Variable-Displacement Motor (IL)

等温流体网络中的变排量液压马达。

blockType: EngeeFluids.IsothermalLiquid.Turbomachinery.VariableDisplacementMotor

图书馆路径:

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说明

块 Variable-Displacement Motor (IL) 模拟排量可变的液压马达。流体可以从 A 端口流向 B 端口（正向模式），也可以从 B 端口流向 A 端口（反向模式）。当压力沿流动方向下降时，即为液压马达模式。当流动方向的压力升高时，则实现泵模式。

轴的旋转与流经液压马达的工作容积的符号相对应，该符号作为标量信号输入端口 D。端口 D 的正位移对应于正向模式下的正轴旋转。端口 D 的负位移对应于前进模式下轴的负角速度。

运行模式如图所示。

variable displacement motor il 1

设备有八种运行模式。工作模式取决于从端口 A 到端口 B 的压降、角速度和工作容积。在上图中，这些模式以图表的八分之一表示：

模式 1，液压马达正向模式：流量从*A*口流向*B*口，导致压力从*A*口下降到*B*口，轴的角速度为正值。
模式 2，反向泵模式：负轴角速度导致从端口 B 到端口 A 的压力增加，流量从端口 B 到端口 A。
模式 3，反向液压马达模式：流量从*B*口流向*A*口，导致*B*口流向*A*口的压力降低，轴角速度为负值。
模式 4，正向泵模式：正轴角速度导致从端口 A 到端口 B 的压力增加，流量从端口 A 到端口 B。
模式 5，反向泵模式：正向轴角速度导致压力从端口 B 增加到端口 A，流量从端口 B 增加到端口 A。
模式 6，直接液压马达模式：流量从端口 A 流向端口 B，导致压力从端口 A 减小至端口 B，轴角速度为负值。
模式 7，正向泵模式：负轴角速度导致从端口 A 到端口 B 的压力增加，流量从端口 A 到端口 B。
模式 8，反向液压马达模式：流量从端口 B 流向端口 A，导致压力从端口 B 减小至端口 A，轴角速度为正值。

液压马达模块具有分析参数化、表格参数化和通过输入信号进行参数化的功能。使用表格数据或输入信号进行参数设置时，可以根据效率或容积损失和机械损失选择液压马达的性能特征。

在表格数据和输入信号的参数化变体中，阈值参数如下 Pressure drop threshold for motor-pump transition , Angular velocity threshold for motor-pump transition 和 Displacement threshold for motor-pump transition 定义了液压马达工作模式之间可发生数值平滑流量过渡的区域。选择的过渡区域应为过渡项提供一定的余量，但相对于压力和角速度应足够小，以免影响计算结果。对于位移阈值，选择一个小于正常运行时典型位移的阈值。

泄漏和摩擦扭矩的分析参数化

如果参数 Leakage and friction parameterization 设置为 Analytical，设备将根据轴速、压降、机械效率和容积效率的额定值计算泄漏和摩擦扭矩。泄漏率取决于液压马达上的压降，计算公式为

其中

;
- 是液体的平均密度；
- 用于计算分析损失的哈根-普瓦耶系数：

其中
- - 参数值 Nominal displacement ;
- - 参数值 Nominal shaft angular velocity ;
- - 参数值 Volumetric efficiency at nominal conditions ;
- - 参数值 Nominal pressure drop .

摩擦扭矩取决于液压马达的压降，计算公式为

其中

- 参数值 No-load torque ;
- 额定工作容积下的摩擦力矩-压力系数，根据参数值确定。 Mechanical efficiency at nominal conditions , ：

其中是额定条件下的摩擦扭矩：
- 端口 A 和 B 之间的压降；
- 轴角速度，或。

表格参数化

使用液压马达效率或损耗的表格数据时，可提供一种或多种运行模式的数据。表格数据的符号定义了设备的运行模式。如果提供的工作模式数据少于 8 种，则设备会通过将给定数据扩展到剩余的八分位数来计算其他模式的附加数据。

Table data - parameterisation of volumetric and mechanical efficiencies

如果参数 Leakage and friction parameterization 设置为 Tabulated data - volumetric and mechanical efficiencies，设备将使用体积效率和机械效率的表格数据执行参数化。

泄漏流量为

其中

;
;
- 容积效率，根据用户提供的表格数据推算；
- 过渡项，表示

其中
- ;
- - 参数值 Pressure drop threshold for motor-pump transition ;
- ;
- - 参数值 Angular velocity threshold for motor-pump transition .

摩擦扭矩等于：

其中

;
;
- 机械效率，根据用户提供的表格数据推算。

表格数据 - 容积损失和机械损失的参数化。

如果参数 Leakage and friction parameterization 设置为 "表格数据 - 容积损失和机械损失"，程序块将使用表格数据对容积损失和机械损失进行参数化。

泄漏流量为

其中是基于 * 体积损失表参数 q_loss(Δp,w,D)*的插值，该参数基于用户提供的压降、轴角速度和流体工作容积数据。

轴摩擦扭矩为

其中是根据*机械损耗表参数 torque_loss(Δp,w,D)*进行的插值，该参数基于用户提供的压降、轴角速度和流体工作容积数据。

通过输入信号进行参数化

如果参数 Leakage and friction parameterization 设置为 `Input signal - volumetric and mechanical efficiencies`则 EV 和 EM 端口打开。内部泄漏和轴摩擦的计算方法与参数化相同。 `Tabulated data - volumetric and mechanical efficiencies`但和的值将分别直接输入 EV 和 EM 端口。

如果参数 Leakage and friction parameterization 设置为 `Input signal - volumetric and mechanical losses`则端口 LV 和 LM 将被打开。这些端口以正标量形式接收泄漏流量和摩擦力矩值。泄漏流量的计算公式为

其中

- 是端口 LV 的泄漏体积流量；
- 参数值 Pressure drop threshold for motor-pump transition .

摩擦扭矩的计算公式为

其中

- 是端口 LM 获得的摩擦扭矩；
- 参数值 Angular velocity threshold for motor-pump transition .

容积效率和机械效率在用户定义的最小和最大设定点之间变化。任何低于或高于此范围的值将分别取最小和最大设定点。

液压马达操作

液压马达的流量为

其中 .

液压马达的扭矩为

其中 .

液压马达轴产生的机械功率为：

液压马达的液压功率为

如果您想知道程序块是否能在所提供的表格数据之外运行，可以设置参数 Check if operating beyond the range of supplied tabulated data 值 `Error`以在这种情况下停止模拟。通过输入信号对容积损失或机械损失进行参数设置时，如果模拟超出了电机运行模式，可使用参数 检查是否超出电机运行模式 进行通知。

还可以监控液压马达的功能。设置参数 Check if pressures are less than motor minimum pressure 值 `Error`以在输出压力低于最小设定值时停止模拟。

端口

非定向

# R — 机械端口
旋转机械

Details

轴的旋转角速度和扭矩。

程序使用名称

rod_flange

# C — 机械端口
旋转机械

Details

物体的角速度和扭矩。

程序使用名称

case_flange

# A — 等温液体端口
等温液体

Details

液压马达的液体入口或出口。

程序使用名称

port_a

# B — 等温液体端口
等温液体

Details

液压马达的液体入口或出口。

程序使用名称

port_b

输入

# D — 工作容积
尺度

Details

以 m³/rad 为单位通过液压马达的液体体积，为标量。

数据类型	`Float64`.
复数支持	无

# 电动车 — 容积效率
尺度

Details

以标量形式指定的容积效率。数值范围必须在 0 到 1 之间。

依赖关系

要使用此端口，请设置参数 Leakage and friction parameterization 值 Input signal - volumetric and mechanical efficiencies.

数据类型	`Float64`.
复数支持	无

# EM — 机械效率
尺度

Details

液压马达的机械效率，以标量形式给出。数值范围必须在 0 至 1 之间。

依赖关系

要使用此端口，请设置参数 Leakage and friction parameterization 值 Input signal - volumetric and mechanical efficiencies.

数据类型	`Float64`.
复数支持	无

# LV — 泄漏体积流量
尺度

Details

液压马达损耗，单位 m³/s，以标量形式给出。

依赖关系

要使用该端口，请将参数 Leakage and friction parameterization 值 Input signal - volumetric and mechanical losses.

数据类型	`Float64`.
复数支持	无

# LM — 摩擦力矩
尺度

Details

液压马达的机械损耗，单位 N-m，以标量形式表示。

依赖关系

要使用该端口，请将参数 Leakage and friction parameterization 值 Input signal - volumetric and mechanical losses.

数据类型	`Float64`.
复数支持	无

参数

# Leakage and friction parameterization — 计算泄漏率和摩擦力矩的方法
Analytical | Tabulated data - volumetric and mechanical efficiencies | Tabulated data - volumetric and mechanical losses | Input signal - volumetric and mechanical efficiencies | Input signal - volumetric and mechanical losses

Details

液压马达的泄漏和摩擦特性的参数化。

Analytical -使用解析方程计算泄漏率和摩擦力矩。
Tabulated data - volumetric and mechanical efficiencies -根据用户定义的参数计算容积效率和机械效率 Pressure drop vector; dp 和 Shaft angular velocity vector; w 和 Displacement vector; D 并基于相应的三维表进行插值。 Volumetric efficiency table; e_v(dp;w;D) 和 Mechanical efficiency table; e_m(dp;w;D) .
Tabulated data - volumetric and mechanical losses -根据用户定义的参数计算泄漏流量和摩擦力矩 Pressure drop vector; dp 和 Shaft angular velocity vector; w 和 Displacement vector; D 并基于相应的三维表进行插值。 Volumetric loss table; q_loss(dp;w;D) 和 Mechanical loss table; torque_loss(dp;w;D) .
Input signal - volumetric and mechanical efficiencies -体积和机械效率分别作为信号传输到*EV*和*EM*端口。
Input signal - volumetric and mechanical losses -泄漏流量和摩擦力矩分别作为信号发送到端口*LV*和*LM*。

值	`Analytical` \| `Tabulated data - volumetric and mechanical efficiencies` \| `Tabulated data - volumetric and mechanical losses` \| `Input signal - volumetric and mechanical efficiencies` \| `Input signal - volumetric and mechanical losses`
默认值	`Analytical`
程序使用名称	`leakage_and_friction_parameterization`
可计算	无

Details

泵在标称操作条件下位移的液体量。

依赖关系