Четырехпортовый трехпозиционный регулирующий клапан
Simscape/Жидкости/Гидравлика (изотермическая )/Клапаны/Направленные клапаны

Блок 4-Way направленного клапана представляет собой направленный регулирующий клапан с четырьмя отверстиями и тремя положениями, или путями потока. Порты соединяются с гидравлическим насосом (порт P), резервуаром для хранения (порт T) и приводом двойного действия (порты A и B). Жидкость может поступать из насоса в исполнительный механизм по тракту P-A или P-B и из исполнительного механизма в бак по тракту A-T или B-T - в зависимости от рабочей стороны исполнительного механизма.
Типовая настройка клапана

В конфигурации по умолчанию одно положение клапана соответствует максимально открытым путям потока P-A и B-T и максимально закрытым путям потока P-B и A-T. Другое положение клапана соответствует обратной конфигурации, когда P-B и A-T максимально открыты, а P-A и B-T максимально закрыты (положение II). Третье положение клапана соответствует всем протокам, максимально закрытым (положение III). Поступательная катушка служит в качестве элемента управления клапаном и определяет положение клапана в - I, II, III или между ними.
Положения клапана

Физический сигнальный порт S управляет смещением катушки. В конфигурации по умолчанию сигнал нулевого смещения соответствует положению III. Сигнал положительного смещения смещает золотник в положение I. Отрицательное смещение смещает золотник в положение 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 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
− x
+ x
где:
hPA, hPB, hAT и hBT являются отверстиями для отверстий каналов потока P-A, P-B, A-T и P-B. Отверстия диафрагмы вычисляются во время моделирования.
hPA0, hPB0, hAT0 и hAT0 являются смещениями отверстий отверстий каналов потока P-A, P-B, A-T и P-B. 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. Схема клапана справа показывает, как может выглядеть смещение. Окружность подсвечивает смещение по траектории P-B.
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) | Все ноль |
| Underlapped | Все положительные |
| Перекрытый | Все отрицательные |
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 всех 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 внутреннюю область утечки даже в полностью закрытом состоянии. Зона утечки гарантирует, что части гидравлической сети не будут изолированы, когда канал потока закрыт. Изолированные или «зависшие» части сети влияют на вычислительную эффективность модели 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.
Смещения проема по умолчанию равны нулю. Эта конфигурация соответствует клапану, у которого все пути потока закрыты в нейтральном положении (III в схеме положений клапана). Существует много других конфигураций. Можно смоделировать определенную конфигурацию, задав смещения проема, как показано в таблице. Все параметры смещения проема находятся на вкладке Смещения проема клапана (Valve opening offsets) диалогового окна блока
Конфигурации 4-Way направленных клапанов
| Нет | Конфигурация | Начальные проемы |
|---|---|---|
| 1 |
| Все четыре отверстия перекрываются в нейтральном положении:
|
| 2 |
| Все четыре отверстия открыты (под ними) в нейтральном положении:
|
| 3 |
| Отверстия
|
| 4 |
| Отверстия
|
| 5 |
| Отверстия
|
| 6 |
| Отверстие
|
| 7 |
| Отверстие
|
| 8 |
| Отверстия
|
| 9 |
| Отверстие
|
| 10 |
| Отверстие
|
| 11 |
| Отверстия
|
Блок представляет собой составной компонент с четырьмя блоками переменной диафрагмы, управляемыми одним физическим сигналом. Блоки Variable Orifice P-A и Variable Orifice P-B представляют пути потока P-A и P-B. Блоки Variable orifice A-T и Variable orifice B-T представляют пути потока A-T и B-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 и Variable Orifice B-T при закрытии Variable Orifice A-T и Variable Orifice P-B. Отрицательный сигнал имеет обратный эффект - действует, чтобы открытьVariable Orifice A-T и Variable Orifice P-B при закрытии Variable Orifice P-A и Variable Orifice B-T.
Структурная схема клапана

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