Гидравлический клапан противовеса
Simscape / Жидкости / Гидравлика (Изотермическая) / Клапаны / Клапаны контроля потока
Клапаны противовеса используются в гидравлических системах, работающих с переопределяющей (безудержной) или приостановленной загрузкой. Они спроектированы, чтобы создать противодавление в возвратной линии привода, чтобы предотвратить теряющий контроль над загрузкой. Следующий рисунок показывает схематичный клапан противовеса.
Если распределительный клапан (не показанный в изображении) смещен в положение, которое понижает загрузку, то жидкость от емкости стержня цилиндра может выйти, только если давление в порте P (экспериментальное давление) и порте L (давление загрузки) создает достаточно силы, чтобы преодолеть упругую силу и открыть клапан. В помехах клапан описан уравнением
(1) |
где
F 0 | Установка Spring |
c | Коэффициент упругости |
x | Открытие клапана |
Пилот p | Экспериментальное давление (давление в порте P) |
Загрузка p | Загрузите давление (давление в порте L) |
p назад | Противодавление (давление в порте B возврата) |
Пилот A | Эффективная площадь клапана в порте управления P |
Загрузка A | Эффективная площадь клапана в порте L загрузки |
A назад | Эффективная площадь клапана в порте B возврата |
Уравновесьте клапан, классифицированный типом, внутренне внешне ведомый клапан, потому что и экспериментальное давление и давление загрузки имеют тенденцию открывать клапан. После незначительных перестановок уравнение 1 принимает форму
(2) |
где
p установлен | Установка давления клапана |
c p | Жесткость давления Spring (Па/м) |
x | Открытие клапана |
Пилот k | Экспериментальное отношение |
k назад | Отношение противодавления |
Смещение клапана определяется из уравнения 2:
(3) |
где x макс. является максимальным смещением клапана.
Блок Counterbalance Valve может быть представлен как следующая структурная модель.
Датчики давления измеряют давление в соответствующих портах и передают их значения блоку Fcn, который, вместе с блоком PS Saturation, выполняет вычисления в соответствии с уравнением 3. Смещение клапана передается через блок задержки первого порядка, созданный из PS Subtract, PS Gain и блоков PS Integrator, с учетом динамики клапана. Усиление блока PS Gain установлено в 1/T, где T является постоянной времени. Variable Orifice и блоки Check Valve симулируют отверстие клапана противовеса и запорный клапан. В фактической модели блока Counterbalance Valve операции, выполняемые датчиками и блоком Fcn, выполняются в разделе уравнения блока.
Блок Counterbalance Valve является по существу моделью, основанной на таблице данных. В зависимости от данных, перечисленных в каталогах производителя или таблицах данных для вашего конкретного клапана, можно выбрать одну из следующих опций модели параметризации:
By maximum area and opening
— Используйте эту опцию, если таблица данных обеспечивает только максимальную площадь отверстия и диапазон максимума поршня управления.
By area vs. opening table
— Используйте эту опцию, если каталог или таблица данных предоставляют таблицу области прохода отверстия на основе перемещения органа управления.
В последнем случае блок PS Saturation в структурной модели заменяется блоком PS Lookup Table (1D), и можно выбрать из трех интерполяций и двух методов экстраполяции.
Связи L и B являются гидравлическими портами, сопоставленными с загрузкой и портами противодавления клапана. Гидравлический порт P сопоставлен с портом управления. Положительное направление блока от порта L до порта B. Положительное давление в порте P открывает клапан.
Движущие силы клапана аппроксимированы путем представления задержки первого порядка между датчиками давления и перемещением органа управления отверстия переменного сечения.
Инерция, трение или гидравлические силы, действующие на орган управления клапана, не учтены.