Актуаторы или линейные приводы

Технические характеристики

Актуаторы повсеместно используются для решения различных задач в науке, медицине, строительстве и вооружении. В связи с этим, производители стараются сделать свои изделия практически универсальными. Наиболее важными характеристиками являются: усилие, скорость и рабочий ход

Также важно обратить внимание на указанный производителем рабочий цикл — это время, которое устройство может работать непрерывно. В зависимости от условий эксплуатации, не менее важными характеристиками будут: рабочий диапазон температур, класс защиты, допустимая влажность, наличие датчиков

Для правильного выбора актуатора важно определить технические характеристики, строго соответствующие условиям эксплуатации. Наши специалисты помогут подобрать качественный линейный или специальный актуатор для любых целей и задач

Доверяясь профессионалам, вы остаетесь уверены в правильной и долгосрочной работе устройства. Грамотный подбор актуатора позволит ежедневно решать поставленные задачи без риска преждевременного износа и непредвиденных затрат!

Как избежать повреждения оборудования

Терморегулятор имеет максимальную частоту переключения или включает и выключает нагрев и охлаждение при температурах с обеих сторон заданного значения. Это уменьшает риск повреждения оборудования с частым переключение. Следует знать, что нельзя устанавливать температуру больше, чем температурный диапазон терморегулятора. Производитель проводит калибровку контроллеров температуры таким образом, чтобы в испытательной лаборатории значения соответствовали действительной комнатной температуре. Это означает, что температура в комнате будет оставаться вокруг терморегулятора, но также может быть в любое время примерно на 5 градусов выше или ниже.

Производители рекомендуют устанавливать терморегуляторы в гостиных. Установка в кухонных помещениях, коридоре, котельной ведет к дезориентации прибора и ложных тревог. Желательно устанавливать в самом холодном помещении или в комнате, где находится больше всего людей.

Вблизи с терморегулятором не должно быть источников тепла, к примеру, батареи и обогревателей.  Подвергать устройство прямым солнечным лучам, также крайне не рекомендуется. Нежелательна установка с близкими электрическими устройствами, которые излучают тепловые помехи.

Прежде чем включать механический контроллер температуры, важно прочитать инструкции на информационном письме устройства. В техпаспорте есть отдельный раздел о подключения устройства

Замена актуатора: когда требуется?

Иногда турбина выходит из строя сразу, но обычно
это происходит постепенно. Чтобы определить поломку на ранней стадии, нужно
присмотреться к работе машины. Если все усилия по ремонту этого устройства не
дали результатов, придется купить новый актуатор.

Раньше замена производилась в сборе с турбиной,
теперь актуатор можно заменить отдельно. Некоторые мастера вообще рекомендуют
не пытаться ремонтировать это устройство, а сразу его менять — если, конечно,
дело не в закисшем соединении. Узел обязательно придется заменить, если шарнир
тяги на регуляторе износился. Работа эта не такая уж и сложная. После замены
девайса понадобится время на его адаптацию.

Не работает актуатор турбины: признаки

Симптомов поломки турбокомпрессора несколько, но основной — синий выхлоп. Особенно ярко он выражается во время разгона, но когда работа силового агрегата стабилизируется, выхлоп приобретает обычный цвет. Дым синеет из-за сгорания масла, которое попало в мотор по причине его вытекания из турбокомпрессора.

Из выхлопной трубы может выходить и черный дым, что говорит о сгорании обогащенного топлива из-за утечки воздуха в интеркулере. Также выхлоп может быть черным из-за поломки управляющей системы турбокомпрессора.

Выход дыма белого цвета также говорит о неисправности турбокомпрессора. Выхлоп белеет из-за засора в сливе турбинного маслопровода. Другими явными признаками неисправности актуатора являются потеки масла на турбине и значительное увеличение его расхода. Это свидетельство засора в каналах подачи воздушной массы или маслопровода.

Если автомобиль стал разгоняться медленнее обычного, дело также может быть в турбокомпрессоре. Его неисправность может стать причиной недостаточного поступления воздушной массы в силовой агрегат. Нехватка воздуха приводит к серьезному падению мощности мотора.

Еще один признак поломок в турбине — сильный шум при работе двигателя. Его появление бывает вызвано протеканием воздуха между выходом компрессора и мотором. Вместе с шумом появляется неприятный скрежет при включенном турбокомпрессоре. Скрежет или шум могут быть следствием образования трещин, вмятин или других механических повреждений, которых касаются лопасти агрегата.

Если расход масла значительно увеличился, а выхлоп стал более токсичным, проверьте воздушный фильтр или подключенный к турбине воздушный канал. Может быть, проблема в том, что эти элементы засорились.

Последний признак нерабочего состояния вестгейта — самый распространённый. Это выход масла из компрессора. Причина неоригинальна — это все то же замусоривание кожуха оси турбогенератора. Также выход масла мог быть спровоцирован неисправностью смазочной системы или ее закоксовыванием.

Неисправности. Как влияют на работу двигателя

Устройство несложное и поломки довольно немногочисленны. Однако выход из строя узла приводит к неприятным последствиям

Заклинивание прибора в закрытом состоянии вызывает перегрев мотора, это не зависит от внешней температуры воздуха.

Если не до конца открывается термостат, двигатель не обязательно закипит, — это зависит от состояния и срока эксплуатации машины. Но ситуация все равно неприятная. Единственный способ действий в такой ситуации – замена прибора на новый.

• «Зависание» в открытом или наполовину открытом состоянии приводит к долгому прогреву мотора. Летом это не так страшно, а зимой можно замерзнуть в автомобиле, поскольку печка не включится и не будет прогревать воздух в салоне. Хотя на работу двигателя мощности прибора хватит.
• Также одной из проблем может быть банальная коррозия металла – возникновение ржавчины на деталях прибора.

Актуатор турбины

Актуатор турбины управляет специальным клапаном, который открывает или закрывает путь к выхлопным газам. В закрытом состоянии они раскручивают крыльчатку, что постепенно повышает давление. В заданный момент времени актуатор открывает клапан. Затем выводит выхлопные газы в выпускной коллектор автомобиля, что сразу понижает допустимое давление. Если этого не делать, всю систему можно просто вывести из строя.

Актуатор турбины работает по принципу насоса. Он преобразует давление в линейное перемещение штока. Рядом с ним есть пружинка и диафрагма в металлическом корпусе, к которому крепится шланг регулировки. В случае выхода актуатора из строя он подлежит замене и настройке.

Сфера применения

Шаговые двигатели получили широкое применение и устанавливаются во многих механизмах.

Примеры:

1. Периферийные устройства вычислительных машин.
2. Станки с числовым программным управлением (ЧПУ): XY-столы, фрезерные станки, чертежные автоматы.
3. Устройства компьютерной памяти.
4. Оборудование для чтения оптических дисков.
5. Перфоратор и считыватель ленты и т. д.

Фрезерный станок с ЧПУ

Активное применение в машиностроении получили двухфазные шаговые электродвигатели гибридного типа. Также они используются в приводах разных машин и механизмов, которые работают в режиме «старт-стоп».

Драйвер шарового двигателя своими руками

При желании драйвер для шарового двигателя можно сделать самостоятельно, но при условии покупки необходимого оборудования. Для начала определитесь, какой тип ЩД у вас в руках.

В биполярном устройстве всего две обмотки, поэтому количество отходящих проводов будет четыре. В униполярном двигателе обмоток больше, поэтому и количество выводов соответствующее.

Схема управления биполярным двигателем состоит из нескольких элементов:

1. Генератор импульсов.
2. Коммутатор.
3. Силовые ключи, управляющие обмотками моторов.

Генератор собирается на базе микросхемы 555 по обычной схеме. Каждый импульс, которые выдается генератором, обеспечивает перемещение мотора на один шаг.

Коммутатор собирается на базе микросхемы 4013, а силовая часть — L239D (микросхема-драйвер).

В роли источника питания применяется две батарейки, обеспечивающие напряжение, равное пяти вольтам. После включения питания генератор подает импульсы, частоту которых можно менять с помощью корректировки сопротивления генератора.

В зависимости от применяемой схемы можно использовать реверс или подключать ШД без него.

Для обеспечения реверса собирается такая же цепочка с той разницей, что на выходе из коммутатора можно будет менять полярность на обмотках. Иными словами, при изменении принципа подключения меняется и направление вращения.

В схеме с реверсом применяется два драйвера коллекторных двигателей FAN 8082. После включения ШД можно нажимать переключатель, чтобы вращение шло в другом направлении.

Схемы подключения.

Вместо генератора можно подключить тактовую кнопку, с помощью которой легко избежать дребезга контактных групп. При желании можно даже посчитать число шагов двигателя, если это необходимо.

Особенности первого драйвера L293D (для первой схемы):

• Напряжение устройства от +5 до +15 В.
• Размер платы 60х21 мм.
• Максимальный ток 1,2 А, но на практике при токе больше 0,5 А схема начинает греться.
• Объединяемые вывода — 4, 5, 12, 13.

Особенности второго драйвера FAN 8082 (для второй схемы):

• Напряжение устройства от +5 до +15 В.
• Максимальный ток — 1,6 А.

В отличие от прошлого устройства, этот тип драйвера лучше справляется с нагрузкой. При желании, как отмечалось выше, можно использовать гаситель дребезга контактов.

Актуаторы. Виды и устройство. Работа и применение. Особенности

Актуаторы представляют собой специальные устройства, главной задачей которых является перенос усилия с управляющего или регулирующего механизма на исполнительный. В большинстве случаев это электромеханический агрегат, который позволяет выполнять круговые либо линейные перемещения. Благодаря этому можно значительно облегчить выполнение технологических операций, тестирование, в том числе упростить условия быта. Эти устройства применяются и для совершения специфических задач, к примеру, для осуществления миссий и проведения исследований в космическом пространстве.

Виды

Актуаторы бывают линейными и устройствами вращения.

Линейные

Семейство устройств, которые обеспечивают преобразование механической энергии в линейное перемещение. В большинстве случаев такие устройства применяются с целью получения механической энергии из электрической. Выполняются такие устройства из подвижного штока, который устанавливается в корпус из металла или пластмассы. Чтобы к агрегату поступала электроэнергия, предусматриваются разъемы, вилки или кабели. В зависимости от конструкции привод может потреблять 12, 24, 36 либо 220 В.

Линейные агрегаты имеют два основных исполнения:

То есть конструкция агрегата такова, что шток перемещается в вертикальном либо горизонтальном направлении по отношению к валу мотора.

К преимуществам линейных агрегатов можно отнести:

• Простоту конструкции.
• Длительный срок эксплуатации.
• Неприхотливость в работе, что позволяет использовать их даже в экстремальных условиях.

Конкретные агрегаты в зависимости от модели могут дополнительно иметь защиту, которая обеспечивает стойкость к неблагоприятным условиям.

Актуаторы вращения

Работают несколько иначе. У них имеется редуктор и электродвигатель. Особенность работы такого агрегата в том, что чем ниже передаточное число шестеренок редуктора, тем выше скорость и меньше крутящий момент.

В агрегатах вращения могут применяться различные типы редукторов:

• Цилиндрический.
• Планетарный.
• Червячный.
• Комбинированный.

Благодаря разнообразию редукторов вращающие агрегаты способны решать разнообразные задачи. Поэтому они находят широкое применение в электроэнергетике, станках, бытовых устройствах, в промышленности и других отраслях.

Существуют и специальные виды актуаторов. Подобные агрегаты предназначены для решения специфических и наиболее сложных задач. Их часто применяют в космическом, а также водном пространстве. Также они находят применение в условиях вечной мерзлоты. По конструктивным составляющим они не сильно отличаются от аналогичных агрегатов. Однако их главное отличие – качество исполнения герметичности корпуса. Благодаря пылеустойчивости и водонепроницаемости удается обеспечить бесперебойность работы агрегата даже в сложнейших условиях.

Устройство

Имеется большое количество разных методов для создания линейного перемещения в линейном актуаторе. В большей части случаев используется движок, который передает движение штоку. Шток выдвигается или втягивается, перемещаясь по направляющей. Линейные актуаторы для обеспечения линейного перемещения в большинстве случаев применяют винт, то есть так называемую винтовую передачу. Благодаря вращению винта относительно гайки или наоборот обеспечивается линейное движение штока.

Движки, применяемые в линейных агрегатах, чаще всего представляют собой стандартные коллекторные устройства, работающие на постоянном токе в 12 или 24 В. Более мощным агрегатам требуется электроток на порядок большего значения. Однако возможно применение и других типов движков.

Для изменения направления движения штока следует поменять направление вращения движка. Для примера, в коллекторном движке следует сменить полярность электропитания. С этой целью в конструкцию добавляется переключатель, благодаря нему происходит смена полярности электропитания. В результате простым нажатием кнопки можно изменить вращение движка, а значит попеременно выдвигать или втягивать шток.

Актуатор турбины: особенности работы

Актуатор, он же вестгейт или вакуумный регулятор — клапан для сброса избыточного давления воздуха на высоких оборотах двигателя. Задачей данного решения является своеобразная защита турбокомпрессора и двигателя. Указанный регулятор для защиты от избыточных нагрузок находится в выпускном коллекторе (фактически, на самой турбине), местом установки является область перед турбиной.

Работает вестгейт по следующему принципу: если обороты двигателя высокие, в результате чего растет давление отработавших газов и давление надувочного воздуха, тогда открывается клапан. Его открытие перенаправляет часть выхлопных газов в обход турбинного колеса.

Другими словами, отработавшие газы, вращающие крыльчатку турбинного колеса и вал, на котором параллельно установлена крыльчатка компрессорного колеса, перепускаются. В результате интенсивность работы турбины снижается, уменьшается подача воздуха в цилиндры ДВС.

Так происходит в том случае, когда турбинное колесо раскручивается выхлопными газами до слишком высоких оборотов, в результате чего актуатор инициирует срабатывание обходного клапана, то есть отработавшие газы проходят мимо турбинного колеса. Получается, вестгейт попросту не позволяет турбонагнетателю раскручиваться до максимума под действием слишком сильного потока выхлопа на высоких оборотах мотора.

Добавим, что турбомоторы с завода изначально точно настроены. Во время тюнинга ДВС или установки турбонаддува на атмосферный мотор актуатор необходимо настраивать отдельно. Настройка и регулировка актуатора турбины является важным моментом, так как от нормальной работы системы зависит исправность двигателя и турбокомпрессора. Вестгейт желательно настраивать при помощи спецоборудования, но также это можно сделать самостоятельно, о чем мы расскажем ниже.

Настройка актуатора турбины

Регулировка актуатора турбины должна производиться обязательно. Если этого не сделать, во время работы двигателя вся система будет дрожать. Если же настройку произвести некорректно, наддув будет недостаточным. Однако неполный наддув может проявиться, если впуск системы потерял герметичность.

Приступаем к настройке. Сделать её можно по-разному:

1. Увеличить давление при помощи замены старой пружины на более упругую. Если, наоборот, надо снизить нажим, можно установить пружину из мягкой стали. Для удлинения тяги перепускного клапана нужно ослабить конец актуатора, для уменьшения, наоборот — затянуть. Если тяга будет сокращена, заслонку получится прижать плотнее. Тогда для ее открытия придется прикладывать значительное усилие, а значит, крыльчатка будет раскручиваться быстрее.
2. Повысить наддув можно установкой буст-контроллера. Этот механизм способен изменять давление. Чтобы он снижал давление на вестгейт, его нужно устанавливать перед ним. Буст-контроллер берет часть нагрузки на себя, так как выпускает часть воздуха.

Настройка штока

Чтобы убрать передув, нужно укоротить шток, закручивая регулировочную гайку (то есть крутя ее по часовой). Тогда лопатки геометрии будут открываться не слишком сильно. Если нужно исправить недодув, действовать нужно наоборот — откручивать регулировочную гайку.

Подключение шагового двигателя

Для подачи потенциала на обмотки ШД необходим механизм, способный выдать один или группу импульсов в конкретной последовательности. В роли таких элементов выступают полупроводниковые устройства и драйвера на базе микропроцессоров.

В них предусмотрена группа выходных клемм, каждая из которых формирует режим функционирования и подачи напряжения.

С учетом схемы подключения используются те или иные выводы устройства. Как результат, удается подобрать конкретную скорость вращения, шаг или микрошаг для перемещения в плоскости.

Всего выделяется шесть основных схем соединения:

• биполярный;
• биполярный с отводом из центральной части обмотки;
• униполярный с четырьмя фазами и подключением пары обмоток;
• четырехфазный униполярный с параллельным подключением;
• четырехфазный униполярный с последовательным соединением.

Если питание шагового двигателя осуществляется от одинакового драйвера, в отношении упомянутых выше схем можно выделять ряд особенностей:

1. Отводы всегда подходят к соответствующим клеммам. При последовательном объединении обмоток повышается индуктивность обмоток и снижается ток.
2. Пользователь получает паспортные параметры касательно параметров. При параллельном подключении повышается ток и уменьшается индуктивность. Если подключить обмотку по одной фазе, уменьшается момент на низких оборотах, и снижается величина тока.
3. Сохраняются динамические и электрические параметры (с учетом данных в паспорте).
4. Повышенный момент и использование для получения больших частот.
5. Увеличение момента (используется для небольших частот вращения).

Принципиальные схемы подключения показаны ниже.

Для беспроблемной эксплуатации ШД важно помнить о тонкостях подачи номинального напряжения, скорости момента вращения и снижения линейного напряжения. Отдельного внимания заслуживает подключение шагового двигателя к Ардуино

В этом случае управляющие выходы с драйвера подключены цифровым контактам на Arduino Uno

Отдельного внимания заслуживает подключение шагового двигателя к Ардуино. В этом случае управляющие выходы с драйвера подключены цифровым контактам на Arduino Uno.

Питающее напряжение равно 5 В. Дополнительно можно использовать еще один источник питания во избежание перегрева платы.

Кстати, как сделать умный дом на Arduino читайте тут https://elektrikexpert.ru/arduino.html.

Передний привод

Передний привод считается противоположностью заднего. В данном случае крутящий момент передается исключительно на переднюю пару колес, заставляя их вращаться. Впервые такой принцип в управлении автомобилем был серийно внедрен еще в 1929-ом году.

Достоинства переднего привода позволяют его использовать больше на автомобилях бюджетного сектора (например, Renault Logan). Однако в ГК Favorit Motors можно купить и коммерческие автомобили, оснащенные передним приводом (Citroen Jumper).

Важнейшим принципом в работе переднеприводного автомобиля считается полная совместимость механизма для передачи крутящего момента и устройства для управления машиной. Это совмещение, с одной стороны, позволяет упростить сам процесс вождения, а с другой — усложняет саму конструкцию привода.

В автомобилестроении с использованием переднего привода особенно четко следует использовать принципы расположения силового агрегата и коробки передач, чтобы управление ничем не затруднялось:

• Во-первых, основной способ расположения называется последовательной компоновкой (то есть двигатель и КПП размещены друг за другом по одной оси);
• Во-вторых, возможна и параллельная компоновка, когда силовой агрегат и трансмиссия размещены на одной высоте, но параллельно друг другу;
• В-третьих, используется и так называемая «этажная» компоновка — то есть мотор располагается выше КПП.

Знакомство с актуаторами

Под понятием актуатор скрывается механизм, основной задачей которого является передача усилий с управляющего устройства на исполнительное. Актуаторы отличаются между собой по способу передачи энергии. Управляемый объект может приводиться в действие вращающим или линейным воздействием.

Одним из наиболее понятных примеров актуатора является центральный замок в автомобиле. В данном случае актуатор выступает в роле червячной передачи, трансформирующей усилие от управляющего блока в линейное перемещение. Еще более простым примером является знакомый всем механический домкрат в форме ромба. Тут управляющим механизмом является человек, прилагающий усилие при вращении ручки. Актуатор в свою очередь передает усилие в вертикальное перемещение подъемной опоры. Какими бывают актуаторы?

Как мы выяснили, в основе сложного на первый взгляд термина «актуатор» лежит простой принцип преобразования энергии. Еще до знакомства с этим определением, каждому из нас приходилось иметь дело с актуаторами. Такие устройства встречаются в сельском хозяйстве, строительстве, автомобилях и повседневной жизни.

Среди владельцев автомобилей многие знают про актуатор турбины. Он же по своей сути является вакуумным регулятором, который позволяет предотвратить критическую нагрузку на турбокомпрессор. Если рассматривать бытовую и строительную электромеханику, одним из наиболее востребованных актуаторов можно отметить привод ворот и калиток. В простой речи это устройство так и называется актуатор двери. Он позволяет обеспечить автоматическое движение небольших дверей или массивных стальных ворот. Спутниковые тарелки также могут снабжаться подобным механизмом, позволяющим удаленно настроить антенну на необходимый угол частот.

Как проверить актуатор турбины?

Диагностика электронного турбокомпрессора начинается с проверки тестером. Актуатор можно тестировать на автомобиле, а можно предварительно демонтировать. Проверке подлежат:

• вакуумный клапан;
• исполнительный механизм;
• турбинный клапан.

Диагностику нужно периодически проводить, даже если вестгейт не дает повода. Когда происходит незначительная поломка турбины, это ведет к чрезмерному нагреву подшипников и, как следствие, к полной поломке агрегата.

Тестирование можно производить так — запускаем двигатель и газуем на месте. При этом нужно посматривать на шток вестгейта — в какой-то момент он начнет двигаться. Запомните, на каких оборотах мотора турбокомпрессор начал срабатывать — это будет ориентиром для проверки его исправности. Более точные показания можно получить на стенде.

Назначение термостата в системе охлаждения

На современных автомобилях применяется гибридная система охлаждения двигателя — отбор тепла от наиболее нагретых участков производится циркулирующей охлаждающей жидкостью, а охлаждение происходит в радиаторе благодаря проходящему сквозь него потоку воздуха. Система устроена таким образом, что в ней присутствует два круга циркуляции охлаждающей жидкости: малый, включающий все элементы, кроме радиатора, и большой, в который входит и радиатор. Это сделано для быстрого выведения двигателя на оптимальный температурный режим при пуске.

Работают круги следующим образом. При запуске мотора вода циркулирует только по малому кругу — через водяную рубашку и насос. Так достигается быстрый прогрев двигателя до оптимальной температуры 85-90°C. Однако по мере прогрева мотора наступает момент, когда жидкость нужно охлаждать — здесь включается большой круг, и вода поступает в радиатор, где отдает излишнее тепло в атмосферу.

За переключение между кругами отвечает простое и компактное устройство — термостат. Это устройство состоит из клапана (или клапанов) и термоэлемента, изменяющего свои свойства при изменении температуры. Термоэлемент управляет клапаном, открывая и закрывая его при повышении и понижении температуры.

Термостат подключается к системе охлаждения между водяной рубашкой двигателя, насосом и радиатором, причем применяются три схемы подключения:

1. Термостат включается между насосом, установленным на входе в водяную рубашку, и радиатором (его нижним бачком, то есть контактирует с охлажденным теплоносителем). При такой установке малый круг при открытии большого тоже остается открытым и по нему циркулирует жидкость. Используется одноклапанный термостат;
2. Термостат включается между выходом водяной рубашки, радиатором (его верхним бачком) и насосом. При такой схеме подключения малый круг при открытии большого перекрывается и вся охлаждающая жидкость проходит через радиатор. Используется двухклапанный термостат;
3. Термостат включается между выходом водяной рубашки, входом насоса и нижним бачком радиатора. При таком подключении малый круг полностью перекрывается при включении большого. Используется двухклапанный термостат.

В двухконтурных системах охлаждения используется два  — по одному в каждом контуре. Схемы подключения термостатов в таких системах не отличаются от описанных выше.

Чтобы понять различие между термостатами и схемами их включения, нужно рассказать об их классификации, устройстве и принципе работы.

Итоги

Роботизированная коробка переключения передач Тойота Королла имеет два актуатора: ММТ и АМТ. Первый отвечает за сцепление, другой за переключение передач. При выходе из строя ММТ АМТ также начинает нестабильно работать. По данному «принципу домино» действуют практически все механизмы робота «Короллы»: если сломалось одно, то другое не сможет функционировать, как следует. Для починки необходимо полностью разобрать ремкомплект коробки. В сети Интернет существует множество описаний и фото, повествующих не только о поломках РКПП, но и способах глубокой модернизации актуатора сцепления ММТ.

>