Гидравлический клапан противовеса
Клапаны контроля потока
Уравновесьте клапаны, используются в гидравлических системах, работающих с переопределением (побега), или приостановил загрузку. Они разработаны, чтобы создать противодавление в возвратной линии привода, чтобы предотвратить теряющий контроль над загрузкой. Следующий рисунок показывает схематичный клапан противовеса.
Если распределительный клапан (не показанный в изображении) переключен в положение, которое понижает загрузку, то жидкость от камеры стержня цилиндра может выйти, только если давление в порте P (экспериментальное давление) и порте L (давление загрузки) создает достаточно силы, чтобы преодолеть пружинную силу и открыть клапан. В помехах клапан описан с уравнением
| (1) |
где
| F 0 | Установка Spring |
| c | Коэффициент упругости |
| x | Открытие клапана |
| Пилот p | Экспериментальное давление (давление в порте P) |
| Загрузка p | Загрузите давление (давление в порте L) |
| p назад | Противодавление (давление в порте B возврата) |
| Пилот A | Клапан эффективная область в экспериментальном порте P |
| Загрузка A | Клапан эффективная область в порте L загрузки |
| A назад | Клапан эффективная область в порте B возврата |
Уравновесьте клапан, классифицированный типом, внутренне внешне ведомый клапан, потому что и экспериментальное давление и давление загрузки имеют тенденцию открывать клапан. После незначительных перестановок уравнение 1 принимает форму
| (2) |
где
| p установлен | Установка давления клапана |
| c p | Жесткость давления Spring (Pa/m) |
| x | Открытие клапана |
| Пилот k | Экспериментальное отношение |
| k назад | Отношение противодавления |
Смещение клапана определяется от уравнения 2
| (3) |
где x макс. является максимальным смещением клапана.
Блок Counterbalance Valve может быть представлен как следующая структурная модель.
Датчики давления измеряют давление в соответствующих портах и передают их значения блоку Fcn, который, вместе с блоком PS Saturation, выполняет вычисления в соответствии с уравнением 3. Смещение клапана передается через блок задержки первого порядка, созданный из PS Вычитают, Усиление PS и блоки Интегратора PS, чтобы составлять динамику клапана. Усиление блока PS Gain установлено в 1/T, где T является временной константой. Переменные блоки Отверстия и Запорного клапана моделируют отверстие клапана противовеса и запорный клапан. В фактической модели блока Counterbalance Valve операции, выполняемые датчиками и блоком Fcn, выполняются в разделе уравнения блока.
Блок Counterbalance Valve является по существу основанной на таблице данных моделью. В зависимости от данных, перечисленных в каталогах производителя или таблицах данных для вашего конкретного клапана, можно выбрать одну из следующих образцовых опций параметризации:
By maximum area and opening — Используйте эту опцию, если таблица данных обеспечивает только область максимума отверстия и штрих максимума участника управления.
By area vs. opening table — Используйте эту опцию, если каталог или таблица данных предоставляют таблицу области прохода отверстия на основе перемещения участника управления.
В последнем случае блок PS Saturation в структурной модели заменяется блоком PS Lookup Table (1D), и можно выбрать из трех интерполяций и двух методов экстраполяции.
Связи L и B являются гидравлическими портами сохранения, сопоставленными с загрузкой и портами противодавления клапана. Гидравлический порт P сохранения сопоставлен с экспериментальным портом. Блок положительное направление от порта L до порта B. Положительное давление в порте P открывает клапан.
Движущие силы клапана аппроксимированы путем представления задержки первого порядка между датчиками давления, и переменное отверстие управляют членским перемещением.
Инерция, трение или гидравлические силы, действующие на участника управления клапаном, не учтены.
Параметр задает давление в порте L, необходимом, чтобы начать открывать клапан. Установкой управляют с пружиной клапана. Значением по умолчанию является 50e5 Pa.
Жесткость давления пружины клапана c p. Значением по умолчанию является 1e8 Pa/m.
Отношение между эффективными областями участника управления стоит в экспериментальной камере и в камере загрузки. Это - одна из основных характеристик клапана в каталоге или таблице данных. Значением по умолчанию является 3.
Отношение между эффективной областью участника управления, на которого противодавление действует, и область клапана камеры загрузки. Существует большое разнообразие клапанов противовеса с компенсированным или частично компенсированным противодавлением. Параметр может принять нулевое значение, если клапан полностью компенсируется. Значением по умолчанию является 4.
Движущие силы клапана аппроксимированы с задержкой первого порядка. Этот параметр является временной константой задержки. Значением по умолчанию является 0.06 s.
Общая площадь возможных утечек в полностью закрытом отверстии и запорном клапане. Основная цель параметра состоит в том, чтобы поддержать числовую целостность схемы путем препятствования фрагменту системы то, чтобы быть изолированным после отверстия, или запорный клапан полностью закрывается. Значение параметров должно быть больше, чем 0. Значением по умолчанию является 1e-9 m^2.
Выберите один из следующих методов для определения отверстия:
By maximum area and opening — Обеспечьте значения для максимальной области отверстия и максимального открытия отверстия. Область прохода линейно зависит от перемещения участника управления, то есть, отверстие закрывается в исходном положении участника управления (нулевое смещение), и максимальное открытие происходит в максимальном смещении. Это - метод по умолчанию.
By area vs. opening table — Обеспечьте сведенные в таблицу данные открытий отверстия и соответствующих областей отверстия. Область прохода определяется одномерным поиском по таблице. У вас есть выбор двух методов интерполяции и двух методов экстраполяции.
Задайте область полностью открытого отверстия. Значение параметров должно быть больше, чем нуль. Значением по умолчанию является 8e-5 m^2. Этот параметр используется, если Variable orifice parameterization установлен в By maximum area and opening.
Задайте максимальное перемещение участника управления. Значение параметров должно быть больше, чем нуль. Значением по умолчанию является 5e-4 m. Этот параметр используется, если Variable orifice parameterization установлен в By maximum area and opening.
Полуэмпирический параметр для полной характеристики отверстия. Его значение зависит от геометрических свойств отверстия, и обычно обеспечивается в таблицах данных производителя или учебниках. Значением по умолчанию является 0.7.
Выберите как переходы блока между пластинчатыми и бурными режимами:
Pressure ratio — Переход от пластинчатого до бурного режима сглажен и зависит от значения параметра Orifice laminar flow pressure ratio. Этот метод обеспечивает лучшую робастность симуляции.
Reynolds number — Переход от пластинчатого до бурного режима принят, чтобы произойти, когда число Рейнольдса достигает значения, заданного параметром Orifice critical Reynolds number.
Отношение давления, в который переходы потока между пластинчатыми и бурными режимами. Значением по умолчанию является 0.999. Этот параметр видим, только если параметр Orifice laminar transition specification устанавливается на Pressure ratio.
Максимальное число Рейнольдса для ламинарного течения. Значение параметра зависит от отверстия геометрический профиль. Можно найти рекомендации на значении параметров в учебниках по гидравлике. Значением по умолчанию является 12. Этот параметр видим, только если параметр Orifice laminar transition specification устанавливается на Reynolds number.
Задайте вектор входных значений для открытий отверстия как одномерный массив. Вектор входных значений должен строго увеличиваться. Значения могут быть неоднородно расположены с интервалами. Минимальное количество значений зависит от метода интерполяции: необходимо обеспечить по крайней мере два значения для линейной интерполяции, по крайней мере три значения для сглаженной интерполяции. Значениями по умолчанию, в метрах, является [-2e-3,0,5e-3,15e-3]. Этот параметр используется, если Variable orifice parameterization установлен в By area vs. opening table. значения Tabulated orifice openings будут использоваться вместе со значениями Tabulated orifice area для одномерного поиска по таблице.
Задайте вектор областей отверстия как одномерный массив. Вектор должен быть одного размера как вектор открытий отверстия. Все значения должны быть положительными. Значениями по умолчанию, в m^2, является [1e-12,4e-12,1.e-5,1.02e-5]. Этот параметр используется, если Variable orifice parameterization установлен в By area vs. opening table.
Этот параметр используется, если Variable orifice parameterization установлен в By area vs. opening table. Выберите один из следующих методов интерполяции для приближения выходного значения, когда входное значение будет между двумя последовательными узлами решетки:
Linear — Выберите эту опцию, чтобы получить лучшую производительность.
Smooth — Выберите эту опцию, чтобы произвести непрерывную кривую с непрерывными производными первого порядка.
Для получения дополнительной информации об алгоритмах интерполяции смотрите страницу с описанием блока PS Lookup Table (1D).
Этот параметр используется, если Variable orifice parameterization установлен в By area vs. opening table. Выберите один из следующих методов экстраполяции для определения выходного значения, когда входное значение будет вне области значений, заданной в списке аргументов:
Linear — Выберите эту опцию, чтобы произвести кривую с непрерывными производными первого порядка в области экстраполяции и на контуре с областью интерполяции.
Самый близкий Выберите эту опцию, чтобы произвести экстраполяцию, которая не выходит за предел самой высокой точки в данных или ниже самой низкой точки в данных.
Для получения дополнительной информации об алгоритмах экстраполяции смотрите страницу с описанием блока PS Lookup Table (1D).
Площадь поперечного сечения максимума прохода клапана. Значением по умолчанию является 1e-4 m^2.
Уровень давления, на котором отверстие клапана начинает открываться. Значением по умолчанию является 3e4 Pa.
Перепад давления через клапан, необходимый к полностью открытому клапан. Его значение должно быть выше, чем раскалывающееся давление. Значением по умолчанию является 1.2e5 Pa.
Полуэмпирический параметр для характеристики мощности клапана. Его значение зависит от геометрических свойств отверстия, и обычно обеспечивается в таблицах данных производителя или учебниках. Значением по умолчанию является 0.7.
Выберите как переходы блока между пластинчатыми и бурными режимами:
Pressure ratio — Переход от пластинчатого до бурного режима сглажен и зависит от значения параметра Check valve laminar flow pressure ratio. Этот метод обеспечивает лучшую робастность симуляции.
Reynolds number — Переход от пластинчатого до бурного режима принят, чтобы произойти, когда число Рейнольдса достигает значения, заданного параметром Check valve critical Reynolds number.
Отношение давления, в который переходы потока между пластинчатыми и бурными режимами. Значением по умолчанию является 0.999. Этот параметр видим, только если параметр Check valve laminar transition specification устанавливается на Pressure ratio.
Максимальное число Рейнольдса для ламинарного течения. Переход от пластинчатого до бурного режима принят, чтобы произойти, когда число Рейнольдса достигает этого значения. Значение параметра зависит от отверстия геометрический профиль. Можно найти рекомендации на значении параметров в учебниках по гидравлике. Значением по умолчанию является 12. Этот параметр видим, только если параметр Check valve laminar transition specification устанавливается на Reynolds number.
Параметры, определенные типом рабочей жидкости:
Fluid density
Fluid kinematic viscosity
Используйте блок Hydraulic Fluid или блок Custom Hydraulic Fluid, чтобы задать жидкие свойства.
Блок имеет следующие порты:
PГидравлический порт сохранения сопоставлен с пилотом клапана порт.
LГидравлический порт сохранения, сопоставленный с клапаном, загружает порт.
BГидравлический порт сохранения сопоставлен с портом противодавления клапана.
Гидравлический Привод с примером Клапана Противовеса иллюстрирует использование клапана противовеса, чтобы сбалансировать загрузку цилиндра двойного действия, которым управляет открыто-центральный распределительный клапан с 4 путями.