Cylinder Cushion (TL)

导热液体网络中的液压缸阻尼器。

类型: EngeeFluids.ThermalLiquid.Actuators.Auxiliary.CylinderCushion

图书馆中的路径:

/Physical Modeling/Fluids/Thermal Liquid/Actuators/Auxiliary Components/Cylinder Cushion (TL)

说明

气缸缓冲器 (TL)* 装置是导热液体网络中的液压气缸阻尼器。当气缸杆接近行程末端时，阻尼器会减慢气缸杆的速度，限制流出活塞腔的液体流量。下图显示了典型的阻尼器设计[1]。

cylinder cushion il 1 cn

当活塞向活塞盖（图中左侧）移动时，阻尼器套筒或柱塞进入活塞盖上的配合孔（阻尼器腔），为流体离开气缸工作腔提供额外阻力。当柱塞进入盖帽中的阻尼器腔并阻塞主流体出口时，活塞开始减速。在这种情况下，流体流经节流阀和最小间隙。节流阀限制流体流出工作腔并制动活塞。

液压缸阻尼器由两个孔口、可变截面和恒定截面以及一个单向阀组成。可变孔径表示塞子与端盖凹槽之间的可变间隙。恒定截面孔是连接阻尼器腔和活塞腔的通道中的节流孔。单向阀只有在活塞伸出时才允许阻尼器腔和活塞腔之间的流量。

气缸缓冲器 (TL)* 组件是由以下部件组成的复合组件：

块Local Restriction (TL) 是节流阀的模型。
块Check Valve (TL) 是单向阀的模型。
程序块Orifice (TL) 对堵塞和端盖之间的可变间隙进行建模。
程序块Absolute Translational Motion Sensor 将阀芯与端盖空腔之间的距离转换为物理信号。该信号可控制可变间隙的开度。

cylinder cushion tl 2

气缸缓冲器（TL）* 块可用于模拟液压传动器。单作用或双作用液压执行器可包括阻尼器，用于减慢冲程两端附近的活塞速度。当活塞被端盖阻挡时，阻尼器可防止剧烈冲击。

端口 A 和 B 是分别与流体供应和活塞腔相关的非定向传热流体端口。端口 R 是与活塞柱塞相关的机械非定向端口。端口 C 是与气缸夹紧结构相关的机械非定向端口。阀块可抑制从端口 B 到端口 A 的流量。阀块中的单向阀从端口 A 到端口 B。

可变端口面积

在可变孔口阀块中，假定当柱塞远离阀盖时，主流体通道的横截面是开放的，其面积为，其中是圆形柱塞的直径。当柱塞位于盖内时，孔口完全封闭，孔口面积等于泄漏面积。当柱塞向盖移动时，流体通过径向间隙从缸腔流入盖上的往复孔。假设孔口面积随活塞运动在最大面积和泄漏面积之间呈线性变化。给定活塞位置的孔口面积为

其中

- 是给定活塞位置的孔面积；
- 是柱塞和缓冲套之间的泄漏面积，即 *柱塞和缓冲套之间的泄漏面积 * 的值；
- 最大孔径，等于 * 缓冲柱塞横截面积 *；
- 活塞位置。活塞初始位移；参数*执行器活塞初始位移*的值；
- 当*执行器机械方向*参数设置为 "A 处的压力导致 R 相对于 C 的正位移 "时，其值为 "1"；当*执行器机械方向*参数设置为 "A 处的压力导致 R 相对于 C 的负位移 "时，其值为"-1"；
- 缓冲柱塞长度，*缓冲柱塞长度*的值；
- 缓冲柱塞直径，缓冲柱塞直径。

对面积和压力值进行数值平滑处理

通过调整*平滑系数*参数来保持模拟的数值稳定性。如果*平滑系数*不为零，孔口面积和单向阀控制压力将被平滑处理。柱塞和缓冲套之间的*泄漏面积*和*缓冲柱塞截面积*也会被平滑。阀门的控制压力在*单向阀破裂压差*和*单向阀最大压差*参数之间连续变化。

端口

非定向

# A — 进气口
导热液体

Details

导热流体的端口与阻尼器空腔的入口相对应。

程序使用名称

port_a

# C — 船体
渐进式机械

Details

与液压缸支撑结构相对应的机械渐进端口。

程序使用名称

case_flange

# B — 出风口
导热流体

Details

与活塞腔出口相对应的导热流体端口。

程序使用名称

port_b

# R — 茎
渐进力学

Details

与液压缸的速度和活塞力相对应的机械渐进端口。

程序使用名称

rod_flange

参数

缓冲柱塞

# Cushion plunger cross-sectional area — 阻尼塞的横截面积
m^2 | um^2 | mm^2 | cm^2 | km^2 | in^2 | ft^2 | yd^2 | mi^2 | ha | ac

Details

阻尼塞的横截面积。面积等于，其中是圆塞的直径。

计量单位	`m^2` \| `um^2` \| `mm^2` \| `cm^2` \| `km^2` \| `in^2` \| `ft^2` \| `yd^2` \| `mi^2` \| `ha` \| `ac`
默认值	`1e-4 m^2`
程序使用名称	`plunger_area`
可计算	是

# Cushion plunger length — 阻尼塞长度
m | um | mm | cm | km | in | ft | yd | mi | nmi

Details

阻尼塞的长度。

计量单位	`m` \| `um` \| `mm` \| `cm` \| `km` \| `in` \| `ft` \| `yd` \| `mi` \| `nmi`
默认值	`1e-3 m`
程序使用名称	`plunger_length`
可计算	是

# Initial actuator piston displacement — 活塞初始排量
m | um | mm | cm | km | in | ft | yd | mi | nmi

Details

模拟开始时活塞在气缸中的偏移量。该位移定义了可变孔的初始面积，用于模拟柱塞和端盖之间的可变间隙。

依赖关系

如果*执行器机械方向*设置为 "A 处的压力导致 R 相对于 C 的正位移"，则初始活塞位移值必须大于或等于零。

如果 执行器机械方向 设置为 "A 处的压力导致 R 相对于 C 的负位移"，则初始活塞位移值必须小于或等于零。

计量单位	`m` \| `um` \| `mm` \| `cm` \| `km` \| `in` \| `ft` \| `yd` \| `mi` \| `nmi`
默认值	`0.0 m`
程序使用名称	`offset`
可计算	是

# Actuator mechanical orientation — 活塞位移方向
Pressure at A causes positive displacement of R relative to C | Pressure at A causes negative displacement of R relative to C

Details

所连接执行机构的活塞位移方向。如果该参数设置为 "A 处的压力导致 R 相对于 C 的正向位移"，则活塞以 R 至 C 的正向位移伸出。如果该参数设置为 "A 处的压力导致 R 相对于 C 的负位移"，则活塞在 R 至 C 的正位移处缩回。

值	`Pressure at A causes positive displacement of R relative to C` \| `Pressure at A causes negative displacement of R relative to C`
默认值	`Pressure at A causes positive displacement of R relative to C`
程序使用名称	`orientation`
可计算	无

# Piston cross-sectional area — 活塞孔横截面积
m^2 | um^2 | mm^2 | cm^2 | km^2 | in^2 | ft^2 | yd^2 | mi^2 | ha | ac

Details

液压缸活塞孔的横截面积。

计量单位	`m^2` \| `um^2` \| `mm^2` \| `cm^2` \| `km^2` \| `in^2` \| `ft^2` \| `yd^2` \| `mi^2` \| `ha` \| `ac`
默认值	`0.01 m^2`
程序使用名称	`piston_area`
可计算	是

阀门

# Cushion orifice area — 蝶阀孔面积
m^2 | um^2 | mm^2 | cm^2 | km^2 | in^2 | ft^2 | yd^2 | mi^2 | ha | ac

Details

当柱塞位于阻尼器腔内时，流体从活塞腔流出的节流阀孔的恒定面积。

计量单位	`m^2` \| `um^2` \| `mm^2` \| `cm^2` \| `km^2` \| `in^2` \| `ft^2` \| `yd^2` \| `mi^2` \| `ha` \| `ac`
默认值	`1e-6 m^2`
程序使用名称	`cushioning_valve_area`
可计算	是

# Leakage area between plunger and cushion sleeve — 当柱塞位于盖孔内时的总泄漏面积
m^2 | um^2 | mm^2 | cm^2 | km^2 | in^2 | ft^2 | yd^2 | mi^2 | ha | ac

Details

当柱塞位于阻尼器腔内时，可能发生泄漏的总面积。当活塞运动小于或等于*缓冲柱塞长度*时，柱塞和盖板间隙的可变孔口面积等于该参数值。

计量单位	`m^2` \| `um^2` \| `mm^2` \| `cm^2` \| `km^2` \| `in^2` \| `ft^2` \| `yd^2` \| `mi^2` \| `ha` \| `ac`
默认值	`1e-7 m^2`
程序使用名称	`plunger_leakage_area`
可计算	是

# Check valve cracking pressure differential — 单向阀开始打开时的压差
Pa | uPa | hPa | kPa | MPa | GPa | kgf/m^2 | kgf/cm^2 | kgf/mm^2 | mbar | bar | kbar | atm | ksi | psi | mmHg | inHg

Details

单向阀开始打开时单向阀两端的最小压差。单向阀允许流体从阻尼器腔自由流向活塞腔，但不允许流体反向流动。

计量单位	`Pa` \| `uPa` \| `hPa` \| `kPa` \| `MPa` \| `GPa` \| `kgf/m^2` \| `kgf/cm^2` \| `kgf/mm^2` \| `mbar` \| `bar` \| `kbar` \| `atm` \| `ksi` \| `psi` \| `mmHg` \| `inHg`
默认值	`0.01 MPa`
程序使用名称	`delta_p_crack`
可计算	是

# Check valve maximum pressure differential — 完全打开止回阀所需的压降
Pa | uPa | hPa | kPa | MPa | GPa | kgf/m^2 | kgf/cm^2 | kgf/mm^2 | mbar | bar | kbar | atm | ksi | psi | mmHg | inHg

Details

单向阀完全打开时单向阀上所需的压降。该参数值必须大于 * 止回阀开启压差 *。单向阀允许流体从阻尼器腔自由流向活塞腔，但不允许流体反向流动。

计量单位	`Pa` \| `uPa` \| `hPa` \| `kPa` \| `MPa` \| `GPa` \| `kgf/m^2` \| `kgf/cm^2` \| `kgf/mm^2` \| `mbar` \| `bar` \| `kbar` \| `atm` \| `ksi` \| `psi` \| `mmHg` \| `inHg`
默认值	`0.1 MPa`
程序使用名称	`delta_p_max`
可计算	是

# Check valve maximum area — 全开止回阀的面积
m^2 | um^2 | mm^2 | cm^2 | km^2 | in^2 | ft^2 | yd^2 | mi^2 | ha | ac

Details

止回阀阀嘴在全开位置的横截面积。

计量单位	`m^2` \| `um^2` \| `mm^2` \| `cm^2` \| `km^2` \| `in^2` \| `ft^2` \| `yd^2` \| `mi^2` \| `ha` \| `ac`
默认值	`1e-4 m^2`
程序使用名称	`check_valve_max_area`
可计算	是

# Check valve leakage area — 止回阀完全关闭时的总泄漏面积
m^2 | um^2 | mm^2 | cm^2 | km^2 | in^2 | ft^2 | yd^2 | mi^2 | ha | ac

Details

止回阀完全关闭时的总泄漏面积。

计量单位	`m^2` \| `um^2` \| `mm^2` \| `cm^2` \| `km^2` \| `in^2` \| `ft^2` \| `yd^2` \| `mi^2` \| `ha` \| `ac`
默认值	`1e-10 m^2`
程序使用名称	`check_valve_leakage_area`
可计算	是

# Smoothing factor — 数值平滑因子

Details

连续平滑系数，通过修正阀门在接近打开和接近关闭位置的特性来实现平稳打开。设置一个小于 1 的非零值，以提高这些模式下模拟的稳定性。

默认值	`0.01`
程序使用名称	`smoothing_factor`
可计算	是

文学

Rohner, P. _工业液压控制_第四版。布里斯班：约翰威利父子出版社，1995 年。