Двухпозиционный направленный распределительный клапан с тремя портами
Simscape / Жидкости / Гидравлика (Изотермическая) / Клапаны / Распределительные клапаны
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.
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:
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 клапана | Перемещение Открытия |
---|---|
Полированный нулем (значение по умолчанию) | Оба нуля |
Underlapped | Оба положительные |
Перекрытый | Оба отрицательных |
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,
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).
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.
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
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.