三个值。

计量单位	`rad/s` \| `deg/s` \| `rad/min` \| `deg/min` \| `rpm` \| `rps`
默认值	`[0.0, 100.0, 1000.0] rad/s`
程序使用名称	`delta_w_vector`
可计算	是

# Kinetic friction coefficient vector — 库仑摩擦系数

Details

动摩擦系数的输出值的矢量。所有值必须大于零。

依赖关系

要使用此参数，请在参数组中 Differential 为参数设置 Friction model 意义 No meshing losses - Suitable for HIL simulation 或 Constant efficiency.

默认值	`[0.3, 0.22, 0.19]`
程序使用名称	`coulomb_friction_coefficient_vector`
可计算	是

# Friction coefficient interpolation method — 的插值方法
Linear | Smooth

Details

当输入值在两个连续网格点之间时近似输出值的插值方法。要优化性能，请选择值 Linear. 要构造具有连续一阶导数的连续曲线，请选择值 Smooth.

值	`Linear` \| `Smooth`
默认值	`Linear`
程序使用名称	`friction_coefficient_interpolation_method`
可计算	无

# Friction coefficient extrapolation method — 外推法
Linear | Nearest | Error

Details

当输入值超出参数列表中指定的范围时，用于近似输出值的外推方法。要在外推域和与插值域的边界上绘制具有连续一阶导数的曲线，请选择值 Linear. 若要获得不超出最高数据点和超出最低数据点的外推，请选择值 Nearest.

值	`Linear` \| `Nearest` \| `Error`
默认值	`Linear`
程序使用名称	`friction_coefficient_extrapolation_method`
可计算	无

Details

离合器可锁定的最大滑移率。滑移率是驱动轴和从动轴的角速度之间的符号差。, . 如果运动摩擦力矩不为零，并且传递的扭矩在允许的静止摩擦力矩内，那么如果实际滑移率低于允许的速度值，离合器就会被锁定。

计量单位	`rad/s` \| `deg/s` \| `rad/min` \| `deg/min` \| `rpm` \| `rps`
默认值	`0.001 rad/s`
程序使用名称	`w_slip_threshold`
可计算	是

# Initial state — 离合器的初始状态
Unlocked | Locked

Details

模拟开始时耦合的状态。离合器可以处于两种状态之一：锁定和解锁。锁止离合器使驱动轴和从动轴以相同的速度旋转，即作为一个单元。解锁离合器允许两个轴以不同的速度旋转，这导致离合器盘滑动。

值	`Unlocked` \| `Locked`
默认值	`Unlocked`
程序使用名称	`initial_state`
可计算	无

# Static friction coefficient vector — 静止时的摩擦系数

Details

定温度下摩擦系数的静态或峰值的矢量。向量的长度必须与向量的长度相匹配 Temperature . 每个元素必须大于矩阵中相应行的最大值。 Kinetic friction coefficient matrix .

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 Friction model 意义 Temperature-dependent efficiency.

默认值	`[0.4, 0.38, 0.36]`
程序使用名称	`static_friction_coefficient_vector`
可计算	是

# Kinetic friction coefficient matrix — 库仑摩擦系数

Details

动摩擦系数值的矩阵。所有值必须大于零。

依赖关系

要使用此参数，请在参数组中 Differential 为参数设置 Friction model 意义 Temperature-dependent efficiency.

默认值	`[0.34 0.32 0.3; 0.3 0.28 0.25; 0.25 0.2 0.15]`
程序使用名称	`coulomb_friction_coefficient_matrix`
可计算	是

Thermal Port

# Thermal mass — 热质量
J/K | kJ/K

Details

将组件的温度改变一个单位温度所需的热能。热质量越大，组件对温度变化的抵抗力就越强。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 Friction model 意义 Temperature-dependent efficiency.

计量单位	`J/K` \| `kJ/K`
默认值	`50.0 J/K`
程序使用名称	`thermal_mass`
可计算	是

Details

块在模拟开始时的温度。初始温度根据组件的效率向量设置组件的初始效率。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 Friction model 意义 Temperature-dependent efficiency.

计量单位	`K` \| `degC` \| `degF` \| `degR` \| `deltaK` \| `deltadegC` \| `deltadegF` \| `deltadegR`
默认值	`300.0 K`
程序使用名称	`temperature_start`
可计算	是

此外

硬件和软件建模

Details

为了获得最佳仿真性能，请设置参数 Friction model 默认值: No meshing losses - Suitable for HIL simulation.