Трехпозиционный направленный распределительный клапан с четырьмя портами
Simscape / Жидкости / Гидравлика (Изотермическая) / Клапаны / Распределительные клапаны
Блок 4-Way Directional Valve представляет направленный распределительный клапан четырьмя портами и тремя 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 двойного действия (порты A и B). Жидкость может течь из насоса на привод через путь P-A или P-B и с привода на бак через путь A-T или B-T — в зависимости от рабочей стороны привода.
Типичный Setup клапана
В настройке по умолчанию одно положение клапана соответствует P-A, и пути к потоку B-T максимально открываются и P-B и пути к потоку A-T, максимально закрытые (положение I на рисунке). Другое положение клапана соответствует обратной настройке, с P-B и A-T максимально открываются и P-A и B-T, максимально закрытый (положение II). Третье положение клапана соответствует всем путям к потоку, максимально закрытым (положение III). Золотник перевода служит органом управления клапана и определяет положение, что клапан находится в — I, II, III, или промежуточный.
Положения клапана
Порт S физического сигнала управляет смещением золотника. В настройке по умолчанию нулевой сигнал смещения соответствует положению клапана III. Прямое вытеснение обозначает сдвиги золотник к позиции клапана I. Отрицательное смещение переключает 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 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, петабайт h, h AT и BT h являются открытиями отверстия P-A, P-B, A-T и пути к потоку P-B. Открытия отверстия вычисляются в процессе моделирования.
h PA0, h PB0, h AT0 и h AT0 являются смещениями открытия отверстия P-A, P-B, A-T и пути к потоку P-B. 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 может быть похожим смещение. Круг подсвечивает смещение в пути P-B.
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) | Весь нуль |
Underlapped | Все положительные |
Перекрытый | Все отрицание |
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 всех 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 внутреннюю область утечки даже в полностью закрытом состоянии. Область утечки гарантирует, что фрагменты гидравлической сети не становятся изолированными, когда путь к потоку закрывается. Изолированный, или “зависание”, сетевые фрагменты влияют на вычислительный КПД модели 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.
Перемещения открытия нулем по умолчанию. Эта настройка соответствует клапану со всеми путями к потоку, закрытыми в нейтральном положении (III в схематичных Положениях Клапана). Существуют много других настроек. Можно смоделировать определенную настройку путем установки перемещений открытия как показано в таблице. Все параметры перемещения открытия находятся во вкладке Valve opening offsets диалогового окна блока
Настройки распределительного клапана с 4 путями
Нет | Настройка | Начальные открытия |
---|---|---|
1 | Все четыре отверстия перекрываются в нейтральном положении:
| |
2 | Все четыре отверстия открыты (underlapped) в нейтральном положении:
| |
3 | Отверстия
| |
4 | Отверстия
| |
5 | Отверстия
| |
6 | Отверстие
| |
7 | Отверстие
| |
8 | Отверстия
| |
9 | Отверстие
| |
10 | Отверстие
| |
11 | Отверстия
|
Блок является составным компонентом с четырьмя блоками Variable Orifice, управляемыми одним физическим сигналом. Блоки Variable Orifice P-A
и Variable Orifice P-B
представляйте P-A и пути к потоку P-B. Блоки Variable orifice A-T
и Variable orifice B-T
представляйте A-T и пути к потоку B-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
и Variable Orifice B-T
при закрытии Variable Orifice A-T
и Variable Orifice P-B
. Отрицательный сигнал оказывает противоположное влияние — действующий, чтобы открыть Variable Orifice A-T
и Variable Orifice P-B
при закрытии Variable Orifice P-A
и Variable Orifice B-T
.
Клапан структурная схема
Инерция жидкости проигнорирована.
Поршень управления, загружающий из-за инерционных, пружинных, и других сил, проигнорирован.
Все отверстия клапана приняты идентичные в размере, если в противном случае не задано.