Осевая гидравлическая сила, действующая на золотник
Силы клапана
Блок Spool Orifice Hydraulic Force симулирует установившуюся осевую гидравлическую силу, порожденную на золотник жидкостью, текущей через отверстие. Золотник принят, чтобы быть с острым краем. У вас есть две опции параметризации:
Прямоугольное отверстие, чтобы использоваться с блоком Orifice with Variable Area Slot
Круглое отверстие или набор круглых отверстий, чтобы использоваться с блоком Orifice with Variable Area Round Holes
Ширина паза или диаметр отверстий, должна быть значительно больше, чем радиальный зазор между золотником и втулкой. Соедините блок Spool Orifice Hydraulic Force последовательно с соответствующим блоком отверстия, чтобы контролировать скорость потока жидкости.
Сила симулирована согласно следующим уравнениям:
Для прямоугольного отверстия,
Поскольку круглые отверстия,
где
| F | Осевая гидравлическая сила |
| q | Скорость потока жидкости через отверстие |
| ρ | Плотность жидкости |
| A | Площадь постоянного отверстия |
| Θ | Струйный угол (рад) |
| x0 | Начальное открытие отверстий |
| s | Буферизуйте смещение |
| b | Ширина отверстия, для прямоугольного отверстия |
| D | Диаметр отверстия, поскольку круглые отверстия |
| Z | Количество круглых отверстий |
| δ | Радиальный зазор |
| or | Параметр ориентации относительно глобального положительного направления. Если отверстие открыто, в то время как золотник смещен в положительном направлении, or равняется 1. Если отверстие открыто, в то время как золотник смещен в отрицательном направлении, or равняется –1. |
Связи A и B являются гидравлическими портами, которые должны быть соединены последовательно с блоком отверстия, чтобы контролировать скорость потока жидкости. Связь S является портом физического сигнала, который обеспечивает смещение золотника. Связь F является портом физического сигнала, который выводит гидравлическое значение осевого усилия. Этот порт должен быть соединен с портом управления Идеального Исходного блока Силы. Сила, вычисленная в блоке всегда, действует, чтобы закрыть отверстие.
Переходные эффекты приняты, чтобы быть незначительными.
Струйное угловое приближение основано на уравнении Рихарда фон Мизеса.
Струйное угловое изменение с открытием отверстия идентично для прямоугольного отверстия и круглых отверстий отверстий.
Блок может использоваться с отверстиями, ширина которых или диаметр значительно больше, чем осевое открытие.
Выберите тип отверстия:
Rectangular slot — Отверстие создается золотником с острым краем и прямоугольным отверстием во втулке. Это значение по умолчанию.
Round holes — Отверстие создается золотником с острым краем, и набор круглых отверстий равномерно распределяется вдоль периметра втулки.
Ширина отверстия. Параметр должен быть больше нуля. Значением по умолчанию является 0.01 m. Параметр используется, если Orifice type установлен в Rectangular slot.
Диаметр отверстия. Если несколько отверстий используются, все они должны иметь тот же диаметр, тождественно выровненный относительно ребра золотника и распределенный равномерно среди периметра втулки. Параметр должен быть больше нуля. Значением по умолчанию является 0.005 m. Параметр используется, если Orifice type установлен в Round holes.
Количество круглых отверстий во втулке. Параметр должен быть больше нуля. Значением по умолчанию является 4. Параметр используется, если Orifice type установлен в Round holes.
Радиальный зазор между золотником и втулкой. Значением по умолчанию является 1e-5 m.
Начальное открытие отверстий. Параметр может быть положительным (приоткрытое отверстие), отрицательным (перекрывающееся отверстие) или равным нулю для установки нулевого перекрытия. Значение по умолчанию 0.
Параметр введен, чтобы задать эффект силы на открытии отверстия. Параметр может быть установлен на одну из двух опций: Opens in positive direction или Opens in negative direction. Значение Opens in positive direction задает отверстие, которое открывается, когда золотник перемещается в глобальное положительное направление. Значением по умолчанию является Opens in positive direction.
Блок имеет следующие порты:
AГидравлический порт сопоставлен с входом отверстия.
BГидравлический порт сопоставлен с выходом отверстия.
SПорт физического сигнала, который обеспечивает смещение золотника.
FПорт физического сигнала это выводит гидравлическое осевое усилие.
Следующий пример показывает модель 3-позиционного, распределительного клапана с гидравлическим управлением с 4 путями, где гидравлические осевые усилия, действующие на золотник, учитываются.
Золотник (массовый M1, вязкое трение TD1) смещен сервоприводом, симулированным двумя блоками Translational Hydro-Mechanical Converter. Связи A_S и B_S являются гидравлическими портами для того, чтобы подать экспериментальное давление управления.
Четыре отверстия переменного сечения представлены подсистемами:
Отверстие с гидравлическим усилителем мощности (УМ) силы
Отверстие с гидравлическим петабайтом силы
Отверстие с гидравлической силой AT
Отверстие с гидравлическим BT силы
Структуру подсистемы показывают на следующем рисунке.
Это состоит из блока Orifice with Variable Area Slot, который симулирует гидравлические свойства отверстия, соединенного последовательно с блоком Spool Orifice Hydraulic Force. Значение силы, вычисленное в блоке, экспортируется через его порт F и передается блоку Force.
Силы на всех четырех отверстиях (F_PA, F_PB, F_AT, F_BT) применяются к золотнику клапана, когда его показывают в первом схематическом.
Для получения дополнительной информации и для установок параметров, смотрите, что Сервоклапан Управляет Гидравлическим примером Привода.