2-позиционный распределительный клапан с 4 путями в изотермической жидкой сети
Simscape / Жидкости / Изотермическая Жидкость / Valves & Orifices / Направленные Распределительные клапаны

2-позиционный блок Directional Valve (IL) С 4 путями моделирует клапан с четырьмя открытиями в изотермической жидкой сети, обычно между приводом, насосом и баком. Работой клапана управляет один золотник, перемещенный согласно сигналу в порте S. Можно установить базовую настройку клапана путем определения отверстий, которые открыты, когда золотник перемещается в положительное направление и отрицательные направления в Positive spool position open connections и параметрах Negative spool position open connections, соответственно.
Можно установить модель для открытия клапана в параметре Orifice parameterization как линейное соотношение или функция пользовательских предоставленных данных, которые могут быть применены к одному или все путям к потоку при клапане.
В некоторых настройках этот клапан напоминает клапан с 3 путями. Чтобы установить дополнительные пути к потоку, когда золотник будет в нейтральном положении, смотрите блок 4-Way 3-Position Directional Valve (IL).
Setup клапана в качестве примера

В этой настройке Negative spool position open connections установлен в P-A and B-T. Когда сигнал в 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 закрываются для потока:

В этой настройке Positive spool position open connections установлен в P-B and A-T. Когда сигнал в 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 закрываются:

Схематично, эта настройка:

Левая сторона соответствует положительному положению, и правая сторона соответствует отрицательному положению. Переходы клапана через положения в нейтральной средней части.
Диапазон золотника является объемом перемещения золотника, которое отверстие берет к полностью открытому из закрытой позиции и задано для выбранного On каждого отверстия вкладки Valve Configuration. Приведенная ниже таблица показывает, как диапазон вычисляется в соответствии с параметризацией отверстия клапана и характеристиками пути к потоку.
Диапазон золотника на основе пути к параметризации и потоку
| Параметризация отверстия | Идентичный для всех путей к потоку | Отличающийся для каждого пути к потоку |
|---|---|---|
| Линейный - область по сравнению с перемещением золотника | Заданный параметром Spool travel between closed and open orifice | Заданный Золотником перемещаются между закрытым и открытым параметром отверстия, для каждого отверстия |
| Табличные данные - область по сравнению с перемещением золотника | Различие между первым и последним элементом параметра Spool travel vector | Различие между первым и последним элементом золотника перемещается векторный параметр для каждого отверстия |
| Табличные данные - Объемный расход по сравнению с перемещением золотника и перепадом давления | Различие между первым и последним элементом параметра Spool travel vector, ds | Различие между первым и последним элементом золотника перемещается вектор, ds параметр для каждого отверстия |
Чтобы видеть ориентацию всех отверстий клапана, смотрите раздел Visualize Orifice Openings.
Направление перемещения золотника, сообщенного в порте S, зависит от диапазона золотника и ориентации отверстия:
Определение отверстия и направление перемещения золотника
| Буферизуйте Положение, когда Отверстие будет Открыто | Буферизуйте перемещение, ΔS |
|---|---|
| Всегда закрываемый (отверстие не выбрано ни в какой настройке положения золотника), | N/A |
| Всегда открытый (отверстие выбрано в положительных, нейтральных, и отрицательных настройках положения золотника), | N/A |
| Отрицательный | S orifice_max + буферизует диапазон – S |
| Положительный | S orifice_max + буферизует диапазон + S |
Где S orifice_max является положением золотника в максимальной площади постоянного отверстия, заданной для каждого отверстия.
Возможные настройки 2-позиционного блока Directional Valve (IL) С 4 путями показывают ниже.
2-позиционная настройка распределительного клапана с 4 путями
| Настройка | Значения параметров |
|---|---|
Все четыре пути закрываются 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 закрывается. |
|
Все пути закрываются во время перехода. |
|
A-T открыт во время перехода. P-A закрывается во время перехода. |
|
B-T открыт во время перехода. P-B закрывается во время перехода. |
|
P-A закрывается во время перехода. |
|
P-B закрывается во время перехода. |
|
Наборы параметров Orifice parameterization модель для открытой области или объемного расхода через одно или все отверстия клапана. Если вы устанавливаете Area characteristics на Identical for all flow paths, блок применяет те же данные для всех путей к потоку; в противном случае отдельная параметризация применяется для Different for all flow paths установка. Можно смоделировать открытие клапана тремя способами:
Linear - area vs. spool travel
Площадь открытия является линейной функцией положения золотника, полученного как сигнал в порте S:
где:
ΔS является перемещением золотника, заданным в Направлении Перемещения Определения и Золотника Отверстия.
ΔS макс. является перемещением Золотника между закрытым и открытым отверстием.
A макс. является Maximum orifice area.
Утечкой A является Leakage area.

Tabulated data - Area vs. spool travel
Обеспечьте векторы перемещения золотника для своей системы или для отдельных путей к потоку между портами P, A, B и T. Эти данные будут использоваться, чтобы вычислить отношение между смещением золотника и площадью постоянного отверстия. Интерполяция используется, чтобы определить площадь открытия между точками определенных данных. утечка A и A макс. являются первыми и последними параметрами вектора площади открытия, соответственно.

Tabulated data - Volumetric flow rate vs. spool travel and pressure drop
Обеспечьте векторы перемещения и перепада давления золотника и зависимый, 2D массив объемного расхода. Интерполяция используется, чтобы определить скорость потока жидкости между точками определенных данных. Массовый расход жидкости является продуктом объемного расхода и локальной плотности.

Когда клапан находится в почти открытой или почти закрытой позиции в линейной параметризации, можно обеспечить числовую робастность в симуляции путем корректировки блока Smoothing factor. Функция сглаживания применяется ко всем расчетным областям, но в основном влияет на симуляцию в экстремальных значениях области клапана.
Нормированная область клапана вычисляется как:
Smoothing factor, s, применяется к нормированной области:
Сглаживавшая область клапана:
Чтобы визуализировать смещения золотника и максимальное смещение, щелкните правой кнопкой по блоку и выберите Fluids> Plot Valve Characteristics. График показывает отверстия, выбранные в установках позиций табуляции Valve Configuration. Оси установлены выбором параметризации отверстия и также:
Площадь постоянного отверстия по сравнению с положением золотника
Объемный расход по сравнению с Положением Золотника, запрошенным при определенном перепаде давления
Когда положительные и отрицательные настройки во вкладке Valve Configuration показывают то же отверстие, открытие отверстия отображено как константа.
Каждый раз вы изменяете настройки блока, нажимаете Apply в нижней части диалогового окна, затем нажимаете Reload Data на окне рисунка.
Изображение ниже показов настройка значения по умолчанию клапана. На вкладке Valve Configuration:
Positive spool position open connections установлен в P-A and B-T.
Negative spool position open connections установлен в P-B and A-T.
Все другие положения золотника в значениях по умолчанию.
Визуализация положения золотника в качестве примера

Когда отказы включены, клапан, открытая область становится упорно продолженной заданное положение золотника в ответ на один из этих триггеров:
Время симуляции — Сбой происходит в требуемое время.
Поведение симуляции — Сбой происходит в ответ на внешний триггер. Это отсоединяет порт Tr.
Четыре опции отказа доступны в параметре Spool position when faulted:
Positive — Положение золотника замораживается в положительном положении, открывая пути к потоку Positive spool position open connections к их максимальному значению. Пути к потоку, которые только открыты в Negative spool position open connections и Neutral spool position open connections, закрываются.
Negative — Положение золотника замораживается в отрицательном положении, открывая пути к потоку Negative spool position open connections к их максимальному значению. Пути к потоку, которые только открыты в Positive spool position open connections и Neutral spool position open connections, закрываются.
Maintain last value — Клапан замораживается в положении золотника, когда триггер происходит.
Из-за числового сглаживания в экстремальных значениях области клапана, в линейной параметризации, минимальная примененная область больше, чем Leakage area, и максимум меньше, чем Maximum orifice area пропорционально значению Smoothing factor.
После того, как инициированный, клапан остается в неработающей области для остальной части симуляции.
Предварительная параметризация блока 4-Way 2-Position Directional Valve (IL) с данными производителя доступна. Эти данные позволяют вам моделировать определенный компонент поставщика.
Загружать предопределенную параметризацию,
Нажмите гиперссылку "Select a predefined parameterization" в диалоговом описании блока 4-Way 2-Position Directional Valve (IL).
Выберите часть из выпадающего меню и нажмите Update block with selected part.
Если вы изменяете какие-либо установки параметров после загрузки параметризации, можно проверять изменения путем нажатия на Compare block settings with selected part. Любое различие в настройках между блоком и предопределенной параметризацией отобразится в окне команды MATLAB.
Обратите внимание на то, что не возможно установить различные значения для того же отверстия и для положительного и для отрицательного смещения поршня управления. Кроме того, площадь открытия зеркально отражается вокруг нейтрального положения.
Примечание
Предопределенная параметризация компонентов Simscape использует доступные источники данных для предоставления значений параметров. Техническое решение и упрощение предположений используются, чтобы заполнить для недостающих данных. В результате отклонения между симулированным и фактическим физическим поведением должны ожидаться. Чтобы гарантировать необходимую точность, необходимо подтвердить симулированное поведение против экспериментальных данных и совершенствовать модели компонента по мере необходимости.
3-позиционный распределительный клапан с 4 путями (IL) | Распределительный клапан с 3 путями (IL) | Распределительный клапан с 2 путями (IL)