Распределительный клапан с 3 путями

Двухпозиционный направленный распределительный клапан с тремя портами

  • Библиотека:
  • Simscape / Жидкости / Гидравлика (Изотермическая) / Клапаны / Распределительные клапаны

Описание

Блок Directional Valve С 3 путями представляет направленный распределительный клапан с тремя портами и двумя положениями или путями к потоку. Порты соединяются с тем, что в типичной модели является гидравлическим насосом (порт P), резервуар для хранения (порт T) и привод одностороннего действия (порт A). Жидкость может вытекать из насоса к приводу через путь P-A и с привода на корпус через путь A-T.

Типичный Setup клапана

В настройке по умолчанию одно положение клапана соответствует пути к потоку P-A максимально — хотя не обязательно полностью — открываются и путь к потоку A-T, максимально закрытый (положение I в фигуре). Второе положение клапана соответствует пути к потоку A-T, максимально открываются и путь к потоку P-A, максимально закрытый (положение II в фигуре). Шпулька перевода служит участником управления клапаном и определяет положение, что клапан находится в — I, II, или промежуточный.

Положения клапана

Порт S физического сигнала управляет смещением шпульки. В настройке по умолчанию нулевое смещение соответствует полностью закрытому клапану между положениями I и II. Прямое вытеснение обозначает сдвиги шпулька к позиции клапана I. Отрицательное смещение переключает шпульку к позиции клапана II. Смещение шпульки действует косвенно путем установки положения шпульки относительно каждого пути к потоку — длина, известная здесь как открытие отверстия. Отверстие, открывающееся в свою очередь, определяет вводную область соответствующего пути к потоку.

Открытия отверстия и смещения

Открытие отверстия пути к потоку зависит частично от своего смещения открытия — открытие отверстия пути к потоку в нулевом смещении шпульки. Модели блока только динамические эффекты вводных смещений. Смещение может произойти из-за изменения в расстоянии между портами или буферизовать земли — массивные диски, встроенные в шпульку, чтобы затруднить поток. Это может также произойти из-за изменения в толщинах земель шпульки. Открытия отверстия вычисляются отдельно для каждого пути к потоку с точки зрения соответствующего смещения открытия:

hPA=hPA0+x,

hAT=hAT0x,

где:

  • PA h и h AT являются открытиями отверстия P-A и A-T пути к потоку. Открытия отверстия вычисляются во время симуляции.

  • h PA0 и h AT0 являются вводными смещениями P-A и A-T пути к потоку. Вводные смещения заданы во вкладке Valve opening offsets.

  • x является смещением шпульки относительно того, что в случае нулевого смещения является полностью закрытым клапаном. Смещение шпульки задано через порт S физического сигнала.

Данные показывают эффекты вводных смещений на открытиях отверстия. График I соответствует настройке по умолчанию с обоими вводными равными нулю смещениями. График II соответствует клапану и с вводными смещениями, больше, чем нуль и с графиком III к клапану с обоими вводными смещениями, меньшими, чем нуль. Эти случаи подобны в поведении полированному нулем (I), underlapped (II) и перекрыли (III) клапаны. Схематика клапана направо показывает то, на что смещения могут быть похожими для пути к потоку A-T.

Нуль (I), положительный (II), и отрицательный (III) вводные смещения

underlapped клапан всегда частично открыт и позволяет некоторый поток во всех смещениях шпульки. Перекрытый клапан полностью закрывается в расширенной области значений смещений шпульки и требует, чтобы более длительное перемещение шпульки открылось. Таблица суммирует вводные смещения для полированного нулем, underlapped, и перекрытые клапаны. Другие настройки возможны — например, с одним положительным смещением открытия и другое отрицание.

Полирование клапанаОткрытие смещений
Полированный нулем (значение по умолчанию)Оба нуля
UnderlappedОба положительные
ПерекрытыйОба отрицательных

Вводная параметризация области

Установка Model parameterization определяет вычисления, используемые для вводных областей путей к потоку — или, в случае Pressure-flow characteristic, объемных расходах. Вычисления основаны на параметрах отверстия или сведенных в таблицу наборах данных, заданных во вкладке Model Parameterization. Блок использует те же данные и для путей к потоку, если параметр Area characteristics во вкладке Basic Parameters устанавливается на Identical for all flow paths и различные данные в противном случае. Образцовая параметризация, которую можно выбрать, включает:

  • Maximum area and opening — Задайте максимальную вводную область и соответствующее открытие отверстия. Вводной областью является линейная функция открытия отверстия,

    AAT=AAT,MaxhAT,MaxhAT+ALeak,

    где A является вводной областью и h открытие отверстия данного пути к потоку. Нижний Max относится к полностью открытому отверстию и нижнему Leak к полностью закрытому отверстию — один с внутренней областью утечки только. Данные показывают график линейной функции A (h).

  • Area vs. opening table — Задайте вводную область при дискретных открытиях отверстия как 1D интерполяционная таблица. Вводная область вычисляется для данного отверстия, открывающегося интерполяцией или экстраполяцией сведенных в таблицу данных. Данные показывают концептуальный график сведенного в таблицу функционального A (h).

  • Pressure-flow characteristic — Задайте объемный расход при дискретных открытиях отверстия и перепадах давления как 2D интерполяционная таблица. Вводная область вычисляется для данного открытия отверстия и перепада давления интерполяцией или экстраполяцией сведенных в таблицу данных. Данные показывают концептуальный график сведенного в таблицу функционального q (h, p).

Режим потока и внутренняя утечка

Объемные расходы вычисляются аналитически в параметризации Area vs. opening table и Maximum area and opening. Вычисления основаны на дополнительных параметрах блоков, таких как коэффициент выброса потока и составляют эффекты режима потока — пластинчатый или бурный. Переход режима происходит в заданном критическом отношении ламинарного течения или критическом числе Рейнольдса.

Maximum area and opening и параметризация Area vs. opening table также составляют маленькую область утечки, сопоставленную с разрешением шпульки к скуке клапана. Область утечки гарантирует, что фрагменты гидравлической сети никогда не становятся изолированными, когда путь к потоку закрывается. Изолированный, или “зависание”, сетевые фрагменты влияют на вычислительную эффективность и могут заставить симуляцию перестать работать.

Эффекты режима потока и внутренней утечки приняты, чтобы быть отраженными в сведенных в таблицу данных о скорости потока жидкости, заданных непосредственно в параметризации Pressure-flow characteristic.

Структурная диаграмма компонентов

Блок является составным компонентом с двумя Переменными блоками Отверстия, управляемыми одним физическим сигналом. Блокируйтесь Variable Orifice P_A представляет путь к потоку P-A. Блокируйтесь Variable orifice A_T представляет путь к потоку A-T. Физический сигнал задан через блок Connection Port S.

Параметры блоков Orifice orientation установлены так, чтобы положительный сигнал действовал, чтобы открыть Variable Orifice P_A при закрытии Variable Orifice A_T. Отрицательный сигнал имеет противоположный эффект, действуя, чтобы открыть Variable Orifice A_T при закрытии Variable Orifice P_A.

Клапан структурная схема

Предположения

  • Жидкая инерция проигнорирована.

  • Загрузка шпульки из-за инерционных, пружинных, и других сил проигнорирована.

  • Все отверстия клапана приняты идентичные в размере, если в противном случае не задано.

Порты

Входной параметр

развернуть все

Входной порт физического сигнала для смещения шпульки.

Сохранение

развернуть все

Гидравлический (изотермическая жидкость) порт сопоставлен с отверстием строки предоставления.

Гидравлический (изотермическая жидкость) порт сопоставлен с отверстием возвратной линии.

Гидравлический (изотермическая жидкость) порт сопоставлен с отверстием приведения в действие.

Параметры

развернуть все

Основные параметры

Выбор различного или идентичного пути к потоку вводные характеристики. Выберите Different for each flow path, чтобы задать параметры пути к потоку или сведенные в таблицу данные отдельно для каждого пути к потоку.

Параметризация модели клапана. Опции включают:

  • By maximum area and opening — Задайте максимальное отверстие вводная и вводная область. Вводная область отличается линейно со смещением шпульки, заданным в порте S физического сигнала.

  • By area vs. opening table — Задайте путь к потоку вводная область при дискретных открытиях отверстия как 1D интерполяционная таблица. Вводная область вычисляется интерполяцией или экстраполяцией сведенных в таблицу данных.

  • By pressure-flow characteristic — Задайте объемные расходы пути к потоку при дискретных открытиях отверстия и перепадах давления. Скорость потока жидкости вычисляется интерполяцией или экстраполяцией сведенных в таблицу данных.

Метод вычислительных значений в сведенной в таблицу области значений данных. Метод Linear соединяет смежные точки данных с прямой линией или поверхностные сегменты с обычно прерывистым наклоном на контурах сегмента. Поверхностные сегменты используются в 2D интерполяционной таблице, заданной в параметризации модели Pressure-flow characteristic.

Метод Smooth заменяет прямые сегменты на кривые версии, которые имеют непрерывный наклон везде в сведенной в таблицу области значений данных. Сегменты формируют ровную линию или поверхность, проходящую через все сведенные в таблицу точки данных без разрывов в характеристике производных первого порядка метода интерполяции Linear.

Зависимости

Этот параметр активен, когда параметр Model Parameterization устанавливается на By area vs. opening table или Pressure-flow characteristic.

Метод вычислительных значений за пределами сведенной в таблицу области значений данных. Метод Linear расширяет линейный сегмент, чертивший между последними двумя точками данных в каждом конце области значений данных, исходящей с постоянным склоном.

Метод Nearest расширяет последнюю точку данных в каждом конце области значений данных, исходящей как горизонтальная строка с постоянным значением.

Зависимости

Этот параметр активен, когда параметр Model Parameterization устанавливается на By area vs. opening table или Pressure-flow characteristic.

Отношение фактических и теоретических скоростей потока жидкости через клапан. Этот параметр зависит от геометрических свойств клапана. Значения обычно обеспечиваются в таблицах данных производителя и учебниках.

Зависимости

Этот параметр активен, когда параметр Model Parameterization устанавливается на By maximum area and opening или By area vs. opening table.

Общая площадь внутренних утечек в полностью закрытом состоянии. Цель этого параметра состоит в том, чтобы поддержать числовую целостность жидкой сети, препятствуя тому, чтобы фрагмент той сети стал изолированной, когда клапан полностью закрывается.

Зависимости

Этот параметр активен, когда параметр Model Parameterization устанавливается на By maximum area and opening или By area vs. opening table.

Выберите параметр, чтобы основывать пластинчато-бурный переход на. Опции включают:

  • Pressure ratio — Переходы потока между пластинчатым и бурным в отношении давления заданы в параметре Laminar flow pressure ratio. Используйте эту опцию для самых сглаженных и наиболее численно устойчивых переходов потока.

  • Reynolds number — Переход происходит в числе Рейнольдса, заданном в параметре Critical Reynolds number. Переходы потока являются более резкими и могут вызвать проблемы симуляции в почти нулевых скоростях потока жидкости.

Зависимости

Этот параметр активен, когда параметр Model Parameterization устанавливается на By maximum area and opening или By area vs. opening table.

Отношение давления, в который переходы потока между пластинчатыми и бурными режимами. Отношение давления является частью давления выхода по входному давлению.

Зависимости

Этот параметр активен, когда параметр Model Parameterization устанавливается на By maximum area and opening или By area vs. opening table, и параметр Laminar transition specification устанавливается на Reynolds number.

Максимальное число Рейнольдса для ламинарного течения. Этот параметр зависит от отверстия геометрический профиль. Можно найти рекомендации на значении параметров в учебниках по гидравлике. Значение по умолчанию, 12, соответствует круглому отверстию в тонком материале с резким краем.

Зависимости

Этот параметр активен, когда параметр Model Parameterization устанавливается на By maximum area and opening или By area vs. opening table, и параметр Laminar transition specification устанавливается на Reynolds number.

Образцовая параметризация: Maximum area and opening

Отверстие, открывающееся, в котором вводной областью пути к потоку является максимум. Максимальное открытие является тем же самым для всех путей к потоку, когда этот параметр представлен. Для отверстия вводные определения смотрите Открытия Отверстия и Смещения.

Зависимости

Этот параметр активен, когда параметр Area characteristics устанавливается на Identical for all flow paths, и параметр Model parameterization устанавливается на Maximum area and opening.

Максимальная площадь поперечного сечения пути к потоку. Максимальными вводными областями является то же самое для всех путей, когда этот параметр представлен. Для вводных вычислений области смотрите Вводную Параметризацию области.

Зависимости

Этот параметр активен, когда параметр Area characteristics устанавливается на Identical for all flow paths, и параметр Model parameterization устанавливается на Maximum area and opening.

Буферизуйте положение относительно пути к потоку P-A, в котором P-A вводная область равна параметру P-A, maximum opening area.

Зависимости

Этот параметр активен, когда параметр Area characteristics устанавливается на Different for each flow path, и параметр Model parameterization устанавливается на Maximum area and opening.

Максимальная площадь поперечного сечения пути к потоку P-A. Максимальные вводные области отличаются для каждого пути к потоку, когда этот параметр представлен. Для вводных вычислений области смотрите Вводную Параметризацию области.

Зависимости

Этот параметр активен, когда параметр Area characteristics устанавливается на Different for each flow path, и параметр Model parameterization устанавливается на Maximum area and opening.

Буферизуйте положение относительно пути к потоку A-T, в котором A-T вводная область равна параметру A-T, maximum opening area.

Зависимости

Этот параметр активен, когда параметр Area characteristics устанавливается на Different for each flow path, и параметр Model parameterization устанавливается на Maximum area and opening.

Максимальная площадь поперечного сечения пути к потоку P-A. Максимальные вводные области отличаются для каждого пути к потоку, когда этот параметр представлен. Для вводных вычислений области смотрите Вводную Параметризацию области.

Зависимости

Этот параметр активен, когда параметр Area characteristics устанавливается на Different for each flow path, и параметр Model parameterization устанавливается на Maximum area and opening.

Образцовая параметризация: Area vs. opening table

Массив открытий отверстия раньше создавал вводную область 1D интерполяционная таблица для всех путей к потоку. Вводные характеристики идентичны для всех путей к потоку, когда этот параметр представлен. Число элементов в массиве определяет количество столбцов в таблице.

Массив должен увеличиться слева направо, но интервалы между значениями элемента массива не должны быть универсальными. Должно быть по крайней мере два элемента для интерполяции Linear и три элемента для интерполяции Smooth.

Зависимости

Этот параметр активен, когда параметр Area characteristics устанавливается на Identical for all flow paths, и параметр Model parameterization устанавливается на Area vs. opening table.

Массив пути к потоку вводные области, соответствующие заданным открытиям отверстия. Число элементов в массиве должно совпадать с числом элементов в параметре Opening vector.

Зависимости

Этот параметр активен, когда параметр Area characteristics устанавливается на Identical for all flow paths, и параметр Model parameterization устанавливается на Area vs. opening table.

Массив открытий отверстия P-A раньше создавал вводную область 1D интерполяционная таблица для пути к потоку P-A. Число элементов в массиве определяет число элементов в таблице.

Массив должен увеличиться слева направо, но интервалы между значениями элемента массива не должны быть универсальными. Должно быть по крайней мере два элемента для интерполяции Linear и три элемента для интерполяции Smooth.

Зависимости

Этот параметр активен, когда параметр Area characteristics устанавливается на Different for each flow path, и параметр Model parameterization устанавливается на Area vs. opening table.

Массив P-A вводные области, соответствующие заданным открытиям отверстия P-A. Число элементов в массиве должно совпадать с числом элементов в параметре P-A, opening vector.

Зависимости

Этот параметр активен, когда параметр Area characteristics устанавливается на Different for each flow path, и параметр Model parameterization устанавливается на Area vs. opening table.

Массив открытий отверстия A-T раньше создавал вводную область 1D интерполяционная таблица для пути к потоку A-T. Число элементов в массиве определяет число элементов в таблице.

Зависимости

Этот параметр активен, когда параметр Area characteristics устанавливается на Different for each flow path, и параметр Model parameterization устанавливается на Area vs. opening table.

Массив A-T вводные области, соответствующие заданным открытиям отверстия A-T. Число элементов в массиве должно совпадать с числом элементов в параметре A-T, opening vector.

Зависимости

Этот параметр активен, когда параметр Area characteristics устанавливается на Different for each flow path, и параметр Model parameterization устанавливается на Area vs. opening table.

Образцовая параметризация: Pressure-flow characteristic

Массив открытий отверстия раньше создавал объемный расход 2D интерполяционная таблица. Число элементов в массиве определяет количество строк в таблице. Массив должен увеличиться слева направо, но интервалы между значениями элемента массива не должны быть универсальными. Должно быть по крайней мере два элемента для интерполяции Linear и три элемента для интерполяции Smooth.

Зависимости

Этот параметр активен, когда параметр Area characteristics устанавливается на Identical for all flow paths, и параметр Model parameterization устанавливается на Pressure-flow characteristic.

Массив перепадов давления раньше создавал объемный расход 2D интерполяционная таблица. Число элементов в массиве определяет количество столбцов в таблице. Массив должен увеличиться слева направо, но интервалы между значениями элемента массива не должны быть универсальными. Должно быть по крайней мере два элемента для интерполяции Linear и три элемента для интерполяции Smooth.

Зависимости

Этот параметр активен, когда параметр Area characteristics устанавливается на Identical for all flow paths, и параметр Model parameterization устанавливается на Pressure-flow characteristic.

Матрица с объемными расходами, соответствующими заданным открытиям отверстия и перепадам давления. Количество строк должно совпадать с числом элементов в параметре Opening vector, s. Количество столбцов должно совпадать с числом элементов в параметре Pressure differential vector, dp.

Зависимости

Этот параметр активен, когда параметр Area characteristics устанавливается на Identical for all flow paths, и параметр Model parameterization устанавливается на Pressure-flow characteristic.

Массив открытий отверстия P-A раньше создавал объемный расход P-A 2D интерполяционная таблица. Число элементов в массиве определяет количество строк в таблице. Массив должен увеличиться слева направо, но интервалы между значениями элемента массива не должны быть универсальными. Должно быть по крайней мере два элемента для интерполяции Linear и три элемента для интерполяции Smooth.

Зависимости

Этот параметр активен, когда параметр Area characteristics устанавливается на Different for each flow path, и параметр Model parameterization устанавливается на Pressure-flow characteristic.

Массив перепадов давления раньше создавал объемный расход 2D интерполяционная таблица для пути к потоку P-A. Число элементов в массиве определяет количество столбцов в таблице.

Массив должен увеличиться слева направо, но интервалы между значениями элемента массива не должны быть универсальными. Должно быть по крайней мере два элемента для интерполяции Linear и три элемента для интерполяции Smooth.

Зависимости

Этот параметр активен, когда параметр Area characteristics устанавливается на Different for each flow path, и параметр Model parameterization устанавливается на Pressure-flow characteristic.

Матрица с объемными расходами через путь к потоку P-A при открытиях отверстия P-A и перепадах давления. Количество строк должно совпадать с числом элементов в параметре P-A, opening vector, s. Количество столбцов должно совпадать с числом элементов в параметре P-A, pressure differential vector, dp.

Зависимости

Этот параметр активен, когда параметр Area characteristics устанавливается на Different for each flow path, и параметр Model parameterization устанавливается на Pressure-flow characteristic.

Массив открытий отверстия A-T раньше создавал объемный расход A-T 2D интерполяционная таблица. Число элементов в массиве определяет количество строк в таблице.

Массив должен увеличиться слева направо, но интервалы между значениями элемента массива не должны быть универсальными. Должно быть по крайней мере два элемента для интерполяции Linear и три элемента для интерполяции Smooth.

Зависимости

Этот параметр активен, когда параметр Area characteristics устанавливается на Different for each flow path, и параметр Model parameterization устанавливается на Pressure-flow characteristic.

Массив перепадов давления раньше создавал объемный расход 2D интерполяционная таблица для пути к потоку A-T. Число элементов в массиве определяет количество столбцов в таблице.

Массив должен увеличиться слева направо, но интервалы между значениями элемента массива не должны быть универсальными. Должно быть по крайней мере два элемента для интерполяции Linear и три элемента для интерполяции Smooth.

Зависимости

Этот параметр активен, когда параметр Area characteristics устанавливается на Different for each flow path, и параметр Model parameterization устанавливается на Pressure-flow characteristic.

Матрица с объемными расходами через путь к потоку A-T при открытиях отверстия A-T и перепадах давления. Количество строк должно совпадать с числом элементов в параметре A-T, opening vector, s. Количество столбцов должно совпадать с числом элементов в параметре A-T, pressure differential vector, dp.

Зависимости

Этот параметр активен, когда параметр Area characteristics устанавливается на Different for each flow path, и параметр Model parameterization устанавливается на Pressure-flow characteristic.

Смещения открытия клапана

Открытие отверстия пути к потоку P-A в нулевом смещении шпульки. Задайте положительное смещение, чтобы смоделировать underlapped клапан или отрицательное смещение, чтобы смоделировать перекрытый клапан. Значение по умолчанию 0 соответствует полированному нулем клапану.

Открытие отверстия пути к потоку A-T в нулевом смещении шпульки. Задайте положительное смещение, чтобы смоделировать underlapped клапан или отрицательное смещение, чтобы смоделировать перекрытый клапан. Значение по умолчанию 0 соответствует полированному нулем клапану.

Расширенные возможности

Генерация кода C/C++
Генерация кода C и C++ с помощью MATLAB® Coder™.

Введенный в R2017a