3-Way Directional Valve

Двухпозиционный направленный распределительный клапан с тремя портами

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

  • 3-Way Directional Valve block

Описание

Блок 3-Way Directional Valve представляет направленный распределительный клапан 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 течь из насоса на привод через путь P-A и с привода на бак через путь A-T.

Типичный Setup клапана

В настройке по умолчанию одно положение клапана соответствует пути к потоку A-T, максимально открываются и путь к потоку P-A, максимально закрытый (положение I на рисунке). Второе положение клапана соответствует пути к потоку P-A, максимально открываются и путь к потоку A-T, максимально закрытый (положение II на рисунке). Золотник перевода служит органом управления клапана и определяет положение, что клапан находится в — I, II, или промежуточный.

Положения клапана

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

Открытия отверстия и смещения

Открытие отверстия пути к потоку зависит частично от своего перемещения открытия — открытие отверстия пути к потоку в нулевом смещении золотника. Модели блока только динамические эффекты перемещений открытия. Смещение может произойти из-за изменения в расстоянии между портами или буферизовать земли — массивные диски, встроенные в золотник, чтобы затруднить поток. Это может также произойти из-за изменения в толщинах земель золотника. Открытия отверстия вычисляются отдельно для каждого пути к потоку в терминах соответствующего перемещения 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 в процессе моделирования.

  • h PA0 и h AT0 являются перемещениями открытия P-A и A-T пути к потоку. Перемещения открытия заданы во вкладке Valve opening offsets.

  • x является смещением золотника относительно того, что в случае нулевого смещения является полностью закрытым клапаном. Перемещение золотника определено через порт S физического сигнала.

Рисунок показывает эффекты перемещений открытия на открытиях отверстия. График I соответствует настройке по умолчанию с обоими равными нулю перемещениями открытия. График II соответствует клапану с обоими перемещениями открытия, больше, чем нуль и график III к клапану с обоими перемещениями открытия, меньшими, чем нуль. Эти случаи похожи в поведении на полированный 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) перемещения открытия

Клапан с отрицательным перекрытием всегда частично открыт и позволяет некоторый поток во всех смещениях золотника. Клапан с положительным перекрытием полностью закрывается в расширенной области значений смещений золотника и требует, чтобы более длительное перемещение золотника открылось. Таблица суммирует перемещения открытия для полированного нулем, underlapped, и клапаны с положительным перекрытием. Другие настройки возможны — e.g., с одним положительным перемещением открытия и другое отрицание.

Полирование клапанаПеремещение Открытия
Полированный нулем (значение по умолчанию)Оба нуля
UnderlappedОба положительные
ПерекрытыйОба отрицательных

Параметризация площади открытия

Установка Model parameterization определяет вычисления, используемые для площадей открытия путей к потоку — или в Pressure-flow characteristic случай, объемные расходы. Вычисления основаны на параметрах отверстия или наборах табличных данных, заданных во вкладке Model Parameterization. Блок использует те же данные для обоих путей к потоку, если параметр Area characteristics во вкладке Basic Parameters устанавливается на Identical for all flow paths и различные данные в противном случае. Model parameterization, которые можно выбрать, включают:

  • Maximum area and opening — Задайте максимальную площадь открытия и соответствующее открытие отверстия. Площадь открытия является линейной функцией открытия отверстия,

    AAT=AAT,MaxhAT,MaxhAT+ALeak,

    где A является площадью открытия и h открытие отверстия данного пути к потоку. Индекс Max отсылает к полностью открытому отверстию и индексу Leak к полностью закрытому отверстию — один с внутренней областью утечки только. Рисунок показывает график линейной функции A (h).

  • Area vs. opening table — Задайте площадь открытия в дискретных открытиях отверстия как 1D интерполяционная таблица. Площадь открытия вычисляется для данного открытия отверстия интерполяцией или экстраполяцией табличных данных. Рисунок показывает концептуальный график сведенного в таблицу функционального A (h).

  • Pressure-flow characteristic — Задайте объемный расход в дискретных открытиях отверстия и перепадах давления как двумерная интерполяционная таблица. Площадь открытия вычисляется для данного открытия отверстия и перепада давления интерполяцией или экстраполяцией табличных данных. Рисунок показывает концептуальный график сведенного в таблицу функционального q (h, p).

Режим течения и внутренняя утечка

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

Maximum area and opening и Area vs. opening table параметризация также составляет маленькую область утечки, сопоставленную с разрешением золотника 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 вычислительный КПД и могут заставить симуляцию перестать работать.

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

Структурная диаграмма компонентов

Блок является составным компонентом с двумя блоками Variable Orifice, управляемыми одним физическим сигналом. Блокируйте Variable Orifice P_A представляет путь к потоку P-A. Блокируйте 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 оказывает противоположное влияние, действуя, чтобы открыть Variable Orifice A_T при закрытии Variable Orifice P_A.

Клапан структурная схема

Предположения

  • Инерция жидкости проигнорирована.

  • Загрузка золотника 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 золотника.

Сохранение

развернуть все

Гидравлический (изотермическая жидкость) порт сопоставлен с отверстием линии 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 задавать параметры пути к потоку или табличные данные отдельно для каждого пути к потоку.

Параметризация модели клапана. Опции включают:

  • By maximum area and opening — Задайте максимальное открытие отверстия и площадь открытия. Площадь открытия варьируется линейно с перемещением золотника, определенным в порте S физического сигнала.

  • By area vs. opening table — Задайте площадь открытия пути к потоку в дискретных открытиях отверстия как 1D интерполяционная таблица. Площадь открытия вычисляется интерполяцией или экстраполяцией табличных данных.

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

Метод определения значений из данных, сведенных в таблицу. Linear метод соединяет смежные точки данных прямой линией или сегментами поверхностей обычно с перегибами в узлах сегментов. Сегменты поверхностей используются в двумерной интерполяционной таблице, заданной в Pressure-flow characteristic параметризация модели.

Smooth метод заменяет прямые сегменты на сглаженные кривые, которые имеют непрерывный наклон везде в области значений табличных данных. Сегменты образуют ровную линию или поверхность, проходящую через все точки табличных данных без разрывов в характеристике производных первого порядка Linear метод интерполяции.

Зависимости

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

Метод вычисления значений за пределами области значений табличных данных. Linear метод продлевает линейный сегмент, соединяющий последние две точки данных в каждом конце области значений данных, исходящей с постоянным склоном.

Nearest метод продлевает последнюю точку данных в каждом конце области значений данных, исходящей как горизонтальная линия 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. Против значений обычно указывают в учебниках и таблицы данных производителя.

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 обеспечить вычислительную целостность гидросистемы, 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 ламинарно-турбулентный переход на. Опции включают:

  • Pressure ratio — Переходы потока между ламинарным и турбулентным 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 при 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 ламинарными и турбулентными 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 значение числа Рейнольдса для ламинарного течения. Этот параметр зависит от геометрического профиля отверстия. Можно найти рекомендации для определения значения этого параметра 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.

Model parameterization: Maximum area and opening

Открытие отверстия, в котором площадь открытия пути к потоку является максимумом. Максимальное открытие является тем же самым для всех путей к потоку, когда этот параметр отсоединен. Для определений открытия отверстия 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. Максимальные площади открытия являются тем же самым для всех путей, когда этот параметр отсоединен. Для вычислений площади открытия смотрите Параметризацию Площади открытия.

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 площадь открытия P-A 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 площади открытия отличаются для каждого пути к потоку, когда этот параметр отсоединен. Для вычислений площади открытия смотрите Параметризацию Площади открытия.

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 площадь открытия A-T 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 площади открытия отличаются для каждого пути к потоку, когда этот параметр отсоединен. Для вычислений площади открытия смотрите Параметризацию Площади открытия.

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.

Model parameterization: Area vs. opening table

Массив открытий отверстия раньше создавал площадь открытия 1D интерполяционная таблица для всех путей к потоку. Вводные характеристики идентичны для всех путей к потоку, когда этот параметр отсоединен. 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 Linear интерполяция и три элемента для Smooth интерполяция.

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 площадей открытия пути к потоку, соответствующих 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 площадь открытия 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 Linear интерполяция и три элемента для Smooth интерполяция.

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 площадей открытия P-A, соответствующих 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 площадь открытия 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 площадей открытия A-T, соответствующих 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.

Model parameterization: Pressure-flow characteristic

Массив открытий отверстия раньше создавал двумерную интерполяционную таблицу объемного расхода. 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 Linear интерполяция и три элемента для Smooth интерполяция.

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 двумерную интерполяционную таблицу объемного расхода. 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 Linear интерполяция и три элемента для Smooth интерполяция.

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 двумерную интерполяционную таблицу объемного расхода P-A. 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 Linear интерполяция и три элемента для Smooth интерполяция.

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 двумерную интерполяционную таблицу объемного расхода 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 Linear интерполяция и три элемента для Smooth интерполяция.

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 в 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 двумерную интерполяционную таблицу объемного расхода A-T. 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 Linear интерполяция и три элемента для Smooth интерполяция.

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 двумерную интерполяционную таблицу объемного расхода 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 Linear интерполяция и три элемента для Smooth интерполяция.

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 в 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 золотника. Задайте положительное смещение для моделирования отрицательного перекрытия клапана или отрицательное смещение, чтобы смоделировать положительное перекрытие клапана. Значение по умолчанию 0 соответствует клапану с нулевым перекрытием.

Открытие отверстия пути к потоку A-T в нулевом смещении золотника. Задайте положительное смещение для моделирования отрицательного перекрытия клапана или отрицательное смещение, чтобы смоделировать положительное перекрытие клапана. Значение по умолчанию 0 соответствует клапану с нулевым перекрытием.

Расширенные возможности

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

Введенный в R2017a
Для просмотра документации необходимо авторизоваться на сайте