Cartridge Valve Insert

Гидравлический распределитель вставляет

Библиотека

Распределительные клапаны

Описание

Блок Cartridge Valve Insert представляет вставку гидравлического распределителя, состоящего из тарелки, взаимодействующей с местом. Положение тарелки определяется давлениями в портах А, B, и X и сила пружины. Принципиальную схему вставки распределителя показывают на следующем рисунке.

Блок Cartridge Valve Insert является структурной моделью, состоящей из блока Hydraulic Cartridge Valve Actuator и блока Variable Orifice, как показано на следующем рисунке.

Давления в порте А и порте B имеют тенденцию открывать клапан, в то время как давление в порту управления X, вместе с пружиной, действует, чтобы закрыть его. Модель не составляет скорости потока жидкости, вызванные смещением тарелки и любой загрузкой на тарелку, такие как инерция и трение. Клапан остается закрытым, пока совокупная сила давления ниже, чем пружинное усилие предварительной нагрузки. Тарелка обеспечена от ее места, когда усилие предварительной нагрузки достигнуто и перемещается вверх пропорционально к увеличению давления, пока это не передает полный цикл. Гидравлические свойства разрыва между тарелкой и местом симулированы с блоком Variable Orifice.

Связи A, B, и X являются гидравлическими портами, сопоставленными с входом клапана, выходом клапана и терминалом управления клапана, соответственно. Положительное направление блока на порте A относительно порта B. Давление в порте X действий, чтобы закрыть клапан, в то время как давления в порте А и порте B действуют, чтобы открыть отверстие.

Основные допущения и ограничения

  • Открытие клапана линейно пропорционально перепаду давления.

  • Никакая загрузка на тарелку, такую как инерция или трение, не рассматривается.

  • Модель не составляет скорости потока жидкости, вызванные смещением тарелки.

  • Для отверстий, заданных областью прохода (первые две опции параметризации), переход между ламинарными и турбулентными режимами принимается внезапным и происходящий точно в Re=Recr.

  • Для отверстий, заданных характеристиками потока давления (третья опция параметризации), модель явным образом не составляет режим течения или уровень утечек, потому что табличные данные приняты, чтобы составлять эти характеристики.

Параметры

Port A poppet area

Эффективная область тарелки в порте А. Значение параметров должно быть больше нуля. Значением по умолчанию является 2e-4 м^2.

Port A to port X area ratio

Отношение между областями тарелки в порте А и порте X. Значение параметров должно быть больше нуля. Значением по умолчанию является 0.66.

Preload force

Усилие предварительной нагрузки Spring. Значением по умолчанию является 26 N.

Spring rate

Коэффициент упругости. Значением по умолчанию является 1.4e4 N/m.

Poppet stroke

Максимальный диапазон тарелки. Значение параметров должно быть больше или быть равным нулю. Значением по умолчанию является 5e-3 m. Этот параметр используется, если Orifice specification установлен в By maximum area and opening.

Initial opening

Начальное открытие клапана. Его значение должно быть больше или быть равным нулю. Значение по умолчанию 0.

Orifice specification

Выберите один из следующих методов для определения гидравлических свойств разрыва между тарелкой и местом:

  • By maximum area and opening — Введите значения для максимальной площади постоянного отверстия и максимального открытия отверстия. Область прохода линейно зависима на смещении поршня управления, то есть, отверстие закрывается в исходном положении поршня управления (нулевое смещение), и максимальное открытие происходит в максимальном смещении. Это - метод по умолчанию.

  • By area vs. opening table — Введите таблицу данных открытий отверстия и соответствующих площадей постоянного отверстия. Область прохода определяется одномерным поиском по таблице. У вас есть выбор двух методов интерполяции и двух методов экстраполяции.

  • By pressure-flow characteristic — Введите таблицу данных открытий отверстия, перепадов давления и соответствующих скоростей потока жидкости. Скорость потока жидкости определяется двумерным поиском по таблице. У вас есть выбор двух методов интерполяции и двух методов экстраполяции.

Для получения дополнительной информации об этих опциях смотрите страницу с описанием блока Variable Orifice.

Orifice maximum area

Определите площадь полностью открытого отверстия. Значение параметров должно быть больше нуля. Значением по умолчанию является 5e-5 м^2. Этот параметр используется, если Orifice specification установлен в By maximum area and opening.

Tabulated orifice openings

Задайте вектор входных значений для открытий отверстия как одномерный массив. Вектор входных значений должен строго увеличиваться. Значения могут быть расположены с неоднородными интервалами. Минимальное количество значений зависит от метода интерполяции: необходимо ввести по крайней мере два значения для линейной интерполяции, по крайней мере три значения для сплайн-интерполяции. Значениями по умолчанию, в метрах, является [-0.002 0 0.002 0.005 0.015]. Если Orifice specification установлен в By area vs. opening table, значения Tabulated orifice openings будут использоваться вместе со значениями Tabulated orifice area в одномерном поиске по таблице. Если Orifice specification установлен в By pressure-flow characteristic, значения Tabulated orifice openings будут использоваться вместе с Tabulated pressure differentials и Tabulated flow rates для двумерного поиска по таблице.

Tabulated orifice area

Задайте вектор площадей постоянного отверстия как одномерный массив. Вектор должен быть одного размера с вектором открытий отверстия. Все значения должны быть положительными. Значениями по умолчанию, в м^2, является [1e-09 2.0352e-07 4.0736e-05 0.00011438 0.00034356]. Этот параметр используется, если Orifice specification установлен в By area vs. opening table.

Tabulated pressure differentials

Задайте вектор перепада давления как одномерный массив. Вектор должен строго увеличиваться. Значения могут быть расположены с неоднородными интервалами. Минимальное количество значений зависит от метода интерполяции: необходимо ввести по крайней мере два значения для линейной интерполяции, по крайней мере три значения для сплайн-интерполяции. Значениями по умолчанию, в Па, является [-1e+07 -5e+06 -2e+06 2e+06 5e+06 1e+07]. Этот параметр используется, если Orifice specification установлен в By pressure-flow characteristic.

Tabulated flow rates

Определите скорости потока жидкости как m- n матрица, где m количество открытий отверстия и n количество перепадов давления. Каждое значение в матрице определяет скорость потока жидкости, происходящую в определенной комбинации открытия отверстия и перепада давления. Матричный размер должен совпадать с размерами исходных векторов. Значения по умолчанию, в м^3/c: 

[-1e-07 -7.0711e-08 -4.4721e-08 4.4721e-08 7.0711e-08 1e-07;
 -2.0352e-05 -1.4391e-05 -9.1017e-06 9.1017e-06 1.4391e-05 2.0352e-05;
 -0.0040736 -0.0028805 -0.0018218 0.0018218 0.0028805 0.0040736;
 -0.011438 -0.0080879 -0.0051152 0.0051152 0.0080879 0.011438;
 -0.034356 -0.024293 -0.015364 0.015364 0.024293 0.034356;]
Этот параметр используется, если Orifice specification установлен в By pressure-flow characteristic.

Interpolation method

Выберите один из следующих методов интерполяции для аппроксимации итогового значения, когда исходное значение находится между двумя последовательными узлами решетки:

  • Linear — Выберите эту опцию, чтобы получить лучшую производительность.

  • Smooth — Выберите эту опцию, чтобы произвести непрерывную кривую (By area vs. opening table) или поверхность (By pressure-flow characteristic) с непрерывными производными первого порядка.

Для получения дополнительной информации об алгоритмах интерполяции смотрите страницы с описанием блока PS Lookup Table (1D) и PS Lookup Table (2D).

Extrapolation method

Выберите один из следующих методов экстраполяции для определения выходного значения, когда входное значение будет вне диапазона, указанного в списке аргументов:

  • Linear — Выберите эту опцию, чтобы произвести кривую или поверхность с непрерывными производными первого порядка в области экстраполяции и за пределами с областью интерполяции.

  • Nearest — Выберите эту опцию, чтобы произвести экстраполяцию, которая не выше самой высокой или ниже самой низкой точки в области данных.

Для получения дополнительной информации об алгоритмах экстраполяции смотрите страницы с описанием блока PS Lookup Table (1D) и PS Lookup Table (2D).

Flow discharge coefficient

Полуэмпирический параметр для характеристики мощности клапана. Его значение зависит от геометрических свойств отверстия, и обычно указывается в табличных данных производителя или учебниках. Значением по умолчанию является 0.7.

Laminar transition specification

Выберите для блока режим перехода между ламинарным и турбулентным течениями:

  • Pressure ratio — Переход от ламинарного к турбулентному режиму является гладким и зависит от значения параметра Laminar flow pressure ratio. Этот метод обеспечивает лучшую сходимость моделирования.

  • Reynolds number — Переход от ламинарного к турбулентному режиму принят, чтобы произойти, когда число Рейнольдса достигает значения, заданного параметром Critical Reynolds number.

Laminar flow pressure ratio

Отношение давления, при котором происходит смена ламинарного на турбулентный режим течения. Значением по умолчанию является 0.999. Этот параметр отображается, только если параметр Laminar transition specification устанавливается на Pressure ratio.

Critical Reynolds number

Максимальное значение числа Рейнольдса для ламинарного течения. Значение параметра зависит от геометрического профиля отверстия. Можно найти рекомендации для определения значения этого параметра в учебниках по гидравлике. Значением по умолчанию является 12, который соответствует круглому отверстию в тонком материале с резким краем. Этот параметр отображается, только если параметр Laminar transition specification устанавливается на Reynolds number.

Leakage area

Общая площадь возможных утечек в полностью закрытом клапане. Основная цель параметра состоит в том, чтобы обеспечить вычислительную целостность схемы путем препятствования фрагменту системы то, чтобы быть изолированным после того, как клапан будет полностью закрыт. Значение параметров должно быть больше 0. Значением по умолчанию является 1e-12 м^2.

Time constant

Устанавливает постоянную времени задержки первого порядка, которая введена между необходимым и фактическими положениями тарелки, чтобы составлять динамику привода. Значение параметров должно быть больше нуля. Значением по умолчанию является 0.01 s.

 Ограниченные параметры

Глобальные параметры

Параметры, определяемые типом рабочей жидкости:

  • Fluid density

  • Fluid kinematic viscosity

Используйте блок Hydraulic Fluid или блок Custom Hydraulic Fluid, чтобы определить свойства жидкости.

Порты

Блок имеет следующие порты:

A

Гидравлический порт сопоставлен с входом клапана.

B

Гидравлический порт сопоставлен с выходом клапана.

X

Гидравлический порт сопоставлен с терминалом управления клапана.

Расширенные возможности

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

Смотрите также

| | |

Введенный в R2008a

Документация Simscape Fluids
Поддержка
Для просмотра документации необходимо авторизоваться на сайте