第5章動力傳動系統(tǒng)仿真-3

1、第5章 動力傳動系統(tǒng)仿真SimDriveLine對動力傳動系統(tǒng)仿真章節(jié)概覽3.1 3.1 部件模型部件模型3.2 3.2 系統(tǒng)模型及仿真系統(tǒng)模型及仿真仿真對象和仿真內(nèi)容仿真對象和仿真內(nèi)容發(fā)動機帶閉鎖離合器的變矩器四前一倒行星變速器主減速器+車輪和車體+在油門和制動踏板信號下，車輛在行駛過程中的動態(tài)特在油門和制動踏板信號下，車輛在行駛過程中的動態(tài)特性，包括車速、發(fā)動機轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩、輸出轉(zhuǎn)矩、離合器性，包括車速、發(fā)動機轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩、輸出轉(zhuǎn)矩、離合器轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩、狀態(tài)變化等。轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩、狀態(tài)變化等。1.仿真對象仿真對象2.仿真內(nèi)容仿真內(nèi)容行星變速機構(gòu)行星變速機構(gòu)3.行星齒輪機構(gòu)模型行星齒輪機構(gòu)模型制動器制

2、動器D D制動器制動器C C離合器離合器R R離合器離合器B B離合器離合器A A4 4前前1 1倒變速機構(gòu)倒變速機構(gòu)輸入輸出輸入行星排特征參數(shù)：k1=2.2258輸出行星排特征參數(shù)：k2=1.844.變速箱擋位邏輯表變速箱擋位邏輯表5.車輛直駛動力學(xué)模型概覽車輛直駛動力學(xué)模型概覽發(fā)動機模型整車模型液力變矩器模型變速機構(gòu)模型換擋控制模型結(jié)果顯示radius1 = 0.06; radius2 = 0.072;effTorqueRadius = 2/3*(radius23 - radius13)/(radius22 - radius12);inPlanetRatio = 2.2258; outPl

3、anetRatio = 1.84;numFricSurf = 6;peakNormForce = 16000;coeffFricTable = 0 1.31; 22.7 1.47; 30.3 1.5; 400.0 1.59;staticFricPeak = 1.1; clutchPressThresh = 0.1; velTol = 1e-3; %換擋離合器同步閾值lockupVelTol = 1e-3;%閉鎖離合器同步閾值clutchRise = 0.04;ratioForwDrive = 3.2; inertiaVehicle = 125;radiusWheel = 16*2.54/100

4、; J=1e-4；%慣量rLoad0 = 150;rLoad2 = 0.13;6.模型已知參數(shù)匯總模型已知參數(shù)匯總額定功率：110000W額定轉(zhuǎn)速：5000r/min最大轉(zhuǎn)速：8000r/min一、發(fā)動機模型一、發(fā)動機模型一、發(fā)動機模型一、發(fā)動機模型T values:0 9.5 10.5 19.5 20.5 29.5 30.5 42 50Y values:0.2 0.6 0.6 0.8 0.8 0.9 0.9 0.1 0.1 Axis-change time range:0 50signal-new-custom:二、液力變矩器模型二、液力變矩器模型泵輪初始轉(zhuǎn)速IC：1500r/min渦輪初始

5、轉(zhuǎn)速：600r/min泵輪和渦輪部分的慣量：0.01kgm21.模型：模型：在SimDrivleLine 的Utilities中：Connection Port2Impeller1TurbineTurbineInertiaITTorqueConverterGearPLockupControlPBFLockupClutchImpellerInertia1Gear原始特性閉鎖離合器閉鎖控制2.液力變矩器原始特性液力變矩器原始特性二、液力變矩器模型二、液力變矩器模型Torque ratio：2.2320 1.5462 1.4058 1.2746 1.1528 1.1412 1.1296 1.1181

6、 1.1067 1.0955 1.0843 1.0732 1.0622 1.0513 1.0405 1.0192 0.9983 0.9983 0.9983Speed ratio：0 0.50 0.60 0.70 0.80 0.81 0.82 0.83 0.84 0.85 0.86 0.87 0.88 0.89 0.90 0.92 0.94 0.96 0.97Capacity Factor：12.2938 12.8588 13.1452 13.6285 14.6163 14.7747 14.9516 15.1502 15.3748 15.6309 15.9253 16.2675 16.6698

7、17.1492 17.7298 19.3503 22.1046 29.9986 50.003.閉鎖離合器模型閉鎖離合器模型二、液力變矩器模型二、液力變矩器模型2Impeller1TurbineTurbineInertiaITTorqueConverterGearPLockupControlPBFLockupClutchImpellerInertia1Gear4.閉鎖控制模型閉鎖控制模型本例采用1-3擋液力工況，四擋閉鎖為機械工況的控制二、液力變矩器模型二、液力變矩器模型2Impeller1TurbineTurbineInertiaITTorqueConverterGearPLockupCont

8、rolPBFLockupClutchImpellerInertia1Gear1P=10.04s+1LockupActuatorDynamicsConvert41Gear4.閉鎖控制模型閉鎖控制模型在simulink 中Logic and Bit Operation：RelationalOperator=二、液力變矩器模型二、液力變矩器模型1P=10.04s+1LockupActuatorDynamicsConvert41Gear4.閉鎖控制模型閉鎖控制模型在simulink 中Signal AttributesConvert模塊實現(xiàn)數(shù)據(jù)類型和輸出信號的匹配二、液力變矩器模型二、液力變矩器模型1

9、P=10.04s+1LockupActuatorDynamicsConvert41Gear1( )0.041G ss液壓系統(tǒng)模型：Transfer Fcn10.04s+1Simulink中ContinuousTransfer Fcn模塊4.閉鎖控制模型閉鎖控制模型二、液力變矩器模型二、液力變矩器模型1P=10.04s+1LockupActuatorDynamicsConvert41Gear三、換擋控制模型三、換擋控制模型Step1：初值1，在t=10s階躍，終值為2Step2：初值0，在t=20s階躍，終值為1Step3：初值0，在t=30s階躍，終值為1Step4：初值0，在t=40s階躍，

10、終值為1Gear Sequence1Step4Step3Step2Step1ScopeAdd擋位gear: 1 2 3 4 5離合器A：1 1 1 0 0離合器B：0 0 1 1 0離合器C：0 1 0 1 0離合器D：1 0 0 0 0離合器R：0 0 0 0 0三、換擋控制模型三、換擋控制模型1PScope1clutchRise.s+1R1clutchRise.s+1DClutch RlookupClutch DlookupClutch ClookupClutch BlookupClutch Alookup1clutchRise.s+1C1clutchRise.s+1B1clutchRis

11、e.s+1A1Gear5功能：根據(jù)擋位判斷離合器結(jié)合情況，給出壓緊力變化特性三、換擋控制模型三、換擋控制模型1PScope1clutchRise.s+1R1clutchRise.s+1DClutch RlookupClutch DlookupClutch ClookupClutch BlookupClutch Alookup1clutchRise.s+1C1clutchRise.s+1B1clutchRise.s+1A1Gear51PScope1clutchRise.s+1R1clutchRise.s+1DClutch RlookupClutch DlookupClutch ClookupCl

12、utch BlookupClutch Alookup1clutchRise.s+1C1clutchRise.s+1B1clutchRise.s+1A1Gear51( )0.041G ss液壓系統(tǒng)模型：Simulink中1）signal Routing:mux模塊2）ContinuousTransfer Fcn模塊三、換擋控制模型三、換擋控制模型四、變速機構(gòu)模型四、變速機構(gòu)模型1.變速箱模型概覽變速箱模型概覽2In1OutOutput Carrier/Input RingInertiaOutputSun InertiaCRSOutputPlanetary GearInput Carrier/Ou

13、tput RingInertiaInputSun InertiaCRSInputPlanetary GearModeDModeCModeAModeRModeBRDCSlipASlipCSlipRSlipBSlipDBADCBARPSMBFClutch RPSMBFClutch DPSMBFClutch CPSMBFClutch BPSMBFClutch AClutchPressures1P52.兩個行星排模型兩個行星排模型輸入行星排特征參數(shù)：k1=2.2258輸出行星排特征參數(shù)：k2=1.84四、變速機構(gòu)模型四、變速機構(gòu)模型SimscapeUtilities1OutOutput Carrier

14、/Input RingInertiaOutputSun InertiaCRSOutputPlanetary GearInput Carrier/Output RingInertiaInputSun InertiaCRSInputPlanetary Gear選擇在子系統(tǒng)模塊的端口位置3.換擋離合器模型換擋離合器模型Simulink中signal Routing:From模塊Goto模塊Demux模塊四、變速機構(gòu)模型四、變速機構(gòu)模型From模塊Goto模塊Demux模塊1）壓緊力變化規(guī)律的傳遞）壓緊力變化規(guī)律的傳遞3.換擋離合器模型換擋離合器模型四、變速機構(gòu)模型四、變速機構(gòu)模型Goto模塊1擋起步

15、，離合器A和離合器D起步時結(jié)合Goto模塊2）離合器）離合器A和離合器和離合器D3.換擋離合器模型換擋離合器模型四、變速機構(gòu)模型四、變速機構(gòu)模型3）離合器）離合器B、離合器、離合器C、離合器、離合器E1擋起步，離合器B、C、E起步時不結(jié)合五、整車模型五、整車模型 輸入： 驅(qū)動力矩 制動力矩 輸出：車速（km/h）Based on a CR-CR 4-Speed transmission.Workspace variables are defined.Full CarBrake TorqueKPHDrive ShaftVehicle Load - Wheels - RoadThrottleThr

16、ottleSignalRoadSpeedGear SequenceProgrammedClutch ControlTorqueProgrammedBrake TorqueThrottleGasoline EngineInOutEngineScopesEnvDrive RatioScopeGearImpellerTurbineConverter withLockup ClutchClutchScopesGearPClutchHydraulicsPInOutCR-CR4-speed55 車輪旋轉(zhuǎn)角速度轉(zhuǎn)換為車速 其中R為輪胎半徑單位：m五、整車模型五、整車模型1.主減速器模型主減速器模型主減速比：

17、 3.2（ ratioForwDrive） 車輛當量的轉(zhuǎn)動慣量：125kgm2（ inertiaVehicle ）不選滾動阻力矩：150 Nm （可用rLoad0 表示）迎風(fēng)阻力矩：0.13u2（可用rLoad2表示 ） 2.負載模型負載模型五、整車模型五、整車模型Torque1Gain10000Brake TorqueBrake Torque3.制動轉(zhuǎn)矩模型制動轉(zhuǎn)矩模型t:0 44 50value:0 0 1五、整車模型五、整車模型Simulink中sinks:Stop模塊Logic and Bit Operation：小于等于模塊五、整車模型五、整車模型五、整車模型五、整車模型1KPH1Drive ShafttorqueVehicleEffectiveInertiaTTorque ActuatorSTOPStopSimulationScopef(u)Road Load=vMotion Sensor3.6MPS to KPH-K-LinearSpeedBFForw