Samstag, 6. April 2013
Samstag, 6. April 2013
Simulink - schaltbare Kupplung mit Reiblamellen
In Simulink gibt es im Bereich „Simscape/SimDriveline“ auch eine Reiblamellenkupplung namens „Disk Friction Clutch“.
Die Reiblamellenkupplung hat im Simulink-Modell zwei Eingänge und einen Ausgang. Unter B wird die Eingangswelle und unter F die Ausgangswelle verbunden. Für die Aktuierung der Kupplung gibt es den Eingang P - dieser benötigt einen Aktuierungsdruck in bar. Ist dieser Null oder kleiner, so ist die Kupplung offen, die Abtriebswelle und die Eingangswelle drehen komplett unabhängig voneinander, es wird kein Drehmoment übertragen. Ist der Aktuierungsdruck positiv, so wird teilweise Drehmoment übertragen.
Es gibt zahlreiche Funktionsparameter, welche für die Funktion relevant sind und die aus der eingesetzten Kupplung ermittelt werden muss.
Im ersten Reiter geht es um die Abmaße. Man gibt einen effektiven Reibdurchmesser an, also den mittleren Durchmesser der sich kontaktierenden Reiblamellenpakete. Alternativ kann man auch den Außen- und Innendurchmesser eintragen.
Weiterhin muss angegeben werden, wieviele Reibkontakte bestehen. Auch der Querschnitt des Betätigungskolbens muss angegeben werden, da das Simulink-Modell als Eingangsgröße für die Betätigung einen Druck voraussetzt. Auf diese Weise kann eine hydraulische Aktuierung recht einfach simuliert werden, eine mechanische Aktuierung muss dabei für das Simulationsmodell vorher in einen Druck umgerechnet werden (Äquivalenzdruck).
Beim Reiter „Reibung“ kann das Übertragungsverhalten der Kupplung definiert werden. Wählt man als Reibmodell „Fixed kinetic friction coeffizient“, so ist der dynamische Reibbeiwert (also bei Relativdrehzahl) der Kupplungslamellen konstant (Coulomb-Reibung). Möchte man eine Kupplungskennlinie hinterlegen, bei der der Reibbeiwert abhängig von der Relativdrehzahl von Eingangs- und Ausgangswelle ist, kann eine Tabelle in Form eines Differenzdrehlzahl-Reibbeiwert-Vektors hinterlegt werden. Es kann zusätzlich eingestellt werden, ob die Zwischenwerte zwischen 2 Werten aus der Tabelle linear, kubishc oder mittels Spline interpoliert werden sollen.
Der statische Reibbeiwert (im geschlossenen Zustand der Kupplung ohne jegliche Relativdrehzahl) muss etwas höher sein als der dynamische.
Der Verschleisszustand kann über den „De-rating factor“ eingegeben werden. Ist dieser eins, so verschleisst die Kupplung nicht. Soll sich der Reibbeiwert infolge Verschleiss reduzieren, so muss hier ein Wert kleiner eins angegeben werden.
Unter „Clutch velocity tolerance“ wird die minimale Relativdrehzahl festgelegt. Unterhalb dieses Wertes reagiert das Modell nicht und die Kupplung ist offen.
Weiterhin muss die Schwelle angegebenen werden, ab welchem Aktuierungsdruck das die Kupplung überhaupt betätigt werden kann. Hier spielt Reibung eine Rolle, für das Modell ist das die Schwelle um aktiv zu werden.
Beim dritten Reiter kann man den Koeffizient für das Schleppmoment der Kupplung infolge viskoser Reibung einstellen. Angegeben wird das Mitschleppmoment/Differenzdrehzahl.
Letztlich kann man den Zustand der Kupplung beim Start der Simulation festlegen, ob diese anfangs offen oder geschlossen ist.