Блокирующийся дифференциал
 |
 |
|
| в палитре | на схеме |
Блок предназначен для моделирования межколесного или межосевого дифференциала с возможностью блокировки. Схема дифференциала приведена на рисунке (Рисунок 1).
Свободный дифференциал состоит из:
- водила C, с установленной на нем конической шестерней
- ведущего вала D с конической шестерней, входящей в зацепление с конической шестерней водила
- левой и правой полуосей SL и SR с установленными на них коническими шестернями-звездами
- конических шестерней-планет P, входящих в зацепление с шестернями-звездами
- механизма блокировки, соединяющего полуоси
Блок позволяет включать и отключать блокировку с помощью логического сигнала включения блокировки, подаваемого на опциональный входной порт lock, где логический 0 означает разблокированное состояние, логическая 1 – заблокированное. По умолчанию дифференциал считается заблокированным. Механизм блокировки представляется в виде пружины и демпфера, соединяющих полуоси в заблокированном состоянии. В разблокированном состоянии дифференциал идентичен свободному дифференциалу.
Блок позволяет изменять направление порта D для удобства подключения к другим блокам
модели:
- Если порт D выходной, то скорость вращения ведущего вала будет рассчитана в зависимости от скоростей вращения полуосей, а крутящий момент будет передаваться на полуоси с учетом передаточного отношения зубчатой пары водило/ведущий вал. Данная модель является вычислительно более простой.
- Если порт D входной, то блок будет считывать скорости вращения ведущего вала и полуосей и рассчитывать крутящие моменты на ведущем валу и полуосях, решая алгебраическое уравнение связи. Данная модель является вычислительно более сложной.
Блок позволяет добавить опциональный выходной механический порт C для подключения различных механизмов (фрикционов и т.д.) к водилу дифференциала.
Порты
| Имя | Описание | Тип линии связи |
|---|---|---|
| D | Порт для подключения ведущего вала. Направление порта указывается в свойстве "Тип порта D" | Механика вращательная |
Входные порты
| Имя | Описание | Тип линии связи |
|---|---|---|
| SR | Порт для подключения правой полуоси (правой звезды – right sun) | Механика вращательная связь |
| SL | Порт для подключения левой полуоси (левой звезды – left sun) | Механика вращательная связь |
| lock | Логический сигнал включения блокировки. Порт доступен при активации пункта "Внешнее управление блокировкой" | Математическая |
Выходные порты
| Имя | Описание | Тип линии связи |
|---|---|---|
| Q | Мощность потерь на трение, Вт. Порт доступен при активации пункта "Выводить мощность потерь через порт" | Математическая |
| C | Порт для подключения механических элементов к водилу дифференциала. Порт доступен при активации пункта "Добавить механический порт водила" | Механика вращательная связь |
Свойства
| Название | Имя | Описание | По умолчанию | Тип данных |
|---|---|---|---|---|
| Тип порта D | DPortType | Позволяет задать направление механического
порта D:
|
Входной | Перечисление |
| Механическая передача | Группа свойств для задания характеристик механической передачи | |||
| Направление вращения ведущего вала и коронной шестерни | Dir | Позволяет согласовать направления вращения
(знаки угловых скоростей) шестерни ведущего вала и коронной шестерни (водила):
|
В одну сторону | Перечисление |
| Отношение числа зубьев водила и ведущего вала (Nc/Nd) | Ucd | Передаточное отношение зубчатой пары водило/ведущий вал | 4 | Вещественное |
| Отношение числа зубьев планеты и звезды (Np/Ns) | Ups | Передаточное отношение зубчатой пары планета/звезда | 1 | Вещественное |
| Потери | Группа свойств для задания потерь в дифференциале | |||
| КПД пары водило/ведущий вал | Nu_cd | КПД зубчатой пары водило/ведущий вал | 1 | Вещественное |
| КПД пары звезда/планета | Nu_ps | КПД зубчатой пары планета/звезда | 1 | Вещественное |
| Коэффициент трения подшипников водила, Н·м·с/рад | B_C | Коэффициент вязкого трения подшипников между водилом и неподвижной заделкой (корпусом дифференциала) | 0 | Вещественное |
| Коэффициент трения подшипников звезды, Н·м·с/рад | B_S | Коэффициент вязкого трения подшипников между каждой из звезд и водилом | 0 | Вещественное |
| Коэффициент трения подшипников планеты, Н·м·с/рад | B_P | Коэффициент вязкого трения подшипников планет | 0 | Вещественное |
| Порог мощности, Вт | Q_th | Значение механической мощности на ведущем валу, ниже которой КПД увеличивается для достижения устойчивости численного решения. Подробное описание данной величины приведено на странице Моделирование КПД редукторов | 0.1 | Вещественное |
| Инерционные характеристики | Группа свойств для задания инерционных характеристик | |||
| Момент инерции планет, кг·м² | J_p | Суммарный момент инерции всех планет. Допускается нулевое значение | 0 | Вещественное |
| Момент инерции водила, кг·м² | J_c | Момент инерции водила. Допускается нулевое значение | 0 | Вещественное |
| Блокировка | Группа свойств для задания характеристик блокировки | |||
| Внешнее управление блокировкой | LockInPort | Позволяет добавить входной порт для управления блокировкой дифференциала | Нет | Двоичное |
| Коэффициент жесткости блокировки, Н·м/рад | LockK | Коэффициент крутильной жесткости механизма блокировки в заблокированном состоянии | 1000 | Вещественное |
| Коэффициент вязкого трения блокировки, Н·м·с/рад | LockD | Коэффициент крутильного демпфирования механизма блокировки в заблокированном состоянии | 10 | Вещественное |
| Дополнительно | Группа свойств для дополнительных настроек | |||
| Выводить мощность трения на порт | QOutPort | Позволяет добавить выходной порт для вывода значения мощности потерь | Нет | Двоичное |
| Добавить механический порт водила | COutPort | Позволяет добавить выходной механический порт для подключения различных механизмов к водилу дифференциала | Нет | Двоичное |
| Постоянная времени для решения НАУ, с | Tau | Постоянная времени для решения НАУ. Используется для решения уравнения связи. Свойство доступно при выборе входного порта D | 0.1 | Вещественное |
Параметры
| Название | Имя | Описание | Тип данных |
|---|---|---|---|
| Мощность потерь, Вт | Q | Мощность механических потерь в дифференциале | Вещественное |
| Крутящий момент на механизме блокировки, Н·м | T_Lock | Текущее значение крутящего момента, передаваемого через механизм блокировки | Вещественное |
| Ведущий вал | Группа параметров ведущего вала | ||
| Угловая скорость, рад/с | W_D | Угловая скорость ведущего вала | Вещественное |
| Момент, Н·м | T_D | Крутящий момент на ведущем валу | Вещественное |
| Мощность, Вт | Q_D | Мощность на ведущем валу | Вещественное |
| Левая звезда | Группа параметров левой звезды (полуоси) | ||
| Угловая скорость, рад/с | W_SL | Угловая скорость левой полуоси | Вещественное |
| Момент, Н·м | T_SL | Крутящий момент на левой полуоси | Вещественное |
| Мощность, Вт | Q_SL | Мощность на левой полуоси | Вещественное |
| Правая звезда | Группа параметров правой звезды (полуоси) | ||
| Угловая скорость, рад/с | W_SR | Угловая скорость правой полуоси | Вещественное |
| Момент, Н·м | T_SR | Крутящий момент на правой полуоси | Вещественное |
| Мощность, Вт | Q_SR | Мощность на правой полуоси | Вещественное |
Примеры
Примеры использования блока