Управляемый клапан с четырьмя портами и четырьмя путями к потоку
Simscape / Жидкости / Газ / Valves & Orifices / Направленные Распределительные клапаны
Блок 4-Way Directional Valve (G) моделирует клапан с четырьмя газовыми портами (P, A, B и T) и два набора путей к потоку, чтобы переключиться между (P –A и A –T, P –B и B –T). Пути каждый пробегает отверстие переменной ширины, ее открытие, связываемое к положению поршня управления. Думайте о поршне управления как о золотнике с двумя землями, чтобы покрыть (постепенно) различные отверстия. Расстояние от земли к ее назначенным отверстиям определяет, если, и до какой степени, те открыты.
(Расстояния от земель до отверстий вычисляются в процессе моделирования из сигнала смещения, заданного в порте S. Они и все расстояния, связанные с положением золотника, заданы как безразмерные части, обычно в пределах от -1 к +1. Вычисления описаны подробно под Частями Открытия отверстия.)
Газовое подключение портов к тому, что, в представительной системе, насос (P), бак (T) и двусторонний привод (A и B). Открытие P –A и B –T пути к потоку позволяет насосу герметизировать одну сторону привода и бака, чтобы уменьшить другой. Вал привода переводит (чтобы расширить в некоторых системах, отречься в других). При открытии альтернативы (P –B и A –T) пути к потоку инвертируют герметичные и освобожденные стороны привода так, чтобы его вал мог перевести наоборот.
Подключения порта будут меняться в зависимости от смоделированной системы, но цель клапана — чтобы переключиться между путями к потоку и отрегулировать поток, проходящий через них — не должна.
Общее использование распределительного клапана с 4 путями
Поток может быть ламинарным или турбулентным, и он может достигнуть (до) звуковых скоростей. Это происходит в vena contracta, точка только мимо горловины клапана, где поток является и своим самым узким и самым быстрым. Поток затем дросселирует, и его скорость насыщает с понижением нисходящего давления, больше не бывшего достаточного, чтобы увеличить его скорость. Дросселирование появляется, когда отношение противодавления поражает характеристику критического значения клапана. Сверхзвуковой поток не получен блоком.
Клапан с плавкой регулировкой. Это переключает гладко между положениями, из которых это имеет три: одно нормальное и две работы.
Нормальное положение то, что, к которому возвращается клапан, когда он больше не управляется. Мгновенное смещение золотника (данный в порте S) является затем нулем. Если земли золотника не будут установлены при смещении к их отверстиям, клапан будет полностью закрыт.
Другие два, рабочие положения, являются теми, в которых перемещается клапан, когда золотник максимально перемещен от его нормального положения. То смещение положительно в одном случае и отрицательно в другом.
Если это положительно, P –A и B –T отверстия полностью открыты, и P –B и A –T отверстия полностью закрываются (положение I на рисунке). Если это отрицательно, P –A и B –T отверстия полностью закрываются, и P –B и A –T отверстия полностью открыты (положение II).
То, какое смещение золотника помещает клапан в рабочее положение, зависит от смещений земель на золотнике. Они обычно применяются перед операцией, в реальном клапане, и перед симуляцией, в модели клапана. Они заданы в блоке как константы (зафиксированный от запуска симуляции) во вкладке Valve Opening Fraction Offsets.
Между положениями клапана открытие отверстия зависит от того, где относительно его оправы его земля золотника, оказывается, находится. Это расстояние является открытием отверстия, и это нормировано здесь так, чтобы его значение было частью его максимума (расстояние, на котором отверстие полностью открыто). Нормированная переменная упомянута здесь как часть открытия отверстия.
Открытие отверстия фракционировало диапазон от -1 в рабочем положении I к +1 в рабочем положении II (использование показанных на рисунке меток).
Вводные части вычисляются от длин, уже сослался на: переменное смещение поршня управления (примененный во время операции) и фиксированные смещения ее земель (примененный во время установки). Эти длины самостоятельно заданы как безразмерные части максимального расстояния отверстия земли. (Смещения упомянуты здесь как вводные дробные смещения.)
Вводная часть P –A отверстие:
Аналогично для B –T отверстие:
Это A –T отверстие:
Наконец для P –B отверстие:
В уравнениях:
h является вводной частью отверстия, обозначенного индексом. Если вычисление должно возвратить значение за пределами области значений 0 –1, самый близкий предел используется. (Части открытия отверстия, как говорят, насыщают в 0 и 1.)
H является вводным дробным смещением для отверстия, обозначенного индексом. Смещения каждый заданы как параметры блоков (во вкладке Valve Opening Fraction Offsets). Чтобы допускать необычные настройки клапана, никакое ограничение не наложено на их значения, хотя обычно они будут падать между -1 и +1.
x является нормированным мгновенным смещением золотника в виде физического сигнала в порте S. Чтобы компенсировать одинаково экстремальные вводные дробные смещения, никакое ограничение не наложено на свое значение (хотя обычно это также будет падать в области значений -1 к +1.)
Клапан по умолчанию сконфигурирован так, чтобы он был полностью закрыт, когда смещение золотника является нулем. Такой клапан часто описывается как полируемый нулем.
Это возможно, путем возмещения земель золотника, чтобы смоделировать клапан, который является underlapped (частично открытый в нормальном положении клапана) или перекрытый (полностью закрытый не только в, но также и немного вне нормального положения). Рисунок показывает для каждого случая, как части открытия отверстия меняются в зависимости от мгновенного смещения золотника:
Случай I: клапан с нулевым перекрытием. Вводные дробные смещения являются всем нулем. Когда клапан находится в нормальном положении, земли золотника полностью покрывают все четыре отверстия.
Случай II: клапан с отрицательным перекрытием. P –A и B –T открывающий дробные смещения положительны, и P –B и A –T открывающий дробные смещения отрицательны. Когда клапан находится в нормальном положении, земли золотника покрывают все четыре отверстия, но ни одного полностью.
Случай III: клапан с положительным перекрытием. P –A и B –T открывающий дробные смещения отрицательны, и P –B и A –T открывающий дробные смещения положительны. Поршень управления полностью покрывает все отверстия не только в нормальном положении, но и по небольшой области (смещений золотника) вокруг этого.
Это распространено, при выборе клапана для регулировки или приложений управления, чтобы совпадать с характеристикой потока клапана к системе, которую это должно отрегулировать.
Характеристика потока связывает открытие клапана к входу, который производит его, часто буферизуйте перемещение. Здесь, открытие описывается как проводимость звука, коэффициент потока или область ограничения (выбор между ними даваемый установкой Valve parameterization). Вход управления является частью открытия отверстия (функция перемещения золотника, определенного в порте S).
Характеристика потока обычно дается в устойчивом состоянии с входом при постоянном, тщательно контролируемом давлении. Эта (свойственная) характеристика потока зависит только от клапана, и это может быть линейно или нелинейно, наиболее распространенные примеры последнего существа типы равного процента и быстрое открытие. Чтобы получить такие характеристики потока, блок обеспечивает выбор вводной параметризации (заданный в параметрах блоков того же имени):
Linear — Проводимость звука (C) является линейной функцией части открытия отверстия (h). В параметризации клапана по умолчанию Sonic conductance, конечные точки линии получены во вводных частях 0 и 1 от Sonic conductance and leakage flow и параметров блоков Sonic conductance at maximum flow.
Tabulated data — Проводимость звука является общей функцией (линейный или нелинейный) части открытия отверстия. Функция задана в табличной форме, со столбцами табличного получения, в параметризации клапана по умолчанию, от параметров блоков Sonic conductance vector и Opening fraction vector.
(Если установка Valve parameterization отличается от Sonic conductance, данные о проводимости звука получены преобразованием из выбранной меры открытия клапана (такого как область ограничения или коэффициент потока). Вводные данные применяются ко всем отверстиям одинаково.)
Для управляемых систем важно, что клапан, если это установлено, быть приблизительно линейным в его характеристике потока. Эта (установленная) характеристика зависит от остатка от системы — это обычно не то же самое как свойственная характеристика, полученная в блоке. Насос, например, может иметь нелинейную характеристику, которую может соответственно компенсировать только нелинейный клапан, обычно типа равного процента. Это - случаи этого вида что Tabulated data опция, в основном, предназначается.
Основная цель утечки состоит в том, чтобы гарантировать, что никакой раздел гидросистемы никогда не становится изолированным от остальных. Изолированные жидкие разделы могут уменьшать числовую робастность модели, замедляя скорость моделирования и, в некоторых случаях, заставляя его перестать работать в целом. В то время как утечка обычно присутствует в реальных клапанах, ее точное значение здесь менее важно, чем то, что это было небольшим числом, больше, чем нуль. Область утечки дана в параметрах блоков того же имени.
Этот блок является составным компонентом, включающим два экземпляра блока Variable Orifice ISO 6358 (G), соединенного с портами P, A, T и S как показано ниже. Обратитесь к тому блоку для большего количества детали о параметризации клапана и вычислениях блока (например, используемые, чтобы определить массовый расход жидкости через порты).
Variable Orifice ISO 6358 (G) | 2-Way Directional Valve (G) | 3-Way Directional Valve (G)
