Гидротрансформатор

Внешний вид блока в REPEAT VISION

 Блок моделирует гидродинамический преобразователь (см. рис. 1 ниже)крутящего момента, состоящий из насосного колеса, турбинного колеса и статора (реактора). Турбинное и насосное колеса образуют жидкостную муфту, а статор увеличивает крутящий момент, перенаправляя поток жидкости обратно к насосному колесу. Когда вал вращает насосное колесо, жидкость выталкивается к турбинному, заставляя её вращаться. Блок используется для подключения двигателя к автоматической коробке передач: порт Вал насосного колеса соединяется с двигателем, порт Вал турбинного колеса - с коробкой передач.

Рис. 1 Состав гидродинамического преобразователя

Примечание

• Блок работает в режиме тяги, когда мощность направлена от насосного колеса к турбинному. Обратный поток мощности моделируется как режим выбега;

• Блок использует коэффициент пропускной способности для расчёта крутящего момента в зависимости от угловой скорости.

 Переходный режим работы может быть смоделирован либо двухрежимным, либо непрерывным способом.

1.  Двухрежимный переходный режим

 Когда для параметра Способ моделирования режима выбега выбран вариант Двухрежимный, блок вычисляет моменты отдельно для каждого режима (тяги и выбега) (см. рис. 2 ниже). Блок вычисляет крутящий момент относительно угловой скорости, используя выражение (1) :

(1)\[\tau=K^*(R_{\omega})\cdot \omega ^2\]

где:

 \(K^*(R_{\omega})\) - коэффициент пропускной способности, зависящий от передаточного отношения угловой скорости \(R_{\omega}\);

 \(\omega\) - угловая скорость насосного \(\omega_I\), либо турбинного колеса \(\omega_T\), [об/мин].

Примечание

Коэффициент пропускной способности в двухрежимном режиме задаётся в размерности [\(\frac{Н \cdot м}{(\frac{об}{мин})^2}\)]

Таблица 1

Режим	Отношение скоростей	Крутящий момент
Тяги	\(R_{\omega}=\frac{\omega_T}{\omega_I}\)	\(\tau_I=K^*_{drive}(R_{\omega}) \cdot \omega^2_I\)
Выбега	R̂\(_{\omega}=\frac{\omega_I}{\omega_T}\)	\(\tau_T\)=K̂\(^*_{coast}\)(R̂\(_{\omega}\)) \(\cdot\) \(\omega^2_T\)

Рис. 2 Двухрежимный переходный режим

 Параметр Пороговая угловая скорость перехода между режимами определяет скорость переключения режимов.

 Переменная передаточного числа момента \(R_{\tau}\) является функцией от передаточного отношения угловых скоростей \(R_{\tau}(R_{\omega})\) и усиливает передаваемый момент только в режиме тяги, в режиме выбега передаточное число момента обычно \(R_{\tau}\leq1\).

2.  Непрерывный переходный режим

 Когда для параметра Способ моделирования режима выбега выбран вариант Непрерывный, блок плавно переключается между режимом тяги и режимом выбега. Также есть возможность учесть динамику задержки передачи момента между насосным и турбинным колесом. Модель становится менее точной при работе вблизи переходного режима.

 Блок определяет отношение скоростей как \(R_{\omega}=\frac{\omega_T}{\omega_I}\) и отношение моментов как \(R_{\tau}=\frac{\tau_T}{\tau_I}\).

Примечание

Коэффициент пропускной способности в непрерывном режиме \(K^*\) задаётся в размерности [\(\frac{Н \cdot м}{(\frac{рад}{с})^2}\)]

 Основное выражение по определению момента насосного колеса в непрерывном режиме (2) :

(2)\[\tau_I=sign(1-R_{\omega}) \cdot K^*(R_{\omega}) \cdot \omega_I^2\]

где \(\omega_I\) - угловая скорость насосного колеса в [рад/с].

 Для учета задержки передачи момента необходимо в параметре Динамика запаздывания выбрать вариант Учесть запаздывание передачи момента, тогда в расчетах модели непрерывного режима добавляется постоянная времени \(t_c\) при вычислении момента \(\tau_I\) (3) :

(3)\[t_c\frac{d\tau_I}{dt}+\tau_I=\tau_I (установившееся \hspace{1mm} значение)\]

 Основное выражение, связывающее моменты насосного и турбинного колес (4) :

(4)\[\tau_T=\tau_I \cdot R_{\tau}\]

 Ограничения при непрерывном режиме работы:

• Вал насосного колеса всегда должен вращаться в положительном направлении \(\omega_I>0\);

• Если вы подключаете гидротрансформатор к источнику крутящего момента (например ДВС) необходимо подключить к источнику момента момент инерции.

Подсказка

Рекомендуется, чтобы вал насосного колеса имел положительную начальную угловую скорость для стабильности расчета.

3.  Интерполяция и экстраполяция векторных данных

 Блок использует вектора для определения коэффициента пропускной способности \(K^*\) и отношения передаточных моментов \(R_{\tau}\).

 Параметр Тип интерполяции позволяет выбрать метод интерполяции между точками – Линейный, Сглаженный.

 Параметр Тип экстраполяции позволяет выбрать метод экстраполяции – Линейный, Ближайший. Выбранный метод экстраполирует функции коэффициента пропускной способности и передаточных чисел момента.

Важно

Передаточное число момента не может быть меньше нуля \(R_{\tau}>0\)

4.  Свойства

Свойство	Значение по умолчанию	Описание	Единицы измерения
Способ моделирования режима выбега: Двухрежимный; Непрерывный	Двухрежимный	-	-
Вектор передаточных отношений угловых скоростей	0.0;0.5;0.6;0.7;0.8;0.87;0.92;0.94;0.96;0.97;1.0	Доступно, когда Способ моделирования режима выбега - Непрерывный	-
Вектор коэффициента пропускной способности	0.006616;0.006048;0.005787;0.005384;0.004681; 0.003779;0.002671;0.002047;0.001111;4.0E-4;4.0E-6	Доступно, когда Способ моделирования режима выбега - Непрерывный	Н\(\cdot\)м/\((рад/с)^2\)
Вектор передаточных чисел момента	2.232;1.5462;1.4058;1.2746;1.1528;1.0732; 1.0192;0.9983;0.9983;0.9983;0.0	Доступно, когда Способ моделирования режима выбега - Непрерывный	-
Динамика запаздывания: Без запаздывания; Учесть запаздывание передачи момента	Без запаздывания	Доступно, когда Способ моделирования режима выбега - Непрерывный	-
Постоянная времени передачи момента	0.05	Доступно, когда Способ моделирования режима выбега - Непрерывный и Динамика запаздывания - Учесть запаздывание передачи момента	с
Начальное отношение момента турбины к моменту насоса	0.0	Доступно, когда Способ моделирования режима выбега - Непрерывный и Динамика запаздывания - Учесть запаздывание передачи момента	-
Вектор передаточных отношений угловых скоростей (тяговый режим)	0.0;0.5;0.6;0.7;0.8;0.87;0.92;0.94;0.96;0.97;1.0	Доступно, когда Способ моделирования режима выбега - Двухрежимный	-
Вектор коэффициента пропускной способности (тяговый режим)	7.2558E-5;6.6322E-5;6.3463E-5;5.9042E-5; 5.1331E-5;4.144E-5;2.9287E-5;2.2444E-5;1.2186E-5;4.386E-6;0.0	-	Н\(\cdot\)м/\((об/мин)^2\)
Вектор передаточных чисел момента (тяговый режим)	2.232;1.5462;1.4058;1.2746;1.1528; 1.0732;1.0192;1.0;1.0;1.0;1.0	-	-
Вектор передаточных отношений угловых скоростей (режим выбега)	0.0;0.5;0.6;0.7;0.8;0.87; 0.92;0.94;0.96;0.97;1.0	-	-
Вектор коэффициента пропускной способности (режим выбега)	5.079E-5;4.643E-5;4.442E-5;4.133E-5;3.593E-5; 2.901E-5;2.05E-5;1.571E-5;8.53E-6;3.07E-6;0.0	-	Н\(\cdot\)м/\((об/мин)^2\)
Пороговая угловая скорость перехода между режимами	0.2	-	рад/с
Тип интерполяции: Линейный; Сглаженный	Линейный	-	-
Тип экстраполяции: Линейный; Ближайший	Линейный	-	-

5.  Входы и выходы

Параметры	Вход/Выход	Описание	Единицы измерения	Тип порта
Вал насосного колеса	Вход	-	-	Вращательное движение
Вал турбинного колеса	Выход	-	-	Вращательное движение

Для того, чтобы посмотреть возможности подключения блока необходимо перейти на страницу Описание портов блоков