气缸缓冲器 (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：

块局部限制 (TL) 是节流阀的模型。
块单向阀 (TL) 是单向阀的模型。
程序块孔口 (TL) 对堵塞和端盖之间的可变间隙进行建模。
程序块绝对平移运动传感器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

# 缓冲柱塞横截面积 — 阻尼塞的横截面积
m^2 | cm^2 | ft^2 | in^2 | km^2 | mi^2 | mm^2 | um^2 | yd^2

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

# 缓冲柱塞长度 — 阻尼塞长度
m | cm | ft | in | km | mi | mm | um | yd

Details

阻尼塞的长度。

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

# 执行器活塞初始位移 — 活塞初始排量
m | cm | ft | in | km | mi | mm | um | yd

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

# 致动器机械方向 — 活塞位移方向
A 处的压力导致 R 相对于 C 的正位移 | A 处的压力导致 R 相对于 C 的负位移

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

# 活塞横截面积 — 活塞孔横截面积
m^2 | cm^2 | ft^2 | in^2 | km^2 | mi^2 | mm^2 | um^2 | yd^2

Details

液压缸活塞孔的横截面积。

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

阀门

# 缓冲孔面积 — 蝶阀孔面积
m^2 | cm^2 | ft^2 | in^2 | km^2 | mi^2 | mm^2 | um^2 | yd^2

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

# 柱塞和缓冲套之间的泄漏面积 — 当柱塞位于盖孔内时的总泄漏面积
m^2 | cm^2 | ft^2 | in^2 | km^2 | mi^2 | mm^2 | um^2 | yd^2

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

# 单向阀破裂压差 — 单向阀开始打开时的压差
Pa | GPa | MPa | atm | bar | kPa | ksi | psi | uPa | kbar

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` \| `GPa` \| `MPa` \| `atm` \| `bar` \| `kPa` \| `ksi` \| `psi` \| `uPa` \| `kbar`
默认值	`0.01 MPa`
程序使用名称	`delta_p_crack`
可计算	是

# 单向阀最大压差 — 完全打开止回阀所需的压降
Pa | GPa | MPa | atm | bar | kPa | ksi | psi | uPa | kbar

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` \| `GPa` \| `MPa` \| `atm` \| `bar` \| `kPa` \| `ksi` \| `psi` \| `uPa` \| `kbar`
默认值	`0.1 MPa`
程序使用名称	`delta_p_max`
可计算	是

# 单向阀最大面积 — 全开止回阀的面积
m^2 | cm^2 | ft^2 | in^2 | km^2 | mi^2 | mm^2 | um^2 | yd^2

Details

止回阀阀嘴在全开位置的横截面积。

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

# 单向阀泄漏面积 — 止回阀完全关闭时的总泄漏面积
m^2 | cm^2 | ft^2 | in^2 | km^2 | mi^2 | mm^2 | um^2 | yd^2

Details

止回阀完全关闭时的总泄漏面积。

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

# 平滑系数 — 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。