Engineering
Hydraulikzylinder
Heben Sie eine Last mit einem doppeltwirkenden Zylinder über ein Wegeventil und lesen Sie die Drücke beider Kammern ab: bei gleichem Zufluss zur Arbeitskammer ist Einfahren schneller als Ausfahren, weil die Stange einen Teil der Kolbenfläche einnimmt; schließen Sie das Ventil, und die Last hängt an einer Ölsäule und kriecht über die Dichtungsleckage ab; machen Sie das Öl mit Luft weicher, und der Druck baut sich langsamer auf. pQ der Versorgung schließt mit Fv der Last, Drosselung, Leckage und Ölkompression.
Was passiert
Ein senkrechter Zylinder mit 50-mm-Kolben und 28-mm-Stange hebt 200 kg über ein 4/3-Wegeventil aus einer 100-bar-Versorgung. Die Ventilöffnungen führen den turbulenten Strom C_d·A·√(2Δp/ρ); der Druck jeder Kammer folgt dp/dt = β/V·(Q − A·v − K·p) mit dem Kompressionsmodul des Öls und äußerer Leckage über die Dichtungen; der Kolben erfährt die Drücke auf den zwei Flächen, die Last, geglättete Coulomb- und viskose Reibung und elastische Endanschläge. Die Stangenseite hat 69 % der Kolbenfläche, sodass der Zylinder bei gleichem Kammerzufluss schneller einfährt. Gleiche Ventilöffnung bedeutet jedoch nicht gleichen Volumenstrom: Last und Gegendruck im Rücklauf beeinflussen die Geschwindigkeit. RK4 mit 20 μs; pQ der Versorgung wird wiedergefunden in Lastarbeit, kinetischer Energie, Reibung, Ventildrosselung, Leckage und Ölkompression.
Zum Ausprobieren
Fahren Sie aus, dann mit demselben Ventil ein, und vergleichen Sie Geschwindigkeiten und Drücke; schließen Sie das Ventil und lesen Sie das Kriechen ab; machen Sie das Öl weicher und sehen Sie den Druck langsamer steigen.
Das Modell und seine Grenzen
Konzentrierte Kammern mit gleichförmigem Druck, Öffnungsstrom mit festem Beiwert, laminare Leckage zum Tank, keine Schlauchdynamik und Pumpenpulsation, Drücke bei null begrenzt statt eines Kavitationsmodells.
Gleichungen des Moduls
Gleichungen Q = C_d·A_v·√(2·Δp/ρ) dp_A/dt = β/V_A·(Q_A − A_p·v − K·p_A) m·dv/dt = p_A·A_p − p_B·A_r − F − F_fr p_s·Q_s = F·v + Σ Q·Δp + K·(p_A² + p_B²) + Σ p·dV_c/dt
