Направленные клапаны соединяют различные пути потока на основе перемещения центрального поршня управления. Они могут быть пропорциональными, такими как 4-сторонний направленный клапан или поток управления переключение, такой как челночный клапан. Пропорциональные направленные клапаны сконфигурированы на основе путей потока, которые открываются и закрываются, когда поршень управления перемещается, и классифицируются по:
Количество внешних путей или соединительных портов.
Количество положений, которые может принять клапан.
Непрерывность или дискретность.
Количество открытого отверстия в заданное время определяется:
где:
h - текущее расстояние открытого отверстия.
x0 - начальное смещение отверстия. Это значение положительно для нижележащих (первоначально открытых) клапанов и отрицательно для перекрывающихся (первоначально закрытых) клапанов.
xsp - перемещение золотника из его исходного положения.
ε - ориентация отверстия. Это +1 - отверстие открывается, когда золотник перемещается в положительном направлении и -1 если отверстие закроется, когда золотник перемещается в положительном направлении.
Направленные клапаны в библиотеке Simscape™ Fluids™ Hydraulics (Isothermal) состоят из двухсторонних, трехсторонних, четырехсторонних и шестисторонних направляющих клапанов с одним непрерывным поршнем управления. Блочные порты названы так, чтобы они соответствовали общим соединениям:
P - Порт насоса или давления
T - Порт бака или возврата
A, B - Порты загрузки
X, Y - Порты управления
Пропорциональный направленный по потоку клапан характеризуется своим начальным открытым путем потока, путями потока, которые открываются или закрываются с положительным или отрицательным перемещением органа управления, и смещением открытия отверстия. Связь между поршнем управления штриха и отверстием определяет, перекрывается ли отверстие, подстилается ли оно или нейтрально.
Одно строение 4-стороннего, 3-позиционного направленного клапана, соединенного с гидроцилиндром двойного действия, может быть соединена со всеми четырьмя портами, закрытыми в нейтральном положении. Клапан выглядит следующим образом:
Когда поршень управления перемещается в положительном направлении, вправо в схеме клапана, пути потока P-A и B-T открываются. Когда поршень управления перемещается в отрицательном направлении, налево в схеме клапана, пути потока жидкости B-P и A-T открываются. Это строение для положительного и отрицательного смещения схематически представлена как:
где прямоугольник справа представляет положительные соединения для перемещения золотника, а прямоугольник слева представляет отрицательные соединения для перемещения золотника.
Блок 4-Way Directional Valve моделирует эту и десять дополнительных строений, указанных в следующей таблице.
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
|
Кроме того, библиотека Гидравлики (Изотермическая) имеет девять дополнительных 4-сторонних блоков направленного клапана, 4-Way Направленные Клапаны A-K, показанные в следующей таблице.
4-Way клапаны A - K Строения
| Имя блока | Строение | Описание |
|---|---|---|
4-Way направленный клапан A |
| Содержит два дополнительных нормально открытых, последовательно расположенных отверстия. Перемещение клапана влево или вправо закрывает путь к баку. |
4-Way клапан B |
| Порты P и A постоянно соединяются через фиксированное отверстие. Отверстия |
4-Way направленный клапан C |
| Порты P и B постоянно соединены через фиксированное отверстие. Отверстия |
4-Way клапан D |
| В ссылке P-A установлено два отверстия. Порт А никогда не соединяется с портом T. |
4-Way направленный клапан E |
| Два отверстия установлены в ссылке P-B. Порт B никогда не соединяется с портом T. |
4-Way клапан F |
| Два параллельных отверстия в рычаге P-A и два последовательных отверстия в рычаге A-T. |
4-Way клапан G |
| Два параллельных отверстия в рычаге P-B и два последовательных отверстия в рычаге B-T. |
4-Way клапан H |
| Два параллельных отверстия в рычаге P-B и два последовательных отверстия в рычаге P-T. |
4-Way направленный клапан K |
| Два параллельных отверстия в рычаге P-A и два последовательных отверстия в рычаге P-T. |
Направленные клапаны могут быть смоделированы как набор отверстий последовательно и параллельно. Доступные базовые блоки в библиотеке Гидравлики (Изотермическая) для создания направленных клапанов:
Четырехсторонний трехпозиционный клапан, введенный выше:
может быть смоделирован как набор блоков Отверстия переменного сечения:
Другой клапан, который начинается с закрытых портов нагрузки и открытого соединения между насосом и баком, является:
Когда поршень управления перемещается в положительном направлении, пути потока P-A и B-T открываются. Когда регулирующий клапан перемещается в отрицательном направлении, пути потока B-P и A-T открываются. В нейтральном положении путь потока P-T открыт. Это схематично представлено как:
Он может быть построен с набором блоков Отверстие с переменной площадью Круглые Отверстия. T1 соответствует промежуточной точке между насосом и баком.
Передний погрузчик, показанный ниже, управляет подъемом и вращением наклона с двумя 6-сторонними 3-позиционными направляющими клапанами. Если оба клапана находятся в нейтральном положении, порт насоса соединяется с портом бака. Насос отсоединяется от бака, если любой из двух клапанов переходит из нейтрального положения.
Клапан выглядит следующим образом:
и представлено схематично как:
Он может быть смоделирован как комбинация Отверстия с блоками Переменная Площадь Круглые Отверстия и блоком Запорный Клапан.
Все отверстия, кроме P_T1_1 и P_T1_2, перекрываются, когда клапан находится в нейтральном положении. Отверстия P_T1_1 и P_T1_2 начнем симуляцию со перемещением открытия (подстиланием), которое позволяет подавать насос при низком давлении в бак.
2-Way направленный клапан | 3-Way направленный клапан | 4-Way направленный клапан | Запорный клапан | Челночный клапан
