Cartridge Valve Insert

Вставка гидравлического распределителя

Библиотека

Наклонно-направленные клапаны

  • Cartridge Valve Insert block

Описание

Блок Cartridge Valve Insert выполнен в виде вставки гидравлического распределителя, состоящей из тарельчатого стержня, взаимодействующего с седлом. Положение тарелки определяется давлениями в портах А, B и X и силой пружины. Принципиальная схема вставки распределителя показана на следующем рисунке.

Блок Cartridge Valve Insert является структурной моделью, состоящей из Hydraulic Cartridge Valve Actuator блока и Variable Orifice блока, как показано на следующем рисунке.

Давления в порте А и порту B имеют тенденцию открывать клапан, в то время как давление в порте X управления вместе с пружиной действует, чтобы закрыть его. Модель не учитывает скорости потока жидкости, вызванной перемещением тарелки и любой загрузкой на тарелку, такой как инерция и трение. Клапан остается закрытым, пока совокупная сила давления ниже предварительного поджатия пружины. Тарельчатка вытесняется со своего седла, когда достигается усилие предварительной нагрузки, и перемещается вверх пропорционально увеличению давления до тех пор, пока она не пройдет полный штрих. Гидравлические свойства зазора между тарелкой и сиденьем моделируются блоком Отверстие переменного сечения.

Связи A, B и X являются гидравлическими портами, сопоставленными с входным отверстием клапана, выходным отверстием клапана и контактом управления клапаном, соответственно. Блок имеет положительное направление от порта А до порта B. Давление в порту X действует, чтобы закрыть клапан, в то время как давления в порте А и порту B действуют, чтобы открыть отверстие.

Основные допущения и ограничения

  • Открытие клапана линейно пропорционально перепаду давления.

  • Никакие загрузки на поппете, такие как инерция или трение, не рассматриваются.

  • Модель не учитывает скорости потока жидкости, вызванной перемещением тарелки.

  • Для отверстий, заданных площадью прохода (первые две опции параметризации), переход между ламинарным и турбулентным режимами принимается резким и происходит точно при Re= Recr.

  • Для отверстий, заданных характеристиками скорость-давления (третья опция параметризации), модель явно не учитывает режима течения или уровня утечек, потому что табличные данные приняты для учета этих характеристик.

Параметры

Port A poppet area

Эффективная площадь поппета в порт А. Значение параметров должна быть больше нуля. Значение по умолчанию 2e-4 м ^ 2.

Port A to port X area ratio

Отношение между площадями тарелки в порте А и портом X. Значение параметров должно быть больше нуля. Значение по умолчанию 0.66.

Preload force

Предварительное поджатие пружины. Значение по умолчанию 26 N.

Spring rate

Скорость пружины. Значение по умолчанию 1.4e4 Н/м.

Poppet stroke

Максимальный штрих поппета. Значение значения параметров должно быть больше или равно нулю. Значение по умолчанию 5e-3 m. Этот параметр используется, если для Orifice specification задано значение By maximum area and opening.

Initial opening

Начальное открытие клапана. Его значение должно быть больше или равно нулю. Значение по умолчанию 0.

Orifice specification

Выберите один из следующих методов определения гидравлических свойств зазора между тарелкой и сиденьем:

  • By maximum area and opening - Обеспечить значения максимальной площади постоянного отверстия и максимального открытия отверстия. Площадь канала линейно зависит от перемещения органа управления, то есть отверстие закрывается при исходном положении поршня управления (нулевое перемещение), и максимальное открытие происходит при максимальном перемещении. Это метод по умолчанию.

  • By area vs. opening table - Предоставить табличные данные по открытиям отверстия и соответствующим площадям постоянного отверстия. Площадь прохода определяется одномерным поиском таблицы. У вас есть выбор из двух методов интерполяции и двух методов экстраполяции.

  • By pressure-flow characteristic - Предоставить табличные данные о открытиях отверстия, перепадах давления и соответствующих скоростях потока жидкости. Скорость потока жидкости определяется двумерным поиском по таблице. У вас есть выбор из двух методов интерполяции и двух методов экстраполяции.

Для получения дополнительной информации об этих опциях см. Раздел Variable Orifice страницы с описанием.

Orifice maximum area

Укажите площадь полностью открытого отверстия. Значение значения параметров должно быть больше нуля. Значение по умолчанию 5e-5 м ^ 2. Этот параметр используется, если Orifice specification установлено на By maximum area and opening.

Tabulated orifice openings

Задайте вектор значений входа для открытий отверстия как одномерный массив. Вектор входных значений должен быть строго увеличен. Значения могут быть неоднородно разнесены. Минимальное количество значений зависит от метода интерполяции: необходимо задать как минимум два значения для линейной интерполяции, как минимум три значения для сплайна-интерполяции. Значения по умолчанию, в метрах [-0.002 0 0.002 0.005 0.015]. Если для Orifice specification задано значение By area vs. opening tableзначения Tabulated orifice openings будут использоваться вместе с Tabulated orifice area значениями для одномерного поиска в таблице. Если для Orifice specification задано значение By pressure-flow characteristicзначения Tabulated orifice openings будут использоваться вместе с Tabulated pressure differentials и Tabulated flow rates для двумерного поиска таблицы.

Tabulated orifice area

Задайте вектор площадей постоянного отверстия как одномерный массив. Вектор должен быть того же размера, что и вектор открытий отверстия. Все значения должны быть положительными. Значения по умолчанию в m ^ 2 [1e-09 2.0352e-07 4.0736e-05 0.00011438 0.00034356]. Этот параметр используется, если Orifice specification установлено на By area vs. opening table.

Tabulated pressure differentials

Задайте вектор перепада давления как одномерный массив. Вектор должен быть строго увеличен. Значения могут быть неоднородно разнесены. Минимальное количество значений зависит от метода интерполяции: необходимо задать как минимум два значения для линейной интерполяции, как минимум три значения для сплайна-интерполяции. Значения по умолчанию в Pa [-1e+07 -5e+06 -2e+06 2e+06 5e+06 1e+07]. Этот параметр используется, если Orifice specification установлено на By pressure-flow characteristic.

Tabulated flow rates

Задайте скорости потока жидкости как m-by- n матрица, где m количество открытий отверстия и n количество перепадов давления. Каждое значение в матрице определяет скорость потока жидкости, происходящей при определенной комбинации открытия отверстия и перепада давления. Размер матрицы должен совпадать с размерами исходных векторов. Значения по умолчанию в м ^ 3/с :

[-1e-07 -7.0711e-08 -4.4721e-08 4.4721e-08 7.0711e-08 1e-07;
 -2.0352e-05 -1.4391e-05 -9.1017e-06 9.1017e-06 1.4391e-05 2.0352e-05;
 -0.0040736 -0.0028805 -0.0018218 0.0018218 0.0028805 0.0040736;
 -0.011438 -0.0080879 -0.0051152 0.0051152 0.0080879 0.011438;
 -0.034356 -0.024293 -0.015364 0.015364 0.024293 0.034356;]
Этот параметр используется, если Orifice specification установлено на By pressure-flow characteristic.

Interpolation method

Выберите один из следующих методов интерполяции для аппроксимации выхода значения, когда вход значение находится между двумя последовательными сеточными точками:

  • Linear - Выберите эту опцию, чтобы получить лучшую эффективность.

  • Smooth - Выберите эту опцию, чтобы создать непрерывную кривую (By area vs. opening table) или поверхность (By pressure-flow characteristic) с непрерывными производными первого порядка.

Для получения дополнительной информации об алгоритмах интерполяции смотрите страницы PS Lookup Table (1D) и PS Lookup Table (2D) блочных ссылок.

Extrapolation method

Выберите один из следующих методов экстраполяции для определения значения выхода, когда значение входа находится вне диапазона, заданного в списке аргументов:

  • Linear - Выберите эту опцию, чтобы создать кривую или поверхность с непрерывными производными первого порядка в области экстраполяции и на контуре с областью интерполяции.

  • Nearest - Выберите эту опцию, чтобы создать экстраполяцию, которая не идет выше высшей точки в данных или ниже самой нижней точки в данных.

Для получения дополнительной информации об алгоритмах экстраполяции смотрите страницы PS Lookup Table (1D) и PS Lookup Table (2D) блочных ссылок.

Flow discharge coefficient

Полу-эмпирический параметр для характеристики емкости клапана. Его значение зависит от геометрических свойств отверстия и обычно приводится в учебниках или таблицах данных производителя. Значение по умолчанию 0.7.

Laminar transition specification

Выберите для блока режим перехода между ламинарным и турбулентным течениями:

  • Pressure ratio - Переход от ламинарного к турбулентному режиму плавен и зависит от значения параметра Laminar flow pressure ratio. Этот метод обеспечивает лучшую сходимость моделирования.

  • Reynolds number - переход от ламинарного к турбулентному режиму происходит, когда число Рейнольдса достигает значения, заданного параметром Critical Reynolds number.

Laminar flow pressure ratio

Отношение давления, при котором поток переходит между ламинарным и турбулентным режимами. Значение по умолчанию 0.999. Этот параметр видим, только если параметр Laminar transition specification установлен в Pressure ratio.

Critical Reynolds number

Максимальное значение числа Рейнольдса для ламинарного течения. Значение параметра зависит от геометрического профиля отверстия. Вы можете найти рекомендации для определения значения этого параметра в учебниках гидравлики. Значение по умолчанию 12, что соответствует круглому отверстию из тонкого материала с острыми ребрами. Этот параметр видим, только если параметр Laminar transition specification установлен в Reynolds number.

Leakage area

Общая площадь возможных утечек в полностью закрытом клапане. Основной целью параметра является поддержание вычислительной целостности цепи путем предотвращения изоляции фрагмента системы после полного закрытия клапана. Значение значения параметров должно быть больше 0. Значение по умолчанию 1e-12 м ^ 2.

Time constant

Устанавливает временную константу задержки первого порядка, которая вводится между необходимым и фактическим положением тарелки для расчета динамики привода. Значение значения параметров должно быть больше нуля. Значение по умолчанию 0.01 с.

 Ограниченные параметры

Глобальные параметры

Параметры, определяемые типом рабочей жидкости:

  • Fluid density

  • Fluid kinematic viscosity

Используйте блок Hydraulic Fluid или блок Custom Hydraulic Fluid, чтобы задать свойства жидкости.

Порты

Блок имеет следующие порты:

A

Гидравлический порт сопоставлен с входным отверстием клапана.

B

Гидравлический порт сопоставлен с выходным отверстием клапана.

X

Гидравлический порт сопоставлен с контактом управления клапаном.

Расширенные возможности

Генерация кода C/C + +
Сгенерируйте код C и C++ с помощью Coder™ Simulink ®

.

См. также

| | |

Введенный в R2008a

Документация Simscape Fluids

Поддержка

Для просмотра документации необходимо авторизоваться на сайте