第5章 动力传动系统仿真-1

1、第5章 动力传动系统仿真SimDriveLine对动力传动系统仿真章节概览3.1 3.1 部件模型部件模型3.2 3.2 系统模型及仿真系统模型及仿真1.发动机静态特性模型发动机静态特性模型一、发动机模型一、发动机模型neMeminen0enmaxen2012eeaa na n0eeminennn3max()eea nnmaxeeennn0eM 一、发动机模型一、发动机模型2.发动机发动机SimDriveline仿真模型仿真模型：SimscapeVehicle componentsSimDriveline可用look under mask看模块内部模型输入油门信号，01之间功率：p1 + p2

2、 p3 = 1 p1 + 2*p2 3*p3 = 0一、发动机模型一、发动机模型汽油发动机转矩传感器惯量转速传感器（rad/s）环境变量额定功率：110000W额定转速：5000r/min最大转速：8000r/min惯量：5kgm2例：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:0 501）油门开度模型：一、发动机模型一、发动机模型soucessignal-new-custom一、发动机模型一、发动机模型Simsc

3、apeSimDrivelineSensors & Acutators初始角速度：2）初始角速度一、发动机模型一、发动机模型转矩传感器：转速传感器：SimscapeSimDrivelineSensors & Acutators转矩作动器：3）转速传感器、转矩传感器、转矩作动器：一、发动机模型一、发动机模型转动惯量：环境变量：SimscapeSimDrivelineSolver & Inertias固定于箱体：4）惯量、环境变量、固定件一、发动机模型一、发动机模型5）仿真结果二、定轴齿轮机构模型二、定轴齿轮机构模型1. 定轴变速箱工作原理定轴变速箱工作原理双离合器变速器结构

4、简图二、定轴齿轮机构模型二、定轴齿轮机构模型1112222121/ioJMMJMMiMiM二、定轴齿轮机构模型二、定轴齿轮机构模型2.动力学模型动力学模型2112()oiMJJMii21221 kgm2 kgmJJi主动齿轮惯量： （）被动齿轮惯量 （）传动比： =2二、定轴齿轮机构模型二、定轴齿轮机构模型3.模型及仿真模型及仿真100 NmT=180 NmT主动端初始转速为：600r/min输入转矩： （）负载转矩：（）1)仿真工况1TBFTBFTTTToutspeed1To Workspace1outspeedTo WorkspaceSine WaveBFSimple Gear1BFSim

5、ple GearScope1ScopevvvvInitial Condition2Initial Condition1Inertia4Inertia3Inertia2Inertia1EnvDrivelineEnvironment1EnvDrivelineEnvironment200Constant3180Constant1100ConstantAngularVelocities1AngularVelocities二、定轴齿轮机构模型二、定轴齿轮机构模型输入信号转矩传感器转速传感器初始转速齿轮副惯量环境变量惯量仿真模型仿真模型二、定轴齿轮机构模型二、定轴齿轮机构模型仿真模型仿真模型二、定轴齿轮机

6、构模型二、定轴齿轮机构模型仿真结果仿真结果二、定轴齿轮机构模型二、定轴齿轮机构模型仿真结果仿真结果二、定轴齿轮机构模型二、定轴齿轮机构模型100+20sintNmT=200 NmT主动端初始转速为：600r/min输入转矩： （）负载转矩：（）2)仿真工况2TBFTBFTTTToutspeed1To Workspace1outspeedTo WorkspaceSine WaveBFSimple Gear1BFSimple GearScope1ScopevvvvInitial Condition2Initial Condition1Inertia4Inertia3Inertia2Inertia1

7、EnvDrivelineEnvironment1EnvDrivelineEnvironment200Constant3180Constant1100ConstantAngularVelocities1AngularVelocities二、定轴齿轮机构模型二、定轴齿轮机构模型仿真结果1.行星轮系行星轮系 三、行星齿轮机构模型三、行星齿轮机构模型s-s-太阳轮太阳轮r-r-齿圈齿圈c-c-行星架行星架单星（内外啮合）行星排单星（内外啮合）行星排行星齿轮传动转速分析转化成定轴齿轮传动（假想固定行星架）srcrcszznnnn0)1 (crsnkknnsrzzk 行星排特性参数行星排特性参数2. 行星

8、机构转速方程行星机构转速方程rpsc三、行星齿轮机构模型三、行星齿轮机构模型:1:1: 2srcFFF (1):1:2srckRRRk)1 (:1:kkTTTcrssrRRR21csrsrRRzzk3. 行星机构转矩关系式行星机构转矩关系式三、行星齿轮机构模型三、行星齿轮机构模型1）汽车差速器）汽车差速器转速关系为：转矩平均分配：02121TTT02124.车辆典型应用车辆典型应用三、行星齿轮机构模型三、行星齿轮机构模型2）轮边减速器）轮边减速器三、行星齿轮机构模型三、行星齿轮机构模型齿圈固定，太阳轮输入，行星架输出。此种组合为降速传动，传动比一般为2.55。Toyota THS三、行星齿轮机

9、构模型三、行星齿轮机构模型3）机电功率耦合机构机电功率耦合机构制动器制动器D D制动器制动器C C离合器离合器R R离合器离合器B B离合器离合器A A4 4）行星变速机构）行星变速机构三、行星齿轮机构模型三、行星齿轮机构模型go=Output planetary ring /sun gear ratiogi=Input planetary ring /sun gear ratio-gi1+go/(1+gi)1gi/(1+gi)1+goRatio|-FFFLFLLFFFLLFLFLLFFLLFFFF|RGear1Clutch ScheduleRL = LockedF = FreeABCD234

10、|-4 4前前1 1倒变速机构倒变速机构ssisdJTTdtcccodJTTdtrrrrfdJTTdt5. 动力学模型动力学模型:1: (1)srcTTTkk(1)0srckk三、行星齿轮机构模型三、行星齿轮机构模型k=2，太阳轮输入，行星架输出，齿圈固定，太阳轮和行星架惯量均为0.1kgm26.仿真模型仿真模型三、行星齿轮机构模型三、行星齿轮机构模型仿真工况：初始转速：1200(r/min)输入转矩：100+50sin(1200/60*2*pi) (Nm)负载：300 (Nm)例1：单行星排仿真。三、行星齿轮机构模型三、行星齿轮机构模型ssisdJTTdtcccodJTTdt:1: (1)s

11、cTTk(1)0sck2(1)1csosiJdTJTkdtk1sck动力学模型：动力学模型：TTorque Actuator1TTorque ActuatorSine WaveScopevMotion SensorCRSInitial ConditionHousing60/2/piGainEnvDrivelineEnvironment-300Constant1仿真模型：仿真模型：三、行星齿轮机构模型三、行星齿轮机构模型三、行星齿轮机构模型三、行星齿轮机构模型输出转速仿真结果：ioK2=1.84K1=2.22仿真工况：K1=2.22k2=1.84各部件惯量0.1kgm2输入转矩：100Nm负载转矩：80Nm输入初始转速：1200(r/min)三、行星齿轮机构模型三、行星齿轮