Что такое актуатор. Актуатор сцепления: принцип работы, неисправности и ремонт

Что такое актуатор сцепления в автомобиле. Как работает актуатор сцепления. Какие бывают неисправности актуатора сцепления. Как проверить и отремонтировать актуатор сцепления.

Что такое актуатор сцепления и для чего он нужен

Актуатор сцепления — это исполнительный механизм, который управляет работой сцепления в автомобиле с роботизированной или автоматизированной механической коробкой передач. Он заменяет собой педаль сцепления, которую обычно нажимает водитель в машинах с механической КПП.

Основные функции актуатора сцепления:

• Включение и выключение сцепления при переключении передач
• Плавное и точное управление работой сцепления
• Автоматизация процесса переключения передач

Актуатор сцепления позволяет реализовать автоматическое управление трансмиссией без использования гидротрансформатора, как в классических «автоматах». Это дает возможность сочетать удобство автоматической КПП с эффективностью и экономичностью механической.

Устройство и принцип работы актуатора сцепления

Типичный актуатор сцепления состоит из следующих основных элементов:

• Электродвигатель
• Редуктор
• Шток или рычаг, воздействующий на вилку выключения сцепления
• Датчики положения
• Электронный блок управления

Принцип работы актуатора сцепления следующий:

1. При необходимости переключения передачи блок управления подает сигнал на электродвигатель актуатора
2. Двигатель через редуктор перемещает шток или рычаг
3. Шток воздействует на вилку выключения сцепления
4. Происходит выключение сцепления
5. После переключения передачи актуатор плавно включает сцепление обратно

Датчики положения позволяют системе управления точно контролировать степень выжима сцепления на разных этапах. Это обеспечивает плавность работы трансмиссии.

Основные виды актуаторов сцепления

В современных автомобилях применяются следующие типы актуаторов сцепления:

Электрогидравлические

Используют гидравлический привод, управляемый электронасосом. Обеспечивают большое усилие и плавность работы. Применяются на мощных автомобилях.

Электромеханические

Работают за счет электродвигателя и механической передачи. Компактны и эффективны. Широко распространены на легковых автомобилях.

Электропневматические

Используют пневмопривод с электроуправлением. Обладают высоким быстродействием. Применяются на некоторых коммерческих автомобилях.

Распространенные неисправности актуатора сцепления

Актуатор сцепления является сложным электромеханическим устройством, которое может выходить из строя. Основные неисправности:

Механический износ

Со временем изнашиваются шестерни редуктора, подшипники, направляющие штока. Это приводит к люфтам и нечеткой работе механизма.

Выход из строя электродвигателя

Двигатель может перегореть из-за перегрузок или попадания влаги. В результате актуатор перестает работать.

Неисправность датчиков

При выходе из строя датчиков положения нарушается управление актуатором. Сцепление начинает работать рывками.

Повреждение проводки

Обрыв или замыкание в электропроводке приводит к сбоям в работе актуатора или полному отказу.

Как проверить исправность актуатора сцепления

Для диагностики актуатора сцепления можно выполнить следующие проверки:

1. Подключить диагностический сканер и считать коды ошибок из блока управления трансмиссией
2. Проверить напряжение питания на разъеме актуатора
3. Измерить сопротивление обмоток электродвигателя актуатора
4. Проверить люфты в механизме актуатора
5. Оценить плавность хода штока актуатора

Для полной диагностики актуатор лучше снять с автомобиля и проверить на специальном стенде. Это позволит выявить даже небольшие отклонения в его работе.

Ремонт актуатора сцепления своими руками

В некоторых случаях актуатор сцепления можно отремонтировать самостоятельно:

Замена смазки

Со временем смазка в редукторе актуатора загрязняется и теряет свои свойства. Ее замена может восстановить плавность работы механизма.

Замена подшипников

Изношенные подшипники электродвигателя или редуктора можно заменить на новые. Это устранит люфты и шумы.

Ремонт проводки

Поврежденные участки проводки можно восстановить пайкой или заменой разъемов.

Чистка и регулировка

Иногда достаточно просто разобрать, почистить и заново отрегулировать механизм актуатора для восстановления его работоспособности.

Однако в большинстве случаев ремонт актуатора сцепления требует специального оборудования и навыков. Поэтому при серьезных неисправностях рекомендуется обращаться в специализированный сервис.

Стоит ли ремонтировать актуатор или лучше заменить

При выходе из строя актуатора сцепления автовладелец встает перед выбором: отремонтировать узел или заменить его на новый. Рассмотрим плюсы и минусы каждого варианта.

Преимущества ремонта:

• Меньшая стоимость по сравнению с покупкой нового актуатора
• Возможность устранить небольшие неисправности
• Сохранение оригинальной детали автомобиля

Недостатки ремонта:

• Нет гарантии долговечности отремонтированного узла
• Сложность поиска запчастей для ремонта
• Возможны скрытые дефекты, которые проявятся позже

Преимущества замены:

• Гарантированное восстановление работоспособности
• Новый актуатор прослужит дольше отремонтированного
• Экономия времени на ремонт

Недостатки замены:

• Высокая стоимость нового актуатора
• Возможны проблемы совместимости с системой автомобиля
• Риск покупки некачественного аналога

В целом, если неисправность актуатора незначительная и он не сильно изношен, то ремонт может быть оправдан. Но при серьезных поломках или большом пробеге автомобиля лучше заменить актуатор на новый.

Что такое актуатор турбины? ЭБУ турбиной?

Друзья, перейдём сразу к делу. Сперва следует сказать пару слов о том, что такое актуатор турбины!? И с чем его едят. Актуатор, чтобы было понятно — это небольшой агрегат, который защищает турбину от выхода из строя. А также оберегает двигатель от серьёзной поломки.

 

Как? Актуатор сбрасывает ненужное давление при работе двигателя в предельных условиях и на высоких оборотах. Он помогает работать турбине в необходимом диапазоне. Располагается данный узел зачастую прямо на турбине. Когда растёт скорость — растут обороты. Повышается давление наддувного воздуха. Давление выхлопных газов также не дремлет. В пиковые моменты происходит срабатывание механизма актуатора. Открывается клапан вестгейта. В этот момент он создаёт такие условия, когда отработавшие газы проходят мимо колеса турбокомпрессора. Именно тогда, когда турбина работает на больших оборотах, срабатывает актуатор. Далее, происходит перепуск выхлопных газов.

Какие есть типы актуаторов?

Есть два вида актуаторов популярных в большинстве турбин: вакуумные актуаторы и электронные актуаторы (ЭБУ, Электронные блоки управления турбиной). Как отмечалось выше, вакуумные актуаторы способны открывать и закрывать клапан вестгейта. Более того, они способны управлять изменяемой «геометрией» турбины ТИГ (изменение сечения на входе колеса).

 

Что касается устройства вакуумных актуаторов, то тут всё довольно-таки просто: внутри механического узла можно обнаружить мембрану  и рабочую пружину. Если речь идёт об электронных актуаторах, то это более сложные агрегаты. В электронном актуаторе имеется блок управления и электрический мотор. Мотор сподвигает шток, чтобы тот открывал каждый раз клапан овербуста.

Почему актуаторы требуют ремонта?

Зачастую, ремонт актуатора необходим, когда Ваш авто не едет, как должен ехать. Вы ощущаете значительную потерю в мощности. Появились непонятные спорадические рывки. Вакуумные актуаторы более надёжные по сравнению с электронными собратьями. Здесь всё подвластно амортизации: пружина с мембраной теряют свои свойства, изнашиваются соединения клапана со штоком.

 

Необходимо сказать о внешних воздействиях, когда происходит попадание инородного предмета, масла, грязи, водных масс. Если вакуумный актуатор выходит из строя — то, скорее всего, необходим будет новый. Хотя в нашем сервисе мы зачастую можем восстановить вакуумный актуатор до рабочего состояния. Временами камнем преткновения становится элементарный поиск необходимых запчастей.

Чаще всего к нам на ремонт поступают электронные актуаторы. Первопричиной поломки акуаторов данного типа является проблема с самой турбиной. Порой, происходит обрыв ротора, от случая к случаю, попадает инородный предмет. Также постоянно изнашиваются подшипники.

 

Практически постоянно мы сталкиваемся с закоксовыванием изменяемой геометрии. Исходя из всего этого, электрический мотор работает в критических условиях и затрачивает больше мощности, чтобы как-то пододвинуть геометрию. В эти моменты и происходит повышенный износ пластиковых шестерён. Страдает и сам электромотор.

За многие годы наши специалисты освоили, как устранять любые поломки электронных актуаторов. Имея в арсенале современное оборудование и станки, ежедневно мы восстанавливаем по 1-2 акуатора. Процесс разборки и сборки происходит оперативно. Восстановление актуаторов также происходит с заменой необходимых запчастей и грамотной настройкой специальным тестером в конце.

 

Не стоит покупать сразу новый актуатор, когда ремонт прежнего обойдётся Вам в 1.5-2 раза дешевле. Следует заострить внимание, что некоторые актуаторы реализуются только с турбиной. Ремонт актуатора — это правильный выход.

Когда к нам поступает турбина, первым делом мы проверяем работоспособность и правильность работы актуатора. А затем переходим к рассмотрению всей турбины. Приезжайте в гости и привозите Ваши турбины с актуаторами. Поможем Вам сэкономить средства и радоваться в дороге долгие годы!

 

Что такое актуатор в автомобиле, как его проверить и отрегулировать

Чтобы повысить мощность мотора, не увеличивая его объёмы, активно используется отработанный газ. Он даёт дополнительную энергию, если направить его под давлением на лопастный механизм, чтобы он раскрутился и захватил побольше воздуха.

Воздушный поток затем подаётся в цилиндры двигателя и помогает переработать топливо. Одной из вспомогательных деталей в этом процессе является актуатор. Что он собой представляет и как устранить различные проблемы, связанные с ним, мы разберём далее.

Как работает защитник турбины

Как мы уже говорили, отработанный газ и воздух, которые захватывает лопастный механизм (или попросту турбина), находятся под давлением. Иногда оно слишком возрастает, и его приходится снижать, сбрасывая лишний газ через специальный клапан – вот, что такое актуатор, и он просто необходим в автомобиле, где стоит двигатель с турбонаддувом.

Принцип работы актуатора заключается в реакции на повышение оборотов турбины двигателя – клапан открывается и выпускает часть выхлопных газов, которые, как вы помните, помогают лопастям раскручиваться. Таким образом, турбина недополучает движущей силы, и давление сбрасывается, не достигая критической отметки.

Всё это происходит автоматически: конструкторы рассчитывают, при какой интенсивности силового воздействия газа на турбину, пора сбросить обороты, и именно по достижении заданной величины срабатывает клапан. Теперь вы понимаете, как работает актуатор и почему его называют защитником турбины.

Если вы просто пользуетесь машиной, ничего в ней не меняя, и вовремя проходите ТО, то можете не беспокоиться – актуатор уже настроен и будет прекрасно работать. Для тех же, кто увлекается тюнингом, особенно затрагивающим функционал турбин и мотора, существует ряд рисков, чего можно избежать, научившись правильно настраивать вестгейт.

Распространённые неисправности вестгейта

Чаще всего с актуатором происходят следующие неприятности:

• ломаются выступы зубчатого колеса привода, отвечающего за активацию клапана;
• не работает электромотор, с помощью которого открываются створки клапана;
• изнашивается мембрана, сохраняющая герметичность вестгейта;
• выходят из строя электронные элементы, сообщающие другим деталям, что пора открывать клапан;
• образуется ржавчина у штока.

Признаки неисправности достаточно разнообразны:

1. В момент разгона автомобиля можно наблюдать синий дым из выхлопной трубы. Как только автомобиль начинает ехать со стабильной скоростью, цвет отработанного газа меняется на обычный.
2. Постоянно валит чёрный или белый дым, независимо от того, меняется скорость или нет.
3. Машина разгоняется медленнее, чем раньше.
4. Увеличивается расход масла, его подтёки можно увидеть на лопастях турбины.
5. Мотор сильно шумит, и слышен скрежет.

Как проверить актуатор турбины

Чтобы проверить актуатор, лучше всего снять турбину целиком и убедиться, что нет ржавчины. Обратите внимание на следующее:

1. Металлический стержень должен свободно перемещаться, отклоняясь не более, чем на 10 мм. и не издавая никаких лязгов и других странных звуков.
2. Мембрана должна быть упругой, целой и не деформированной. Сдвиньте стержень до упора вверх, вставьте пробку в отверстие, связанное с манжетой – если герметичность сохранилась, стержень никуда не сдвинется со своего места. Для верности лучше подождать несколько секунд, чтобы не упустить из виду даже самую маленькую дырочку.
3. Проверкой электронных элементов актуатора занимаются на СТО – для этого нужен ряд специальных тестов.

Все неисправные детали подлежат обязательной замене.

Как отрегулировать актуатор турбины

Теперь разберёмся, как отрегулировать актуатор, чтобы турбины работали продуктивно. К этому стоит прибегнуть, если компрессор стучит, когда мотор останавливается или меняется скорость. Скорее всего, металлический стержень слегка разболтался. Также с помощью настроек добиваются большей производительности.

Перед тем, как настроить актуатор или произвести другие манипуляции с турбиной, подумайте, достаточно ли хорошо вы представляете себе их устройство. Если есть какие-то сомнения, лучше обратиться к специалистам.

Если вы хотите просто увеличить давление, можно заменить пружину или ослабить конец регулятора. В этом случае клапан будет открываться при больших оборотах, чем раньше, но не стоит слишком усердствовать.

Если воздействие окажется непомерно сильным, а актуатор не сработает, это может навредить двигателю и вывести его из строя. Также для повышения давления применяется соленоид, выдающий фальшивые данные по текущему напору воздушного потока. Его ставят перед вестгейтом, чтобы воздух сначала попадал туда.

Настройка актуатора начинается со снятия турбины – вам нужна регулировочная гайка. Есть и автомобили, в которых предусмотрен доступ к ней без демонтажа. Если закрутить её чуть потуже, вы отрегулируете ход штока.

Вам нужно сделать следующее:

1. Снять скобу с металлического стержня и ослабить гайку ключом №10.
2. Против часовой стрелки подкрутить регулировочный винт – для этого можно взять что-то удобное, например, пассатижи. Створка должна закрыться. Стукните по ней слегка – не должно слышаться глубокого звона.
3. Сделать ещё пару витков против часовой стрелки.
4. Вернуть на место скобу и затянуть регулировочную гайку обратно.
5. После установки турбины заведите машину, попробуйте разогнаться и сбросить скорость – вы не должны слышать стука, лязга и скрежета.

Но на этом настройка наддува не заканчивается – нужно произвести калибровку, то есть установить зависимости между показаниями прибора и размером входной величины.

Для этого нужны специальные программы типа Cummins INSITE и диагностическое ПО. С их помощью вы убедитесь, что всё сделали правильно.

Что делают приводы? Они считывают сигнал, а затем приводят в действие

Что такое привод и что он делает?

Что такое привод? Привод — это устройство, которому требуется вход источника энергии, обычно электрическая энергия, вход внешнего сигнала в той или иной форме, чтобы сообщить приводу, что делать, а затем устройство срабатывает. Выход в виде движения может быть вращательным или линейным и используется для достижения желаемого результата в системе.

  

Термин «привод» происходит от акта приведения в действие чего-либо, другими словами, приводить в действие означает приводить в действие что-либо. Таким образом, чтобы упростить выражение того, что он делает, исполнительный механизм считывает сигнал, а затем срабатывает, или он работает. Приводы обычно являются частью общей системы, машины или устройства. Это компонент внутри этой машины, который что-то делает, заставляя ее двигаться.

Для работы исполнительного механизма требуется источник энергии, обычно электрическая. Также требуется внешний входной сигнал в той или иной форме, чтобы сказать приводу, что делать, и затем устройство срабатывает. Выходные данные обычно представляют собой движение, которое может быть вращательным или линейным, которое используется для достижения желаемого результата в системе.

Давайте рассмотрим типичный пример исполнительной системы, используемой в нашей повседневной жизни. Отопление в автомобиле имеет настройки как горячей, так и холодной температуры, а также вентилятор с разной степенью мощности. Настройка температуры фактически контролируется приводом, который регулирует количество воздуха, проходящего через теплообменник. Этот привод регулирует положение воздушного потока, чем больше он проходит через теплообменник, тем горячее воздух, и наоборот, чем дальше он находится от теплообменника, тем он холоднее.

История приводов

Приводы существуют уже более 100 лет, и их название произошло от того, что они делают, они что-то приводят в действие. То есть они перемещают что-то, открывая или закрывая, толкая или тяня, поднимая или опуская и т. д. Наиболее распространенным типом привода, который вы используете каждый день, является соленоидный привод для блокировки и разблокировки двери автомобиля или электрический линейный привод, используемый для открывать и закрывать багажник в машине. Это очень распространенные типы электромеханических приводов, которые широко используются в нашей повседневной жизни. До того, как было создано электричество, они все еще производились, но контролировались человеком, например, защелка на двери.

Что делает привод?

Как известно, привод преобразует энергию в движение, но он также может помочь управлять этим движением и энергией.

Переменными в приводной системе являются тип энергии, количество входного сигнала и скорость движения. Что всегда будет постоянным, так это потребность в каком-то источнике энергии и производстве механического движения. Приводы также работают с использованием одних и тех же компонентов, хотя они будут выглядеть по-разному в зависимости от типа привода и его функций.

Источник питания

Источником питания, как уже говорилось, может быть электричество, воздух или газ, вода или другой тип источника энергии, но они наиболее распространены в работе приводов.

Преобразователь мощности

Преобразователь мощности передает энергию от источника питания к приводу в соответствии с любыми единицами измерения или измерениями, указанными в контроллере или в его конструкции.

Гидравлический пропорциональный клапан является одним из примеров преобразователя мощности, используемого на воде. Это механическая часть, которая впускает или перекрывает воду, чтобы поток воды соответствовал скорости ввода и желаемому выходному движению.

Электрические инверторы — еще один пример, который часто используется в промышленности для преобразования электричества постоянного тока в электричество переменного тока. Они могут выглядеть как прямоугольные электронные приводы или схемы.

Привод

Что такое привод? Актуатор — это физико-механическое устройство, выполняющее преобразование. Это может выглядеть по-разному в зависимости от того, с каким типом ввода/вывода вы работаете и надеетесь произвести.

В дверной ручке привод представляет собой пластиковую коробку с прикрепленными к ней плунжерами. Однако гидравлический привод состоит из металлических поршней. Чтобы исполнительный механизм был эффективным, его конструкция должна эффективно преобразовывать энергию и специально разработана для этого.

Механическая нагрузка

Механическая нагрузка представляет собой физическую нагрузку или противодействующую силу на систему, работающую против энергии, производимой приводом. Таким образом, это побуждает систему производить больше энергии.

Повседневный пример такого взаимодействия можно увидеть, когда автомобиль едет в гору. Наклон или наклон — это нагрузка, против которой работает двигатель, поэтому, чтобы двигаться, автомобиль должен увеличить скорость. В машиностроении механическая нагрузка может учитываться как часть конструкции системы.

Контроллер

Контроллер — это устройство, которое активирует исполнительный механизм и управляет выходным сигналом, определяя его направление, силу и продолжительность его жизни. Это останавливает работу системы на собственных устройствах и допускает ограничения на обоих концах преобразования, которые может контролировать оператор.

Это может быть электрическое, электронное или механическое устройство, которое может выглядеть как кнопка, рычаг, переключатель или диск. Но есть много разных примеров, когда дело доходит до управления приводом.

Различные области применения приводов

Если вы ищете линейные или поворотные приводы, список их областей применения бесконечен. Скорее всего, они находятся на каком-то вашем устройстве, включая ваш мобильный телефон. Без них многие промышленные приложения были бы гораздо менее эффективными.

Обычное использование линейных приводов

Обработка материалов: Производственные предприятия и склады, несомненно, используют системы обработки материалов, в которых линейные приводы невероятно полезны для эффективного и быстрого управления и обработки товаров, включая системы конвейерных лент.

Оборудование для резки:  Использование станка для резки обеспечивает безопасность человека при выполнении повторяющихся задач с использованием острого или опасного оборудования. Линейные приводы могут приводить в действие машины для точной резки дерева, стекла или картона.

Обработка сырья:  Примерами использования приводов в обработке сырья являются печи для обработки стекла/керамики или машины для обработки мрамора/дерева, и в сочетании с современными возможностями автоматизации они могут работать более эффективно и точно.

Робототехника:  Робототехника — это классический и очевидный пример использования линейных приводов, и рост их использования означает больше инноваций и разнообразия, которые можно увидеть здесь.

Существует множество типов приводов, от простых до сверхмощных, используемых в самых разных повседневных приложениях, в основном скрытых от глаз, но выполняющих работу в той или иной форме.

Типы приводов

Соленоидные приводы

Продолжая автомобильную промышленность, давайте рассмотрим еще один очень распространенный тип привода, а именно электромагнитный привод. Соленоиды работают как реле, они принимают электрический ток и создают электромагнитное поле. Именно эта магнитная сила заставляет стержень двигаться внутрь и наружу. Как правило, чем сильнее магнитное поле, подаваемое на соленоидный привод, тем большую силу он создает, и наоборот. Это очень простые приводы двухпозиционного типа, что означает очень мало вариантов управления. Например, соленоидные приводы не имеют реального контроля над скоростью или усилием, а также имеют очень ограниченную длину хода. Редко можно найти соленоидный привод с ходом более 2 дюймов (дюймов).

Центральный замок на дверях автомобиля является наиболее распространенным типом используемого соленоидного привода. они просто соединяют и отсоединяют защелку от дверной ручки. Механизм управления также очень прост; одиночный импульс 12 В постоянного тока посылается на соленоид, чтобы привести его в действие, а пружина заставляет его возвращаться.

Ниже приведен типичный электромагнитный привод, используемый в большинстве автомобилей. Если они выглядят незнакомыми, то это потому, что большинство людей не заглядывают внутрь дверных панелей автомобиля.

Пьезоприводы

 

Движение этих приводов происходит от напряжения, и они требуют очень больших напряжений, чтобы заставить их расширяться и сжиматься, обычно более 200 В. Пьезоматериал представляет собой тип керамики, он очень хрупкий и будет иметь много слоев с металлическими пластинами между каждым слоем, поэтому каждый пьезоэлемент получает питание.

Большое напряжение требуется для очень небольшого изменения длины, как правило, пьезоэлемент расширяется примерно на 1% от своего размера, но их сила очень велика, это означает, что вы можете усилить расширение пьезо-стеков до получить больше движения, но обменивая силу на расстояние. Усиление может быть выполнено механически, например, с помощью рычага, но пьезоэлементы обычно используются в приложениях, где требуется очень высокая точность.0125 и контроль. Они чаще всего используются в качестве топливных форсунок для автомобилей, где пьезопривод регулирует объем топлива, поступающего в цилиндр; где контрольный уровень должен быть до микрон (один- миллионов -й метра).

Пневматические приводы

Эти типы приводов используют сжатый газ или воздух в цилиндре, который создается насосом высокого давления для перемещения поршня для создания линейного движения. Подобно гидравлическим приводам, конструкция пневматического линейного привода существует уже давно. Воздушный компрессор используется для повышения давления воздуха или инертного газа в резервуаре, и этот воздух под высоким давлением используется для перемещения поршня привода внутрь и наружу. Как только поршень в приводе достигает конца хода, переключатель клапана перемещается, чтобы открыть клапан на другом конце привода, где снова воздух под высоким давлением толкает поршень в приводе в другом направлении.

Преимущества использования пневматики:

1. Возможна высокая скорость, которая контролируется напорным клапаном и объемной производительностью системы.
2. Могут быть достигнуты довольно высокие усилия.
3. Издается слабый звук, если не считать насоса, нагнетающего давление в баке.
4. Возможны очень длинные ходы.
5. Чрезвычайно высокая циклическая надежность и долговечность.
6. Приводы на самом деле могут быть очень маленькими и компактными по размеру, поскольку они довольно просты по конструкции.

Недостатки пневматического:

1. Требуется дополнительное оборудование, такое как бак и насос высокого давления.
2. Нельзя допускать утечки во всей системе в случае отказа системы.
3. Воздух является сжимаемым газом, а это означает, что когда пневматический привод перемещает большое усилие, всегда возникает запаздывание, поскольку газ/воздух естественным образом сначала сжимаются, прежде чем поршень перемещается внутри привода. Это означает, что в системе будет отставание. Гидравлические приводы не имеют этой проблемы.
4. Достижимо очень низкое позиционное управление. Посмотрите видео ниже, где мы используем Lego, чтобы продемонстрировать отсутствие контроля по сравнению с механическим актуатором, и используем DTI (индикатор циферблатного теста), чтобы показать разницу

Где они используются?

Они используются там, где требуется движение с высокой скоростью, более 30 дюймов в секунду. После установки их трудно перемещать с одного места на другое, так как они требуют много времени для установки. Эти актуаторы находятся на сборочных линиях производственных предприятий, поскольку они идеально подходят для выполнения миллионов циклов без технического обслуживания и могут двигаться очень быстро.

Гидравлические приводы

Гидравлические приводы работают точно так же, как и пневматические приводы, за исключением того, что вместо воздуха или газа под высоким давлением они используют несжимаемую жидкость, называемую гидравлической жидкостью. Поскольку жидкость несжимаема, она имеет огромное преимущество перед пневматикой, эти системы способны создавать огромные силы. Вот почему они используются исключительно на тяжелой строительной технике, такой как экскаваторы, самосвалы, вилочные погрузчики, тракторы и т. д.

Как они работают?

Гидравлические приводы используют жидкость под высоким давлением для толкания поршня вперед и назад, при этом переключение осуществляется с помощью клапанных переключателей.

Этим системам требуются насосы высокого давления, клапаны высокого давления и трубопроводы, а также бак для хранения гидравлической жидкости. Итак, если у вас много места и денег и требуется очень большое усилие, гидравлика может быть лучшим решением. способ пойти.

Преимущества использования гидравлических приводов:

1. Возможна умеренная скорость, которая регулируется скоростью насоса.
2. Могут быть достигнуты чрезвычайно высокие усилия.
3. Возможны очень длинные ходы.
4. Чрезвычайно высокая циклическая надежность и долговечность.
5. Приводы могут быть очень маленькими и компактными по размеру, поскольку они довольно просты по конструкции.

Недостатки:

1. Управление. Гидравлические приводы имеют очень низкую точность управления.
2. Для работы системы требуется гидравлическая жидкость, которая очень токсична. Если система выйдет из строя, она может протечь.
3. При работе гидравлический насос может быть очень шумным, и чем выше требуемое усилие, тем громче шум.
Вязкость гидравлической жидкости
4. зависит от предсказуемой вязкости, поэтому она не может плавно течь по трубам, клапанам и т. д. Это требует дополнительной энергии для проталкивания жидкости под высоким давлением по трубам и фитингам. В результате гидравлические системы очень неэффективны в эксплуатации и использовании, особенно в различных климатических условиях.
5. Цена. Эти системы дороги в покупке и установке.

Поворотные приводы

Поворотный привод — это привод, который производит вращательное (вращательное) движение, что делает его идеально подходящим для открытия и закрытия клапанов. Существует множество различных способов создания вращательного движения и, следовательно, множество способов создания вращательного актуатора. Различия заключаются в типе приложения. Например; На рисунке ниже вы можете видеть, что вращательное движение создается реечным механизмом, где «рейка» управляется как поршень.

Поршень может управляться гидравлически или пневматически. Итак, в чем будет разница? Если приведенный ниже поворотный привод управляется гидравлически, то прилагаемые усилия могут быть огромными, что может подойти для промышленных применений, требующих больших усилий для открытия и закрытия клапана. Если этот поворотный привод управляется пневматически, то приводу может потребоваться меньшее усилие для вращения главного вала, который, в свою очередь, будет использоваться для выполнения требуемых задач.

Принцип поворотного привода

Движение, создаваемое этими типами приводов, может быть либо непрерывным вращением, как в электродвигателе, либо движением может быть фиксированное угловое вращение. С поворотным приводом с пневматическим или гидравлическим управлением они, скорее всего, будут типа с фиксированным угловым вращением, потому что зубчатая рейка или поршень, которые вращают главный вал, могут перемещаться только до определенного предела, и поэтому вращательное движение ограничено доступным линейным ходом. . Если требуется большее вращение, поршень должен скользить дальше, и для передачи движения используется другое передаточное число.

Поворотный сервопривод

Другой тип поворотного привода представляет собой серводвигатель и шаговый двигатель. Это приводы с электрическим управлением, которые имеют постоянное вращательное движение, а также обеспечивают очень точное управление вращением.

Эти типы приводов обычно используются в робототехнике и бытовой электронике, где вращательное движение и крутящий момент создаются вращающимся двигателем. Скорость снижается, а крутящий момент увеличивается за счет зубчатой ​​передачи для создания вращательного движения. Чтобы получить точное управление, привод будет иметь датчик, который измеряет положение. Обычно это датчик Холла или энкодер, который отправляет сигнал обратно в «мозг», чтобы преобразовать его в позицию. Отличительной особенностью серводвигателей является то, что их можно сделать очень маленькими и использовать в очень ограниченном пространстве.

Является ли реле приводом?

Реле также иногда считается формой электрического привода, что означает, что реле активирует электрический сигнал или соединение. Хотя это может звучать как электрический компонент без движущихся частей, на самом деле в нем есть движущийся компонент. Реле представляет собой магнитно заряженную катушку, которая открывает и закрывает разъем с помощью электромагнитного поля. Итак, технически  – это форма привода, только в небольшом масштабе.

В этой статье мы больше сосредоточимся на линейных приводах. Этот пример предназначен для иллюстрации того, что термин «приводы» на самом деле очень широк и может также охватывать поворотные приводы, соленоиды и другие типы.

Преобразование вращательного движения серводвигателя в поступательное

 

Поскольку поворотные сервоприводы широко используются и относительно недороги, они стали популярным способом создания линейного движения. С помощью простых соединений и некоторой формы линейной направляющей системы можно создать линейное движение. Полученный ход будет прямо пропорционален длине плеча рычага, как показано на рисунке выше. Чем длиннее рычаг сервопривода, тем длиннее будет ход; однако недостатком является то, что сила будет уменьшена, поскольку крутящий момент пропорционален длине рычага.

Ниже уравнение крутящего момента для поворотных приводов

Электромеханические линейные приводы.

В электрических линейных приводах вращательное движение от двигателя переменного или постоянного тока преобразуется в линейное движение с помощью ходового винта. Ходовой винт — это, по сути, винтовая шестерня, нарезанная на стержень. Когда ходовой винт вращается от двигателя, гайка (как показано желтым цветом ниже) скользит вверх и вниз по ходовому винту плавным линейным движением, переводя вращательное движение в линейное движение — отсюда и название «линейный привод». Это сильно отличается от соленоидного привода, который по-прежнему является формой линейного привода, но в отрасли инженеры обычно различают их, называя их «соленоидными приводами» и «линейными приводами», хотя оба они производят линейное движение.

В электрических линейных приводах ходовые винты разной длины обеспечивают разную длину хода. Вращение ходового винта быстрее или медленнее с помощью двигателя дает разные линейные скорости. Чем большее усилие двигателя может быть приложено к ходовому винту, тем большее усилие передается гайке, которая скользит вверх и вниз по ходовому винту. Гайка прикреплена к стержню, а стержень, который вы видите, прикрепляется к монтажному кронштейну, чтобы создать это линейное движение. Чем больший крутящий момент можно приложить к ходовому винту, тем больше линейная сила будет доступна для скользящего стержня.

Существуют различные способы создания крутящего момента в приводе. Добавление шестерни между двигателем и ходовым винтом является наиболее распространенным методом; чем выше передаточное число, тем больше создаваемая сила. Существует компромисс: более высокие силы означают более низкую скорость, и наоборот, более высокая скорость означает более низкую силу. Дополнительная скорость для данной силы потребует более мощного входного двигателя, который физически больше и потребляет больше тока для работы; и размер, и мощность делают его более дорогим.

Электрические линейные приводы

Электрический привод – это устройство, которое преобразует вращательное движение двигателя в поступательное движение или использует электрический ток для создания электромагнитного поля и использует магнетизм , чтобы вывести металлический предмет из его магнитного поля. Хотя эти типы очень разные, они имеют одно и то же название и оба обеспечивают срабатывание. Это означает, что все они обеспечивают как толкающие, так и тянущие движения либо в линейном, либо во вращательном движении.

Для более подробного обзора того, как работает электрический линейный привод, мы создали эту статью «Внутри линейного привода — как работает привод»

Если вы хотите приобрести электрический линейный привод, мы создали статью под названием «Не покупайте линейный привод, пока не прочитаете эти 5 шагов», которая поможет вам избежать некоторых распространенных проблем, прежде чем тратить деньги.

Линейные микроприводы

 Микроприводы или мини-линейные приводы используются в случаях, когда пространство ограничено или требуемый ход привода мал. Возможно, вам нужно переместить что-то крошечное на очень короткое расстояние, микролинейный актуатор идеально подойдет для такого применения. Обычно ход микроприводов составляет от 10 до 100 мм, и они очень компактны по размеру. Одним из недостатков микропривода является то, что усилия обычно равны 9.0125 лот ниже из-за встроенных в них небольших двигателей.

Резюме

Приводы бывают разных типов, от поворотных до линейных, гидравлических и пневматических, соленоидных и электромеханических. Каждый тип имеет идеальное применение. Большие промышленные поворотные приводы с гидравлическим приводом отлично подходят для открытия огромных клапанов масляных труб, а микроприводы могут питаться от небольших источников питания на 12 В с высокой точностью для робототехники и небольших приложений. Для получения более подробной информации об актуаторах мы написали информационный документ, в котором более подробно рассказывается о мире актуаторов. Пожалуйста, прочитайте эту статью здесь.

Приводы FIRGELLI® специально разработаны и изготовлены из высококачественных материалов, чтобы предоставить вам идеальный баланс мощности, контроля и цены для создания ваших систем автоматизации.

Что такое привод? | ASPINA

Привод представляет собой устройство, которое сочетает в себе источник движущей силы с механическими компонентами для выполнения механических операций. Одним из примеров является электродвигатель. Возможность управления силой, скоростью, углом и другими параметрами, связанными с операциями, выполняемыми приводом, означает, что эти устройства играют неотъемлемую роль в мехатронике ^*1 .

Как работают приводы

Приводы работают с использованием комбинации двигателя и механического приводного механизма. Передавая крутящий момент двигателя приводному механизму, приводы могут преобразовывать его в движение, которое включает линейное или винтовое движение, а также вращение. Это позволяет актуаторам управлять широким спектром устройств.

Приводы могут использоваться для преобразования вращения двигателя или других источников привода в различные типы движения, такие как следующие.

Линейное движение

Движение по прямой. Приложения включают открытие и закрытие движения автоматических дверей.

Колебательное движение

Движение вперед и назад под фиксированным углом. Области применения включают соединения роботов и стабилизаторы транспортных средств (активная подвеска).

Ортогональное движение

Два линейных движения под прямым углом друг к другу. Области применения включают сейсмоизоляцию зданий.

Вращательное движение

Вращение на 360° и более, используется в таких приложениях, как шарниры роботов.

Винтовое движение

Комбинация линейного и вращательного движения.

История приводов

Водяные колеса и ветряные мельницы также можно рассматривать как приводы, и в этом смысле история этих устройств восходит к древним временам.

Тем не менее, появление исполнительных механизмов в современном понимании произошло только после того, как началась промышленная революция. Распространение паровой машины и появление различных типов двигателей внутреннего сгорания привели к разработке различных приводов для привода механизмов.

Оборудование, такое как прессы, лифты и разводные мосты, работающие под давлением воды, начало появляться в 19 веке, что сопровождалось также растущим использованием пневматики для таких вещей, как воздушные тормоза в железнодорожных транспортных средствах или для открытия и закрытия автоматических дверей. Гидравлика вошла в обиход в 20 веке, а первая в мире инвалидная коляска с электрическим приводом была изобретена в 1979 году, что привело к ее применению в самых разных областях.

Электрические актуаторы, приводимые в действие небольшими электродвигателями, в настоящее время являются обычным явлением, их можно найти в широком спектре продуктов, таких как роботы, автомобили и бытовая техника, и они лежат в основе нашей промышленности, общества и повседневной жизни.

Типы приводов

Хотя существует множество различных типов приводов, их можно сгруппировать в следующие категории в зависимости от того, как они приводятся в действие.

Электрические приводы

Электродвигатель является типичным примером привода с электрическим приводом. Поскольку их можно легко уменьшить в размере, они подходят для использования в широком диапазоне продуктов.

Серводвигатели

Серводвигатели

обеспечивают управление положением, скоростью и крутящим моментом.

Шаговые двигатели

Шаговые двигатели

отличаются точностью вращения на небольшой фиксированный угол.

Линейные двигатели

Они работают по тому же принципу, что и электродвигатель, но обеспечивают линейное движение.

Гидравлические приводы

Эти приводы приводятся в действие давлением гидравлической жидкости. Их способность обеспечивать большую мощность означает, что их можно использовать в строительной технике и другом тяжелом оборудовании.

Гидроцилиндры

Поршень в цилиндре перемещается вверх и вниз под давлением гидравлической жидкости.

Гидромоторы

Двигатель, вращающийся за счет гидравлического давления.

Пневматические приводы

Эти приводы приводятся в действие сжатым воздухом. Они отличаются простой механической конструкцией и гибкостью в эксплуатации.

Пневматические цилиндры

Поршень в цилиндре движется вверх и вниз под действием давления воздуха.

Пневматические двигатели

Двигатель, вращающийся за счет давления воздуха.

Другие типы приводов

Привод из сплава с памятью формы

Приводы, использующие свойства сплавов, которые деформируются при изменении температуры.

Ультразвуковые двигатели

Электродвигатели с приводом от ультразвуковых колебаний.

Применение для приводов

Приводы используются для самых разных целей и входят в состав различных типов оборудования и механизмов.

• Стеклоочистители
• Электрические стеклоподъемники
• Наружные зеркала заднего вида автомобиля
• Люк с электроприводом
• Замки дверей автомобиля
• Магнитные головки в жестких дисках
• Шасси самолета
• Органы управления самолетом
• Соединения роботов
• Машины для проходки тоннелей
• Сейсмоизоляторы для коммерческих или жилых зданий
• Поезда на маглеве
• Большие развлекательные игры
• Астрономические телескопы
• Позиционирование оружия и другого навесного оборудования строительной техники
• Подъемное устройство, используемое в медицинском оборудовании
• Устройства ультразвуковой диагностики
• Механизм масштабирования камеры
• Торговые автоматы
• Микрозеркало проектора

Ниже приведены некоторые примеры использования приводов ASPINA.

Вспомогательные костюмы

Эти костюмы помогают владельцу сгибаться и ходить при переноске или перемещении тяжелых предметов, а также при движении вверх и вниз по склону. Наряду с высокой мощностью привод ASPINA отличается тонкой и легкой конструкцией, не сковывающей движений пользователя.

Помощь при передвижении

Это дает пользователям возможность передвигаться. Например, моторизованные инвалидные коляски облегчают работу лиц, обеспечивающих уход. Помимо обеспечения низкоскоростного движения, привод также можно использовать для регулировки положения и ориентации кресла-коляски.

Простые транспортные средства с автоматическим управлением (AGV)

Это автономные транспортные средства, используемые для транспортных задач. Четырехколесный автомобиль, оснащенный приводами ASPINA, имеет грузоподъемность около 300 кг (включая сам автомобиль).

Решение проблем с приводами ASPINA

Область применения приводов расширяется по мере того, как устройства улучшают свои характеристики и становятся легче и тоньше. Эти приложения включают в себя костюмы с электроприводом и моторизованные инвалидные коляски для помощи человеческому движению, сервисных роботов и транспортных средств с автоматическим управлением (AGV).