Четырехходовой двухпозиционный направленный клапан в изотермической жидкостной сети
Simscape/Жидкости/Изотермическая жидкость/Клапаны и диафрагмы/Направленные регулирующие клапаны

Распределительный клапан С 2 положениями С 4 путями (IL) блок моделирует клапан с четырьмя открытиями в изотермической жидкой сети, как правило, между приводом, насосом и баком. Управление работой клапана осуществляется одним золотником, смещенным в соответствии с сигналом в порту S. Можно задать базовую конфигурацию клапана, указав отверстия, которые открыты при движении золотника в положительном направлении, и отрицательные направления в открытых соединениях положительного положения золотника и открытых соединениях отрицательного положения золотника, соответственно.
Модель открытия клапана можно задать в параметре параметризации диафрагмы как линейную зависимость или функцию пользовательских данных, которые можно применить к одному или ко всем путям потока в клапане.
В некоторых конфигурациях этот клапан напоминает трехходовой клапан. Чтобы установить дополнительные пути потока, когда шпулька будет в нейтральном положении, посмотрите Распределительный клапан С 3 положениями С 4 путями (IL) блок.
Пример настройки клапана

В этой конфигурации для разомкнутых соединений отрицательного положения катушки установлено значение P-A and B-T. Когда сигнал на порте S перемещает катушку в отрицательное положение, пути между портами P и A и между портами B и T открыты для потока. Пути между портами P и B и портами A и T закрыты для потока:

В этой конфигурации для открытых соединений положительного положения катушки установлено значение P-B and A-T. Когда сигнал на порте S переводит катушку в положительное положение, тракты между портами P и B и между портами A и T открыты для потока и тракты между портами P и A и между портами B и T закрыты:

Схематически эта конфигурация выглядит следующим образом:

Левая сторона соответствует положительному положению, а правая сторона - отрицательному положению. Клапан переходит через положения в нейтральной средней секции.
Ход золотника - это величина перемещения золотника, которую отверстие полностью открывает из закрытого положения и определяется для каждого отверстия, выбранного на вкладке Конфигурация клапана (Valve Configuration). В таблице ниже показано, как рассчитывается ход в соответствии с параметрами отверстия клапана и характеристиками канала потока.
Обводка катушки на основе параметризации и траектории потока
| Параметризация диафрагмы | Идентично для всех путей потока | Разные для каждого пути потока |
|---|---|---|
| Линейный - площадь и ход катушки | Определяется параметром перемещения золотника между закрытым и открытым отверстием | Определяется параметром перемещения золотника между закрытым и открытым отверстием для каждого отверстия |
| Табличные данные - площадь и ход катушки | Разница между первым и последним элементами параметра вектора перемещения катушки | Разность между первым и последним элементами параметра вектора перемещения катушки для каждого отверстия |
| Табличные данные - Объемный расход по сравнению с ходом катушки и перепадом давления | Разница между первым и последним элементами вектора хода катушки, параметр ds | Разность между первым и последним элементами вектора перемещения катушки, параметр ds для каждого отверстия |
Для просмотра ориентации всех отверстий клапана см. раздел Визуализация отверстий.
Направление перемещения золотника, сигнализируемое в отверстии S, зависит от хода золотника и ориентации диафрагмы:
Определение диафрагмы и направление перемещения катушки
| Положение золотника при открытой диафрагме | Ход золотника, ΔS |
|---|---|
| Всегда закрыт (отверстие не выбрано ни в одной конфигурации положения золотника) | Н/Д |
| Всегда открыт (отверстие выбрано в положительной, нейтральной и отрицательной конфигурациях положения золотника) | Н/Д |
| Отрицательный | Ход катушки Smax + - S |
| Положительный | Smax + ход катушки + S |
Где Smax - положение катушки на максимальной площади отверстия, определенной для каждого отверстия.
Возможные конфигурации Распределительного клапана С 2 положениями С 4 путями (IL) блок показывают ниже.
4-Way 2-Position Конфигурация направленного клапана
| Конфигурация | Значения параметров |
|---|---|
Все четыре пути закрыты во время перехода. |
|
Все четыре пути открыты во время перехода. |
|
A-T и B-T закрыты во время перехода. |
|
P-A и P-B закрыты во время перехода. |
|
P-B и B-T закрыты во время перехода. |
|
P-A и A-T закрыты во время перехода. |
|
P-A, P-B и B-T открыты во время перехода. |
|
P-A, A-T и B-T открыты во время перехода. |
|
P-A и P-B закрыты во время перехода. A-T всегда закрыт. |
|
Все пути закрыты во время перехода. |
|
A-T открыт во время перехода. Р-А закрывается во время перехода. |
|
B-T открыт во время перехода. P-B закрывается во время перехода. |
|
Р-А закрывается во время перехода. |
|
P-B закрывается во время перехода. |
|
Параметр параметризации диафрагмы задает модель для открытой области или объемного расхода через одно или все отверстия клапана. Если для признаков площади задано значение Identical for all flow pathsблок применяет одни и те же данные для всех путей потока; в противном случае отдельные параметризации применяются для Different for all flow paths установка. Можно моделировать открытие клапана тремя способами:
Linear - area vs. spool travel
Площадь открытия представляет собой линейную функцию положения катушки, принимаемой в качестве сигнала на порте S:
Алеак,
где:
ΔS - ход золотника, определенный в разделе Определение диафрагмы (Definition) и Направление хода золотника (Spool Travel Direction).
ΔSmax - ход золотника между закрытым и открытым отверстием.
Amax - максимальная площадь диафрагмы.
Алеак - зона утечки.

Tabulated data - Area vs. spool travel
Предоставьте векторы перемещения катушки для вашей системы или для отдельных путей потока между портами P, A, B и T. Эти данные будут использоваться для расчета взаимосвязи между площадью диафрагмы и смещением катушки. Интерполяция используется для определения площади открытия между заданными точками данных. Aleak и Amax - первый и последний параметры вектора площади открытия соответственно.

Tabulated data - Volumetric flow rate vs. spool travel and pressure drop
Обеспечьте векторы путешествия и спада давления шпульки и зависимое, 2-е множество объемного расхода. Интерполяция используется для определения расхода между заданными точками данных. Массовый расход является произведением объемного расхода и локальной плотности.

Если клапан находится в близком или близком к закрытому положении при линейной параметризации, можно сохранить численную устойчивость при моделировании, настроив коэффициент сглаживания блока. Функция сглаживания применяется ко всем вычисленным областям, но в первую очередь влияет на моделирование в крайних точках области клапана.
Нормированная площадь клапана рассчитывается как:
Алеак).
Коэффициент сглаживания s применяется к нормализованной области:
(A ^ − 1) 2 + (s4) 2.
Сглаженная площадь клапана:
+ Aleak.
Чтобы визуализировать смещения катушек и максимальное смещение, щелкните правой кнопкой мыши блок и выберите «Жидкости» > «Печать характеристик клапана». На графике показаны отверстия, выбранные на вкладке Конфигурация клапана (Valve Configuration). Оси задаются выбором параметризации диафрагмы и являются следующими:
Площадь диафрагмы по сравнению с положением катушки
Объемный расход по сравнению с положением катушки, запрошенным при определенном перепаде давления
Если положительные и отрицательные настройки на вкладке Конфигурация клапана (Valve Configuration) имеют одно и то же отверстие, отверстие отверстия отображается как константа.
При каждом изменении параметров блока нажмите кнопку «Применить» в нижней части диалогового окна, затем нажмите кнопку «Перезагрузить данные» в окне рисунка.
На рисунке ниже показана конфигурация клапана по умолчанию. На вкладке Конфигурация клапана (Valve Configuration):
Положительное положение разомкнутых соединений золотника установлено в P-A and B-T.
Для разомкнутых соединений отрицательного положения катушки установлено значение P-B and A-T.
Все остальные позиции катушки имеют значения по умолчанию.
Пример визуализации положения катушки

Предварительная параметризация Распределительного клапана С 2 положениями С 4 путями (IL) блок с данными производителя доступна. Эти данные позволяют моделировать определенный компонент поставщика.
Чтобы загрузить предопределенную параметризацию,
Нажмите гиперссылку «Select a predefined parameterization» в Распределительном клапане С 2 положениями С 4 путями (IL) описание диалога блока.
Выберите элемент в раскрывающемся меню и нажмите кнопку «Обновить блок с выбранным элементом».
При изменении каких-либо параметров после загрузки параметризации можно проверить изменения, щелкнув Сравнить параметры блока с выбранной деталью (Compare block settings with selected party. any difference in settings of the block and defined parameterization with the MATLAB command window).
Следует отметить, что невозможно установить различные значения для одного и того же отверстия как для положительного, так и для отрицательного смещения управляющего элемента. Кроме того, область открытия отражается вокруг нейтрального положения.
Примечание
Предопределенные параметризации компонентов Simscape используют доступные источники данных для предоставления значений параметров. Для заполнения недостающих данных используются инженерные суждения и упрощающие допущения. В результате следует ожидать отклонения между моделируемым и фактическим физическим поведением. Для обеспечения требуемой точности необходимо проверить смоделированное поведение на соответствие экспериментальным данным и при необходимости уточнить модели компонентов.
2-Way Направленный клапан (IL) | 3-Way Направленный клапан (IL) | 4-Way 3-Position Направленный клапан (IL)