С-Петербург, улица Тосина 3
+7 (812) 917-84-85
+7 (921) 316-27-00

Актуатор что это


актуатор

актуатор иначе актюатор (англ. actuator) — исполнительное устройство или его активный элемент, преобразующий один вид энергии (электрическую, магнитную, тепловую, химическую) в другой (чаще всего — в механическую), что приводит к выполнению определенного действия, заданного управляющим сигналом.

Слово «актуатор» происходит от английского термина «actuator» — устройство или элемент какого-либо устройства, который может «действовать». Как правило, когда говорят об актуаторах, речь идет о механическом действии — например, о линейном перемещении или вращении. В микро- и наносистемах вместо электромагнитного принципа преобразования энергии, используемого повсеместно в макроэлектронике, часто используют пьезоэлектрический или электростатический эффекты.

К простейшим типам электрических актуаторов относятся электростатические устройства на основе плоскопараллельных конденсаторов. Тепловые актуаторы обычно создают, используя эффекты теплового расширения или деформации контакта двух материалов (часто — пары металл–диэлектрик) с разной величиной коэффициента линейного теплового расширения. Разогрев элементов производят, пропуская через них электрический ток или нагревая окружающую среду. Такие актуаторы могут развивать достаточно большие усилия, однако эффективность использования энергии в них весьма мала (обычно не превышает 0,1%).

Химическое управление актуаторами может осуществляться при помощи изменения как состава окружающей среды, ее кислотности, так и других факторов, в частности, света. В качестве специфической разновидности химических наноактуаторов можно рассматривать так называемые биологические молекулярные моторы. Примером такого мотора может быть фермент эндонуклеаза рестрикции EcoR124I. Это крошечное устройство способно выталкивать и втягивать стержень диаметром 2 нанометра, сделанный из молекулы ДНК, со скоростью почти 190 нанометров в секунду, а общее перемещение может достигать трех микрометров. Вместо «нанобатарейки», такой молекулярный мотор использует молекулы АТФ (АТФ — аденозин 5'-трифосфат) — источник энергии, используемый живыми клетками. Чтобы «включить» такой «мотор», нужно «впрыснуть» порцию молекул АТФ.

Другой молекулярный мотор — АТФ-синтетаза, предназначенный для синтеза или гидролиза молекул АТФ, а также для переноса протонов (H+) через мембрану клетки. По эффективности работы и развиваемой силе АТФ-синтетаза существенно превосходит все известные в природе молекулярные моторы. Типичная сила, продуцируемая такой молекулярной турбиной, составляет около 1 пН, а мощность порядка 1 аВт (1·10-18). Существует множество других наноактуаторов, созданных на основе биологических молекул, полимеров, кремния и других материалов.

Иллюстрации

Наноактуатор-мотор. Слева приведена схема, а справа — реальное изображение, полученное с помощью сканирующего электронного микроскопа. Вращающаяся часть, называемая ротором, — крошечная золотая пластинка размером около 250 нм, которая закреплена на оси — углеродной нанотрубке. Вокруг ротора расположено три электрода — два по бокам и один снизу. Подавая на электроды переменное электрическое напряжение с амплитудой около 5 В, можно заставить наномотор вращаться.

Авторы
  • Гудилин Евгений Алексеевич
  • Шляхтин Олег Александрович
Источники
  1. Köhler M., Fritzsche W. Nanotechnology: An Introduction to Nanostructuring Techniques. — Weinheim: Wiley–VCH, 2004. — 272 p.
  2. Fennimore A.M., Yuzvinsky T.D., Wei-Qiang Han et al. Rotational actuators based on carbon nanotubes // Nature. 2003. V. 424. P. 408–410.
  3. Нанотехнологии. Азбука для всех / Под ред. Ю.Д. Третьякова. — М.: Физматлит, 2008. — 368 с.
  4. Наноэлектромеханические системы // Сайт «Нанометр». —www.nanometer.ru/2008/12/21/nems_54998.html
  5. Cornelius T. Handbook Techniques and Applications Design Methods; Fabrication Techniques; Manufacturing Methods; Sensors and Actuators; Medical Applications. — Springer, 2007. — 1350 p.
  6. Poole C. P., Owens F. J. Introduction to Nanotechnology. — New Jersey: Wiley–Interscience, 2003. — 388 p.

thesaurus.rusnano.com

Что такое актуатор и как он работает

Приводы или актуаторы являются механизмами, которые обеспечивают превращение внутренней энергии в механическую. Они используются повсюду: в бытовых приборах, в строительной технике, в электронике. Все они имеют как общие черты конструкции, так и различия по размеру и принципам действия.

Содержание статьи

Существует множество вариантов конструкции приводов. Наиболее простые приводы состоят из ходового винта, тисков, зажима и рычагов. Такие системы можно встретить в различных механизмах: от соковыжималки до дробилки камней. Более продвинутые линейные приводы включают в себя баллоны со сжатым воздухом, которые используются для обеспечения большей мощности частей машин. Они используются в гидравлических цилиндрах и, нередко являются составной частью строительной техники, такой как отбойные молотки, подъемники и домкраты. Существует и третий тип приводов – электрические. Они состоят из катушек с проволокой, которые вращаются под действием электромагнитной силы. Электрические линейные приводы чаще всего используются для открытия или закрытия дверей в автомобилях. Их еще можно встретить внутри двигателей электротранспорта или на конвейерах. Специализированные линейные приводы используются для узкого круга важных задач. Такими могут быть гидравлические детали для управления полетом на больших самолетах, которые должны перемещаться с точностью в десятые доли миллиметра. Еще их используют для станочного оборудования с крошечными серводвигателями и зубчатыми ремнями. Даже недорогие шаговые двигатели с линейным приводом, используемые в принтерах для домашних компьютеров, имеют шаг до одного миллиметра. Инженеры, интегрирующие линейные приводы в оборудование, должны детально понимать условия их работы, чтобы определить, какую конструкцию применять в той или иной ситуации. Это делается из экономических соображений, так как чем меньше ход рабочего цикла привода, тем дороже он стоит. Например, печатная головка в принтере должна располагаться очень точно над листом бумаги. Тормозные цилиндры в автомобиле, напротив, должны поглощать большое количество энергии, чтобы уменьшить время торможения и путь до полной остановки. Гидравлические цилиндры на больших экскаваторах, используемых в строительстве, должны уметь перемещать сотни килограммов груза с относительно маленькой погрешностью. Линейные приводы с электронным управлением, используемые в процессе сборки небольших деталей, перемещаются с ослепительной скоростью и собирают сотни микрочипов за небольшое время.

Как видно из всего вышесказанного, линейные приводы, хоть и имеют общие конструктивные особенности, сильно отличаются друг от друга по применению. Это обусловлено многими факторами: нагрузкой на прибор, размером, скоростью работы и многим другим.

Распечатать

Что такое актуатор и как он работает

www.kakprosto.ru

Актуатор — что это такое

Современные автомобили представляют собой сложные устройства. Многие их владельцы с целью повышения мощности, преднамеренно устанавливают турбокомпрессор.

Подобные агрегаты работают с очень высокими показателями давления, которые нужно постоянно регулировать. Оптимизировать данные особенности можно, используя актуатор турбины, о котором можно узнать на специализированных сайтах.

Основные понятия

Актуатор турбины представляет собой вакуумный регулятор, который используется в качестве защитной системы турбокомпрессора при нагрузках, возникающих во время высоких оборотов. Это устройство является своеобразным клапаном, устанавливаемым на выпускном коллекторе.

Принцип работы актуатора можно описать несколькими последовательными этапами:

  1. Отработанные газы, проходя выпускной коллектор, подаются вовнутрь турбины.
  2. Здесь они приводят в движение специальные крыльчатки, которые приводят в движение вал, расположенный под ними. Оба элемента способствуют тому, что повышается давление и воздух подается уже в камеру сгорания.
  3. При достижении давления высоких показателей, турбина начинает просто терять мощность и работает не так эффективно. В этот момент и происходит включение клапана (актуатора), который выпускает часть газов наружу, понижая этот показатель.

Одним из недостатков такого подхода является невозможность точного контроля показателей давления. Так, например, если вы настроили актуатор на выпуск газов при значении 0,7 бара, то он может открываться и когда показатель достигнет всего 0,35 бара.

Настройка актуатора

Основным признаком того, что эта часть системы работает неправильно, является дребезжание турбины во время глушения мотора. Настроить актуатор можно несколькими основными способами:

  • Установка новой пружины. Чтобы увеличить показатели давления, следует использовать более упругой детали, для понижения применяют мягкие пружинные элементы.
  • Изменение данных показателей выполняют с помощью поворота винта на конце вестгейта.
  • Введение в систему соленоида. Установленный механизм преднамеренно изменяет показатели давления, заставляя актуатор срабатывать в нужный момент.

Обратите внимание, что проводить любой вид настройки не желательно самостоятельно, так как это может привести к непредвиденным ситуациям. Лучше доверить решение этой задачи опытному специалисту.

Твитнуть

auto-zapchasti.com.ua

Актуатор сцепления, замка и турбины - что это такое, как выглядит, какие неисправности и как отремонтировать

Актуатор — это универсальный исполнительный механизм, используемый в разных технических областях. Состоят из механического привода, направляющей и моторчика. Что касается автомобилей, актуаторы используются в системе сцепления при автоматической трансмиссии, при работе центрального замка, а также в турбокомпрессоре.

Актуатор сцепления

Детально рассмотрим, как работает:

  • Актуатор сцепления
  • Актуатор центрального замка
  • Актуатор турбины

Актуатор сцепления

Роботизированные трансмиссии на сегодняшний день устанавливают даже на бюджетные автомобили (Тойота, Пежо, Ситроен, Сузуки и прочие, чьи владельцы зачастую и сталкиваются с проблемами в их работе). В состав системы входит много деталей, одними из которых являются актуатор переключения передач и актуатор сцепления. Они позволяют переключать передачи в автоматическом режиме.

Внешний вид актуатора сцепления

Описание работы

Актуатор сцепления — электромеханическое устройство, выполняющее работу по сжатию пружины выжимного диска сцепления. Оно работает в соответствии с командами, поступающими от блока управления трансмиссией. Корпус актуатора состоит из двух половинок. Внутри установлен вал с червячной шестерней. В процессе работы на него действуют три силы — сила в червячном зацеплении, сила компенсационной пружины, а также сила, исходящая от корзины сцепления.

Актуатор сцепления в разрезе

При поступлении сигнала от блока управления происходит перемещение вала, который через рабочий механизм приводит в движение корзину сцепления. Однако, как показывает практика, именно актуатор сцепления чаще других деталей в системе автоматической трансмиссии выходит из строя, лишая автовладельца возможности использовать машину.

Причины выхода из строя актуатора

Наиболее частая причина поломки — выход из строя втулок, которые установлены на оси червячной шестерни актуатора. Они обеспечивают вращение шестерни при выжиме корзины сцепления. Чтобы уменьшить трение, производители наносят на втулки тефлоновое покрытие. Однако ресурс работы втулок достаточно мал, и составляет около 100 тысяч километров пробега. После этого вероятность выхода актуатора из строя значительно возрастает. Дело в том, что в процессе эксплуатации без тефлонового покрытия силы трения возрастают настолько, что актуатор попросту перестает функционировать.

При перемещении шестерни актуатора компенсационная пружина сжимается, оказывая большое усилие на вал и втулки. Это значение составляет 100...150 кг на каждую втулку в зависимости от модели используемого механизма. Учитывая небольшой диаметр втулки, становится понятным, почему они со временем выходят из строя.

Кроме этого, вал актуатора поворачивается на незначительный угол. Поэтому смазка не передается на контактные линии взаимодействия вала со втулкой, из-за чего шарнир работает на сухую.

Втулки актуатора сцепления

Методы восстановления работоспособности актуатора сцепления

Самым распространенным и доступными методом ремонта является замена заводских втулок, которые пришли в негодность на точеные бронзовые или латунные втулки.

Подшипники для замены

Другой вариант — покупка втулок китайского производства, подобных оригинальным. Однако так лучше не поступать, поскольку их качество далеко от идеала, и не позволяет им долго функционировать в актуаторе. Ремонт подразумевает замену выточенных втулок, а также устранения выработки на валу актуатора сцепления. Это делается с тем, чтобы добиться плавного и ровного скольжения между упомянутыми деталями.

Однако наилучшим методом ремонта актуатора является замена втулок на шариковые подшипники. Они обеспечивают необходимую твердость, плавность качения, а также имеют свою собственную смазку, которая постоянно находится в их корпусе. При замене втулок на подшипники потребляемый актуатором рабочий ток снижается более чем в 2 раза.

Ремонт актуатора сцепления

Разборка и диагностика актуатора Тойота

Актуатор центрального замка

Конструкция центрального замка автомобиля несложна. Он состоит из блока управления и исполнительных механизмов — актуаторов (их еще иногда называют активаторами). При повороте ключа зажигания или подаче электронного сигнала от пульта ДУ срабатывают контакты управления, которые через центральный блок дают сигнал всем запирающим устройствам на открытие или закрытие.

Устройство и работа актуатора замка

Актуатор замка в разрезе

Это устройство представляет собой электрический микромотор, соединенный со штоком посредством реечной передачи. К штоку, в свою очередь, монтируется тяга механического замка. При подаче сигнала на двигатель происходит движение тяги, которая закрывает или открывает механический замок двери.

В связи с особенностью конструкции шток ходит на малое расстояние. Поэтому на электромотор нельзя подавать напряжение длительное время. Современные автоматические системы делают это приблизительно в течение 2 секунд. Их вполне достаточно для срабатывания каждого из приводных двигателей.

К приводному моторчику подходит два провода. По одному из них идет ток, а на втором образуется “масса”, то есть, соединение с кузовом автомобиля. Распределением, на какой провод подавать напряжение, занимается центральный электронный блок управления. В зависимости от этого меняется направление вращения вала двигателя, и как следствие, направление движения штока. То есть, происходит открытие или запирание замка на двери.

Возможные неисправности актуатора замка

Возможными неисправностями актуаторов центрального замка могут быть:

Ремонт актуатора двери Лада Приора

  • Выход из строя всех актуаторов. Первая возможная причина — действие длительного командного импульса, которое привело к перегоранию обмоток. Вторая причина — неисправность генератора, вследствие чего на актуаторы было подано повышенное напряжение. Решение — замена актуаторов, при необходимости выполнение ремонта генератора.
  • Клин одного или нескольких актуаторов в одном положении при расплавлении коллекторных узлов. Решение неисправности актуатора замка — замена вышедшего из строя исполнительного механизма.
  • Возникновение короткого замыкания в цепях управления актуаторами или повреждение изоляции. Решение — ревизия проводки, при необходимости замена поврежденных ее участков.
  • Короткое замыкание, повреждение проводки в силовых проводах актуатора или замыкание коллекторных пластин. Решение — замена поврежденных участков проводки, ремонт изоляции или замена актуатора.
  • Сгорел предохранитель. Решение — заменить его.
  • Шумная работа актуатора. Возможная причина заключается в износе рабочих шестерен. Решение — замена редукторного механизма.

Зачастую устранением неисправности и ремонтом привода замка является именно замена актуатора замка.

Замена актуатора центрального замка

Замена актуатора замка

Самостоятельная замена актуатора замка не представляет особых сложностей, хотя для этого и придется снять всю дверную обшивку, с тем, чтобы добраться до крепления и проводов. Если на двери имеются дополнительные кнопки, например, электрических стеклоподъемников, то нужно отсоединить от аккумулятора минусовую клемму. В противном случае можно обойтись без этого.

В процессе работы руководствуйтесь мануалом по работе с вашим автомобилем. Ведь в каждой модели обшивка двери крепится по-своему. Как правило, до актуатора можно добраться лишь сняв обшивку. В редких случаях необходимо демонтировать дополнительные механизмы. Актуатор обычно монтируется на паре болтов или саморезов. Чтобы снять его необходимо их открутить и отсоединить фишку.

В зависимости от того, какая деталь вышла из строя, нужно произвести ее замену. Чаще всего перегорают обмотки микромоторчика. Поскольку их никто не перематывает, то будет достаточно заменить его, предварительно купив аналогичный.

Актуатор турбины

Внешний вид актуатора турбины

Актуатор турбины — устройство, защищающее турбокомпрессор от перегрузок, которые естественным образом возникают при высоких оборотах двигателя. Агрегат по сути является байпасным клапаном, через который проходят излишки выхлопных газов. Он управляет скоростью вращения турбины и мощностью наддува.

Принцип работы

Отработанные выхлопные газы из выпускного коллектора отправляются в турбину. Попадая в ее горячую часть, они активируют горячую крыльчатку и вал. Соединенная валом крыльчатка холодной части создает давление на впускном коллекторе. Это обеспечивает подачу воздуха в камеру сгорания. Однако при больших оборотах в работу вступает вакуумный или электронный актуатор, который сбрасывает излишки выхлопных газов через упомянутый байпас.

Возможные поломки

Самая распространенная поломка — выход из строя или ошибка в работе электронного блока управления турбиной (на электронных актуаторах). Для их диагностики и устранения необходимо пользоваться специальными электронными тестерами. Дело в том, что срок службы механической части турбин выше, чем электронной. Однако поломка механической части турбины может привести к поломке и электронной составляющей.

Самыми вероятными причинами выхода из строя электронного актуатора (сервопривода) является повреждение одного из трех механизмов:

  • воздуховода;
  • воздушного фильтра (его загрязнение);
  • клапана EGR.

Если разрушается выпускной коллектор или случается поломка в поршневой группе, то это приводит к повреждению или полному выходу из строя механизма изменяемой геометрии. А это, в свою очередь, приводит к поломке механической части турбины.

Также среди вероятных поломок актуатора турбины могут быть следующие:

  • повреждение электронного блока или некоторых его составляющих;
  • неисправность в работе электромотора (сервопривода) или его полный выход из строя;
  • некорректная работа контактной группы электродвигателя;
  • поломка зубьев шестерен привода.

Методы устранения поломок

Перед устранением возможных поломок проводится диагностика блока управления актуатора. Для этого используются специальные тестеры. Однако это оборудование дорогостоящее и, как правило, ими пользуются на СТО. С его помощью тестируют исполнительный механизм (вакуумно-электрический клапан, клапан турбины с электрическим потенциометром). Дальнейшие действия зависят от выявленной поломки.

Что касается ремонта механической части, то для ремонта бывает достаточно разобрать и почистить актуатор. При этом необходимо смазать движущиеся детали. Если поломка в электронной части, то ее устранение самостоятельно невозможно. Для этого нужно обратиться за помощью в автомастерскую. Зачастую приходится полностью менять блок управления или актуатор целиком.

Ремонт актуатора турбины Skoda Octavia

Замена актуатора турбины на Kia Sorento Киа Сорренто с двигателем D4CB

Замена актуатора турбины

Замену актуатора турбины рассмотрим на примере автомобиля KIA Sorento с двигателем D4CB. Итак, для замены нужно:

  • Снять защитную крышку двигателя и верхнюю крышку воздушного фильтра.
  • Разобрать корпус воздушного фильтра и произвести демонтаж самого фильтра.
  • Выполнить демонтаж патрубка воздушного фильтра. Если корпус и патрубок грязные — их необходимо вымыть.
  • Далее производится снятие старого актуатора. Для этого нужно отсоединить его управление и расконтрить регулировочный винт, После этого раскрутить монтажные болты, выкрутить регулировочный винт и произвести демонтаж актуатора.
  • Все отверстия под болты необходимо почистить и обработать медным спреем с тем, чтобы в дальнейшем они не закисали и не возникало проблем с их закручиванием и выкручиванием.
  • Далее производится монтаж нового актуатора в обратном порядке. То есть, сначала выполняется наживление регулировочного винта хода актуатора, потом наживление монтажных болтов с их затягиванием.
  • После чего выполняется настройка актуатора турбины (см. ниже).
  • Производится сборка корпуса и непосредственно воздушного фильтра (при необходимости его нужно заменить), подключение управления актуатора, а также монтаж патрубка воздушного фильтра, заборника, хомута заборника, установка датчика ДМРВ и сборка всей конструкции.
  • Далее следует регулировка турбины (это следует производить с помощью электронных устройств) на основе информации от автопроизводителя.

Настройка актуатора турбины

После проведения процедуры по замене актуатора нужно выполнить его настройку. Также ее нужно производить при появлении следующих неисправностей:

  • характерное дребезжание в области турбины при глушении двигателя;
  • аналогичное дребезжание в процессе перегазовки при езде.

Электронный тестер

Чаще всего причиной этого становится свободный ход штока. Именно эта деталь во многом определяет величину давления в турбине. Из-за его работы оно может быть как пониженным, так и повышенным. Свободный ход штока говорит о именно о пониженном давлении. Под свободным ходом подразумевается люфт в несколько миллиметров. В нормальном рабочем состоянии радиального люфта быть не должно, величина осевого люфта — в пределах 1 мм.

При проведении компьютерной диагностики в случае несоответствия давления могут появиться ошибки — P2262 (не определяется давление турбонаддува), P0299 (чрезмерно низкое давление наддува)/ Также иногда появляются ошибки 11825 и P334B. Первая говорит о неисправности актуатора, вторая — о механической неисправности регулятора давления. Также часто загорается лампа EPC, а позже и Check Engine.

Увеличить давление наддува можно несколькими способами:

  • Замена пружины. Более жесткая пружина увеличит давление, более мягкая снизит его.
  • Затягивание или отпускание конца вестгейта. Так можно регулировать уровень открытия и закрытия заслонки. При расслаблении конца происходит удлинение тяги, при затягивании — укорачивание. При короткой тяге выполняется плотное закрытие заслонки, из-за чего нужно больше давление и времени для ее открытия.
  • Установка соленоида (буст-контроллера). Он позволяет изменять реальный показатель давления. Соленоид монтируется перед актуатором с тем, чтобы снижать давление, воздействующее на вестгейт. Его функция заключается в дополнительном сбросе части воздуха, то есть, “обмане” актуатора.

Самостоятельная настройка актуатора турбины производится на страх и риск владельца автомобиля, поскольку нужно знать значение давления и методику настройки.

Если вы не уверены в правильности своих действий, то рекомендуем вам обратиться за помощью к мастерам на СТО.

Алгоритм настройки актуатора:

  • Настройка проводится путем вращения регулирующей гайки. Она находится в районе байпаса. В некоторых машинах к ней можно получить доступ, лишь сняв турбокомпрессор.
  • После этого выполняется снятие скобы со штока. Для дальнейшей работы вам понадобятся ключ на 10 и плоскогубцы с длинной рабочей частью.
  • Отвернуть внешнюю гайку на 10.
  • С помощью плоскогубцев повернуть (подтянуть) регулировочную гайку против часовой стрелки до тех пор, пока калитка полностью не закроется. Далее проверить ее на предмет отсутствия вибрации.
  • После этого нужно выполнить еще 3-4 поворота гайки (каждый из них соответствует приблизительно 0,315 Бар на актуаторе).
  • После выполнения настройки нужно законтрить регулятор гайкой на 10.
  • Далее следует установить скобу обратно. То есть, в спокойном состоянии актуатор должен быть полностью закрыт (по максимуму).

Заключение

При выборе актуаторов описанных типов всегда отталкивайтесь от мануала к вашему автомобилю. Помните, что желательно покупать оригинальные запчасти а не их более дешевые аналоги. Что касается ремонта или настройки актуаторов поступайте аналогично. Выставляйте значения, которые прописаны производителем вашей машины. В случае возникновения затруднений обращайтесь за помощью на СТО.

Не нашли ответ на свой вопрос?

Спрашивайте в комментариях. Ответим обязательно!

etlib.ru


Смотрите также

 

"Питер - АТ"
ИНН 780703320484
ОГРНИП 313784720500453

Новости