Proposta de modelo para descrição da vazão em válvulas direcionais proporcionais, com efeito de vazamento

Abstract

O presente trabalho tem como objetivo apresentar uma modelagem matemática mais completa para a descrição da vazão em válvulas direcionais proporcionais. O modelo matemático da vazão em uma válvula direcional proporcional é fundamental para o estudo dos sistemas hidráulicos, principalmente àqueles ligados ao controle de posição, força e velocidade de atuadores hidráulicos. Estas formas de controle são bastante empregadas na robótica, siderurgia, indústria, aviação, marinha entre outras. Atualmente, dispõe-se de modelos linearizados que incorporam os efeitos de vazamentos internos, mas não incluem o fator quadrático da pressão, o que traz resultados muito afastados da realidade quando a válvula opera distante do seu ponto central. Nos modelos não lineares, está presente o fator quadrático da pressão mas, por sua vez, não são contemplados os vazamentos internos das válvulas, provocando erros significativos quando o sistema hidráulico está sujeito a cargas maiores. O modelo não linear proposto no presente trabalho é baseado na composição da vazão nos diversos orifícios de controle da válvula, acrescentando os efeitos de vazamentos internos e, para a definição dos parâmetros presentes no modelo, são propostos procedimentos de teste e a correlação com os dados de catálogos técnicos. Assim sendo, apresenta-se uma modelagem matemática não linear mais completa e que permite uma representação mais aproximada dos fenômenos físicos nos projetos hidráulicos.