Четырехпортовый трехпозиционный регулирующий клапан
Simscape/Жидкости/Гидравлика (Изотермическая )/Клапаны/Направленные Клапаны
Блок 4-Way Directional Valve представляет направленный регулирующий клапан с четырьмя портами и тремя положениями или путями потока. Порты соединяются с тем, что в типовой модели являются гидравлическим насосом (порт P), баком для хранения (порт T) и приводом двойного действия (порты A и B). Жидкость может течь от насоса к приводу через путь P-A или P-B и от привода к баку через путь A-T или B-T - в зависимости от рабочей стороны привода.
Типовой Setup клапана
В строении по умолчанию одно положение клапана соответствует P-A и B-T путям потока максимально открыты и P-B и A-T пути потока максимально закрыты (положение I на рисунке). Другое положение клапана соответствует обратному строению, с P-B и A-T максимально открытыми и P-A и B-T максимально закрытыми (положение II). Третье положение клапана соответствует всем максимально закрытым путям (положение III). Поступательный золотник служит органом управления клапана и определяет положение клапана в - I, II, III или между ними.
Положения клапанов
Порт S физического сигнала управляет перемещением золотника. В строении по умолчанию сигнал нулевого смещения соответствует положению III клапана. Положительный сигнал перемещения смещает золотник к положению I клапана. Отрицательное перемещение смещает золотник в положение 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 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:
<reservedrangesplaceholder9> PA, <reservedrangesplaceholder8> PB, h В, и <reservedrangesplaceholder6> BT являются открытиями отверстия P - A, P-B, A - T, и P-B пути потока. Открытия отверстия вычисляются во время симуляции.
<reservedrangesplaceholder10> PA0, <reservedrangesplaceholder9> PB0, <reservedrangesplaceholder8> AT0 и <reservedrangesplaceholder7> AT0 - смещения открытия отверстия P - A, P-B, A - T, и P-B пути потока. 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 может выглядеть смещение. Круг подсвечивает смещение в пути P-B.
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) | Все нули |
Underlapped | Все положительные |
Перекрытый | Все отрицательные |
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 всех 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 внутренних утечек даже в полностью закрытом состоянии. Площадь утечек гарантирует, что фрагменты гидравлической сети не будут изолированы, когда путь потока закрыт. Изолированные, или «висящие», фрагменты сети влияют на вычислительную эффективность модели 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.
По умолчанию перемещения открытия равны нулю. Это строение соответствует клапану, все пути потока закрыты в нейтральном положении (III на схеме положения клапана). Существуют много других строений. Можно смоделировать конкретное строение, установив перемещения открытия как показано в таблице. Все параметры перемещения открытия находятся на вкладке Valve opening offsets диалогового окна блока
Направленный 4-Way клапан Строений
Нет | Строение | Начальные открытия |
---|---|---|
1 | Все четыре отверстия перекрываются в нейтральном положении:
| |
2 | Все четыре отверстия открыты (подстилаются) в нейтральном положении:
| |
3 | Отверстия
| |
4 | Отверстия
| |
5 | Отверстия
| |
6 | Коэффициент
| |
7 | Коэффициент
| |
8 | Отверстия
| |
9 | Коэффициент
| |
10 | Коэффициент
| |
11 | Отверстия
|
Блок является составным компонентом с четырьмя блоками Variable Orifice, управляемыми одним физическим сигналом. Блоки Variable Orifice P-A
и Variable Orifice P-B
представление P-A и P-B путей потока. Блоки Variable orifice A-T
и Variable orifice B-T
представление A-T и B-T путей потока. Физический сигнал задается через блок S Connection Port.
Параметры блоков Orifice orientation установлены так, чтобы положительный сигнал действовал, 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 противоположный эффект - действует, чтобы открыть Variable 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.
Нагрузки поршня управления от инерционных, пружинных и других сил игнорируются.
Все отверстия клапана приняты идентичными по размеру, если не указано иное.