Трехходовой двухпозиционный регулирующий клапан
Simscape/Жидкости/Гидравлика (изотермическая )/Клапаны/Направленные клапаны

Блок 3-Way направленного клапана представляет собой направленный регулирующий клапан с тремя отверстиями и двумя позициями, или путями потока. В типичной модели порты соединяются с гидравлическим насосом (порт P), резервуаром для хранения (порт T) и приводом одинарного действия (порт A). Жидкость может поступать из насоса в исполнительный механизм по пути P-A и из исполнительного механизма в бак по пути A-T.
Типовая настройка клапана

В конфигурации по умолчанию одно положение клапана соответствует максимально открытому пути потока A-T и максимально закрытому пути потока P-A (положение I на рисунке). Второе положение клапана соответствует максимально открытому пути потока P-A и максимально закрытому пути потока A-T (положение II на чертеже). Поступательная катушка служит в качестве элемента управления клапаном и определяет положение клапана в - I, II или между ними.
Положения клапана

Физический сигнальный порт S управляет смещением катушки. В конфигурации по умолчанию нулевое смещение соответствует полностью закрытому клапану между положениями I и II. Отрицательное смещение смещает золотник в сторону положения I. Сигнал положительного смещения смещает золотник в сторону положения II. Смещение золотника действует косвенно, устанавливая положение золотника относительно каждого пути потока - длина, известная здесь как отверстие отверстия. Отверстие отверстия, в свою очередь, определяет площадь отверстия соответствующего канала потока.
Отверстие отверстия канала потока частично зависит от смещения его отверстия - отверстия канала потока при нулевом смещении золотника. Блок моделирует только динамические эффекты смещения проема. Смещение может быть обусловлено изменением расстояния между портами или площадками катушки - толстые диски, встроенные в катушку, препятствуют потоку. Это также может быть связано с изменением толщины катушек. Отверстия отверстий вычисляются отдельно для каждого канала потока в виде соответствующего смещения отверстия:
+ x,
− x,
где:
hPA и hAT являются отверстиями для отверстий каналов потока P-A и A-T. Отверстия диафрагмы вычисляются во время моделирования.
hPA0 и hAT0 - начальные смещения путей потока P-A и A-T. Смещения проема задаются на вкладке Смещения проема клапана (Valve opening offsets).
x - смещение катушки относительно того, что в случае нулевого смещения является полностью закрытым клапаном. Смещение катушки определяется через физический сигнальный порт S.
На рисунке показано влияние смещений отверстий на отверстия диафрагмы. График I соответствует конфигурации по умолчанию, при этом оба смещения проема равны нулю. График II соответствует клапану с обоими смещениями открытия больше нуля и график III соответствует клапану с обоими смещениями открытия меньше нуля. Эти случаи сходны по поведению с нулевыми (I), нижними (II) и перекрывающимися (III) клапанами. Схемы клапанов справа показывают, как могут выглядеть смещения для пути потока A-T.
Нулевые (I), положительные (II) и отрицательные (III) начальные смещения

Подкладной клапан всегда частично открыт и допускает некоторый поток при всех смещениях золотника. Перекрывающийся клапан полностью закрыт в расширенном диапазоне перемещений золотника и требует более длительного перемещения золотника для открытия. В таблице суммированы смещения открытия для нулевых, подпорных и перекрывающихся клапанов. Возможны и другие конфигурации - например, с одним положительным смещением отверстия, а другим отрицательным.
| Перекрытие клапана | Открывающие смещения |
|---|---|
| Нулевое перекрытие (по умолчанию) | Оба ноль |
| Underlapped | Оба положительных |
| Перекрытый | Оба отрицательных |
Параметр Параметризация модели (Model parameterization) определяет расчеты, используемые для открытых областей путей потока - или, в Pressure-flow characteristic в случае, объемных расходов. Расчеты основаны на параметрах диафрагмы или наборах табличных данных, указанных на вкладке Параметризация модели (Model Parameterization). Блок использует одни и те же данные для обоих путей потока, если для параметра Area characteristics на вкладке Basic Parameters установлено значение Identical for all flow paths и другие данные. Параметры модели, которые можно выбрать, включают:
Maximum area and opening - Укажите максимальную площадь отверстия и соответствующее отверстие диафрагмы. Площадь отверстия является линейной функцией отверстия отверстия,
ALeak,
где А - площадь отверстия, а h - отверстие отверстия данного канала потока. Нижний индекс Max относится к полностью открытому отверстию и подстрочнику Leak к полностью закрытому отверстию - только с внутренней площадью протечек. На рисунке показан график линейной функции A (h).

Area vs. opening table - Укажите площадь проема в отдельных проемах в качестве таблицы поиска 1-D. Площадь отверстия вычисляется для данного отверстия отверстия посредством интерполяции или экстраполяции табулированных данных. На рисунке показан концептуальный график табличной функции A (h).

Pressure-flow characteristic - Укажите объемный расход при дискретных отверстиях диафрагмы и перепады давления в виде таблицы 2-D. Площадь отверстия вычисляется для данного отверстия отверстия и разности давлений путем интерполяции или экстраполяции табулированных данных. На рисунке показан концептуальный график табличной функции q (h, p).

Объемные расходы вычисляются аналитически в Maximum area and opening и Area vs. opening table параметризации. Расчеты основаны на дополнительных параметрах блока, таких как коэффициент выпуска потока, и учитывают влияние режима потока - ламинарного или турбулентного. Переход режима происходит при заданном критическом соотношении ламинарных потоков или критическом числе Рейнольдса.
Maximum area and opening и Area vs. opening table параметризация также учитывает небольшую площадь утечки, связанную с зазором между трубами клапана. Зона утечки гарантирует, что части гидравлической сети никогда не будут изолированы, когда канал потока закрыт. Изолированные или «зависшие» части сети влияют на вычислительную эффективность и могут привести к сбою моделирования.
Предполагается, что влияние режима потока и внутренней утечки отражается в табличных данных расхода, указанных непосредственно в Pressure-flow characteristic параметризация.
Блок представляет собой составной компонент с двумя блоками переменной диафрагмы, управляемыми одним физическим сигналом. Блок Variable Orifice P_A представляет путь потока P-A. Блок Variable orifice A_T представляет путь потока A-T. Физический сигнал задается через блок порта соединения S.
Параметры блока ориентации диафрагмы задаются так, что положительный сигнал действует, чтобы открыть Variable Orifice P_A при закрытии Variable Orifice A_T. Отрицательный сигнал имеет обратный эффект, воздействующий на открытие Variable Orifice A_T при закрытии Variable Orifice P_A.
Структурная схема клапана

Инерция жидкости игнорируется.
Нагрузка на катушку из-за инерционных, пружинных и других сил игнорируется.
Все отверстия клапана считаются идентичными по размеру, если не указано иное.