Трехпортовый двухпозиционный регулирующий клапан
Simscape/Жидкости/Гидравлика (Изотермическая )/Клапаны/Направленные Клапаны
Блок 3-Way Directional Valve представляет направленный регулирующий клапан с тремя портами и двумя положениями или путями потока. Порты соединяются с тем, что в типовой модели являются гидравлическим насосом (порт P), баком для хранения (порт T) и приводом одностороннего действия (порт A). Жидкость может течь от насоса к приводу через тракт P - A и от привода к баку через тракт A - T.
Типовой Setup клапана
В строении по умолчанию одно положение клапана соответствует максимально открытому A-T пути потока и максимально закрытому P-A пути потока (положение I на рисунке). Второе положение клапана соответствует максимально открытому пути потока P-A и максимально закрытому пути потока A-T (положение II на рисунке). Поступательный золотник служит органом управления клапана и определяет положение клапана в - I, II или между ними.
Положения клапанов
Порт S физического сигнала управляет перемещением золотника. В строении по умолчанию нулевое перемещение соответствует полностью закрытому клапану между положениями I и II. Отрицательное перемещение смещает золотник в положение I клапана. Положительный сигнал перемещения смещает золотник к положению II клапана. Перемещение золотника действует косвенно путем установки положения золотника относительно каждого пути потока - длины, известной здесь как открытие отверстия. Открытие отверстия в свою очередь определяет площадь открытия соответствующего пути потока.
Открытие отверстия пути потока частично зависит от его перемещения открытия - открытия отверстия пути потока при нулевом перемещении золотника. Блок моделирует только динамические эффекты перемещений открытия. Смещение может быть связано с изменением расстояния между портами или золотниками - толстые диски, встроенные в золотник, чтобы препятствовать потоку. Это также может быть связано с изменением толщины площадок золотника. Открытия отверстия вычисляются отдельно для каждого пути потока с точки зрения соответствующего перемещения открытия:
где:
h PA и h AT являются отверстиями каналов потока P - A и A - T. Открытия отверстия вычисляются во время симуляции.
h PA0 и h AT0 являются смещениями открытия путей потока P - A и A - T. Эти перемещения открытия указаны на вкладке Valve opening offsets.
x перемещение золотника относительно того, что в случае смещения нуля является полностью закрытым клапаном. Перемещение золотника определяется через порт S физического сигнала.
Рисунок показывает эффекты перемещений открытия на открытиях отверстия. Plot I соответствует строению по умолчанию с обоими перемещениями открытия, равными нулю. График II соответствует клапану с обоими перемещениями открытия больше нуля и построить III к клапану с обоими перемещениями открытия меньше нуля. Эти случаи аналогичны по поведению нулевым (I), нижним (II) и перекрывающимся (III) клапанам. Схемы клапана справа показывают, как могут выглядеть смещения для A-T пути потока.
Нуль (I), положительный (II) и отрицательное (III) Перемещение открытия
Клапан с отрицательным перекрытием всегда частично открыт и позволяет некоторое течение при всех перемещениях золотника. Клапан с положительным перекрытием полностью закрыта на расширенной области значений перемещений золотника и требует более длительного перемещения золотника, чтобы открыть. Таблица суммирует смещения открытия для клапанов с нулями, подстиланием и перекрытием. Другие строения возможны - например, с одним перемещением открытия положительным, а другим отрицательным.
Закрытие клапана | Перемещения открытия |
---|---|
Обнуление (по умолчанию) | Оба нули |
Underlapped | Оба положительных |
Перекрытый | Оба отрицательных |
Настройка Model parameterization определяет вычисления, используемые для площадей открытия путей потока - или, в Pressure-flow characteristic
корпус, объемные скорости потока жидкости. Вычисления основаны на параметрах отверстия или табличных данных наборах, заданных на вкладке Model Parameterization. Блок использует те же данные для обоих путей потока, если для параметра Area characteristics на вкладке Basic Parameters задано значение Identical for all flow paths
и различные данные в противном случае. Параметризации модели, которые можно выбрать, включают:
Maximum area and opening
- Укажите максимальную площадь открытия и соответствующее открытие отверстия. Площадь открытия является линейной функцией открытия отверстия,
где A - площадь открытия и h открытие отверстия заданного пути потока. Нижний индекс Max
относится к полностью открытому отверстию и нижнему индексу Leak
до полностью закрытого отверстия - только с внутренними площадями потока утечек. Рисунок показывает график линейной функции A (h).
Area vs. opening table
- укажите площадь открытия при дискретных открытиях отверстия в качестве 1-D интерполяционной таблицы. Площадь открытия вычисляется для данного открытия отверстия путем интерполяции или экстраполяции табличных данных. Рисунок показывает концептуальный график сведенной в таблицу функции A (h).
Pressure-flow characteristic
- Укажите объемный расход жидкости при дискретных открытиях отверстия и перепадах давления в качестве двумерной интерполяционной таблицы. Площадь открытия вычисляется для данного открытия отверстия и перепада давления путем интерполяции или экстраполяции табличных данных. Рисунок показывает концептуальный график сведенной в таблицу q функции (h, p).
Объемные скорости потока жидкости вычисляются аналитически в Maximum area and opening
и Area vs. opening table
параметризации. Вычисления основаны на дополнительных параметрах блоков, таких как коэффициент расхода потока, и учитывают эффекты режима течения - ламинарного или турбулентного. Переход режима происходит при заданном коэффициенте критического ламинарного течения или критическом числе Рейнольдса.
The Maximum area and opening
и Area vs. opening table
параметризации также учитывают небольшую площадь утечек, связанную с зазором золотника клапана к отверстию. Площадь утечек гарантирует, что фрагменты гидравлической сети никогда не будут изолированы, когда путь потока закрыт. Изолированные, или «подвесные», фрагменты сети влияют на вычислительную эффективность и могут привести к сбою симуляции.
Эффекты режима течения и внутренних утечек отражены в табличных данных о скорости потока жидкости, указанных непосредственно в Pressure-flow characteristic
параметризация.
Блок является составным компонентом с двумя блоками Variable Orifice, управляемыми одним физическим сигналом. Блочное Variable Orifice P_A
представляет путь потока P-A. Блочное Variable orifice A_T
представляет путь потока A-T. Физический сигнал задается через блок S Connection Port.
Параметры блоков Orifice orientation установлены так, чтобы положительный сигнал действовал, чтобы открыть Variable Orifice P_A
при закрытии Variable Orifice A_T
. Отрицательный сигнал имеет противоположный эффект, действуя, чтобы открыть Variable Orifice A_T
при закрытии Variable Orifice P_A
.
Структурная схема клапана
Инерция жидкости игнорируется.
Нагрузки в золотнике от инерционных, пружинных и других сил игнорируются.
Все отверстия клапана приняты идентичными по размеру, если не указано иное.