4-сторонний, 2-позиционный направленный клапан в изотермической гидравлической сети
Simscape/Жидкости/Изотермическая жидкость/Клапаны и Отверстия/Регулирующие Клапаны Направления
Блок 4-Way 2-Position Направленный Клапан (IL) моделирует клапан с четырьмя открытиями в изотермической гидравлической сети, обычно между приводом, насосом и баком. Операция клапана управляется одним золотником, перемещаемым согласно сигналу в порту S. Можно задать строение базовой линии клапана, задав отверстия, которые открыты, когда золотник движется в положительном направлении и отрицательные направления в Positive spool position open connections и Negative spool position open connections параметрах, соответственно.
Можно задать модель открытия клапана в параметре Orifice parameterization как линейное соотношение или функцию предоставляемых пользователем данных, которые могут быть применены к одному или всем путям потока в клапане.
В некоторых строениях этот клапан напоминает трехходовой клапан. Чтобы задать дополнительные пути потока, когда золотник находится в нейтральном положении, смотрите 4-Way 3-Position Directional Valve (IL) блок.
Пример Setup клапана
В этом строении Negative spool position open connections установлено на P-A and B-T
. Когда сигнал на порте S перемещает золотник 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 этом строении Positive spool position open connections установлено на P-B and A-T
. Когда сигнал на порте S перемещает золотник в положительное положение, пути между портами P и B и между портами A и T открыты для потока, и пути между портами P и A и между портами B и T закрыты:
Схематически это строение является:
Левая сторона соответствует положительному положению, правая - отрицательному положению. Клапан переходит через положения в средней секции нейтрали.
Штрих золотника - это величина перемещения золотника, при которой отверстие полностью открывается из закрытого положения, и определяется для каждого отверстия, выбранного на вкладке Valve Configuration. Таблица ниже показывает, как штрих вычисляется в соответствии с параметризацией отверстия клапана и характеристиками пути потока.
Штрих золотника на основе параметризации и пути потока
Параметризация отверстия | Идентично для всех путей потока | Разные для каждого пути потока |
---|---|---|
Линейный - Зона по сравнению с перемещением золотника | Определяется параметром Spool travel between closed and open orifice | Определяется перемещением золотника между параметром закрытого и открытого отверстия для каждого отверстия |
Табличные данные - Площадь по сравнению с перемещением золотника | Различие между первым и последним элементами параметра Spool travel vector | Различие между первым и последним элементом параметра вектора перемещения золотника для каждого отверстия |
Табличные данные - Объемные скорости потока жидкости и ход золотника и перепад давления | Различие между первым и последним элементами параметра Spool travel vector, ds | Различие между первым и последним элементом вектора хода золотника, параметр ds для каждого отверстия |
Для просмотра ориентации всех отверстий клапана смотрите раздел «Визуализация открытий отверстия».
Направление движения золотника, сигнализируемое в порте S, зависит от штриха золотника и ориентации отверстия:
Определение отверстия и направление перемещения золотника
Положение золотника, когда отверстие открыто | Перемещение золотника, ΔS |
---|---|
Всегда закрыто (отверстие не выбирается ни в одном строении положения золотника) | Н/Д |
Всегда открывается (отверстие выбирается в положительных нейтральных и отрицательных строениях положения золотника) | Н/Д |
Отрицательный | S max + штрих золотника - S |
Положительный | S max + штрих золотника + S |
Где S max - положение золотника на максимальной площади постоянного отверстия, заданной для каждого отверстия.
Возможные строения блока 4-Way 2-Position Направленного Клапана (IL) показаны ниже.
4-Way 2-Position наклонно-направленного Строения
Строение | Значения параметров |
---|---|
Все четыре пути замкнуты во время перехода. |
|
Все четыре пути открыты во время перехода. |
|
A-T и B-T закрываются во время перехода. |
|
P-A и P-B закрываются во время перехода. |
|
P-B и B-T закрываются во время перехода. |
|
P-A и A-T закрываются 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 закрываются во время перехода. A-T всегда закрыта. |
|
Все пути закрываются во время перехода. |
|
A-T открыта во время перехода. P-A закрывается во время перехода. |
|
B-T открыта во время перехода. P-B закрывается во время перехода. |
|
P-A закрывается во время перехода. |
|
P-B закрывается во время перехода. |
|
Модель Orifice parameterization наборов параметров для открытой площади или объемной скорости потока жидкости через одно или все отверстия клапана. Если вы задаете Area characteristics Identical for all flow paths
блок применяет те же данные для всех путей потока; в противном случае для Different for all flow paths
применяются отдельные параметризации настройка. Можно смоделировать открытие клапана тремя способами:
Linear - area vs. spool travel
Площадь открытия является линейной функцией положения золотника, принятого как сигнал в порте S:
где:
ΔS - перемещение золотника, заданное в определениях отверстия» и «Направление движения золотника».
ΔS max является перемещением золотника между закрытым и открытым отверстиями .
A max является Maximum orifice area.
A утечка Leakage area.
Tabulated data - Area vs. spool travel
Предоставьте векторы перемещения золотника для вашей системы или для отдельных путей потока между портами P, A, B и T. Эти данные будут использоваться для вычисления зависимости между площадью постоянного отверстия и перемещением золотника. Интерполяция используется, чтобы определить площадь открытия между заданными точками данных. A утечки и A max являются первым и последним параметрами вектора площади открытия, соответственно.
Tabulated data - Volumetric flow rate vs. spool travel and pressure drop
Обеспечивают векторы хода золотника и перепада давления и зависимый 2 -D объемный массив скорости потока жидкости. Интерполяция используется для определения скорости потока жидкости между заданными точками данных. Массовый расход жидкости является продуктом объемной скорости потока жидкости и локальной плотности.
Когда клапан находится в почти открытом или почти закрытом положении при линейной параметризации, можно сохранить числовую робастность в симуляции, скорректировав Smoothing factor блоков. Функция сглаживания применяется ко всем вычисленным областям, но в основном влияет на симуляцию в крайних точках площади клапана.
Нормированная площадь клапана вычисляется как:
Smoothing factor, s, применяется к нормированной области:
Площадь сглаженного клапана:
Чтобы визуализировать смещения золотника и максимальное перемещение, щелкните правой кнопкой мыши блок и выберите Fluids > Plot Valve Characteristics. На графике показаны отверстия, выбранные в настройках вкладки Valve Configuration. Оси заданы выбором параметризации отверстия и являются либо:
Площадь постоянного отверстия по сравнению с положением золотника
Объемная Скорость потока жидкости по сравнению с положением золотника, заданное при определенном перепаде давления
Когда положительная и отрицательная настройки на вкладке Valve Configuration имеют одно и то же отверстие, открытие отверстия отображается как константа.
Каждый раз, когда вы изменяете настройки блоков, кликните Apply в нижней части диалогового окна, а затем нажмите Reload Data в окне рисунка.
На изображении ниже показано строение клапана по умолчанию. На вкладке Valve Configuration:
Positive spool position open connections установлено на P-A and B-T
.
Negative spool position open connections установлено на P-B and A-T
.
Все другие положения золотника имеют значения по умолчанию.
Пример визуализации положения золотника
Доступна предварительная параметризация блока 4-Way 2-Position Directional Valve (IL) с данными производителя. Эти данные позволяют моделировать определенный компонент поставщика.
Чтобы загрузить предопределенную параметризацию,
Щелкните гиперссылку «Выбрать предопределенную параметризацию» в описании диалогового окна 4-Way 2-Position Directional Valve (IL) блока.
Выберите деталь из раскрывающегося меню и нажатия кнопки Update block with selected part.
Если вы измените какие-либо настройки параметра после загрузки параметризации, можно проверить изменения, нажав Compare block settings with selected part. Любое различие в настройках между блоком и предопределенной параметризацией будет отображаться в командном окне MATLAB.
Обратите внимание, что невозможно задать различные значения для одного и того же отверстия как для положительного, так и для отрицательного смещения поршня управления. Кроме того, площадь открытия отражается вокруг нейтрального положения.
Примечание
Предопределенные параметризации компонентов Simscape используют доступные источники данных для подачи значений параметров. Инженерные суждения и упрощающие допущения используются для заполнения недостающих данных. В результате следует ожидать отклонений между моделируемым и фактическим физическим поведением. Чтобы гарантировать необходимую точность, вы должны проверить моделируемое поведение на основе экспериментальных данных и уточнить модели компонента по мере необходимости.