Как работает актуатор турбины. Что такое актуатор турбины в автомобиле? Принцип работы. Тонкости настройки. Причины поломки и замена актуатора турбины

Автомобильный центральный замок работает по следующему принципу: когда вы поворачиваете ключ, срабатывают контакты управления, подающие команду на электронный блок управления всем замком, который далее передаёт её устройствам, которые манипулируют замками дверей, багажника, люка и даже крышки топливного бака. При попадании автомобиля в дорожно-транспортное происшествие и срабатывании подушек безопасности, все двери автоматически отпираются.

Несложно догадаться, что конструкция центрального замка достаточно проста, и его составными частями являются блок управления и исполнительные устройства – актуаторы (или, как их ещё называют, активаторы). При решении приобретения центрального замка с дистанционным способом управления, лучше доверить его монтаж профессионалам своего дела. В данном случае у вас будет гарантия, что всё работает корректно, и система исправна. Но что, если случились какие-то проблемы, например, с актуаторами, и приходится проводить ремонт или замену своими руками? Об этом мы и поговорим далее в этой статье.

Что такое актуатор центрального замка?

Данные устройства крайне просты. Их основу составляет маленький электродвигатель, который соединён с подвижным штоком по принципу реечной передачи, а к нему уже крепится тяга от механического замка. Когда происходит подача напряжения на один из проводов, питающих электродвигатель, вал мотора начинает вращаться в нужную сторону, при этом вращая шток. Вместе со штоком сдвигается и тяга, прикреплённая другим концом к рычагу автомобильного механического замка. Как следствие, происходит один из двух вариантов: освобождение замков или их блокировка.

Шток ходит на очень короткие промежутки, поэтому электродвигатель быстро заклинивается. Чтобы в такие моменты не произошло перегорание моторчика, на актуатор нельзя подавать напряжение в продолжительный период времени. Поэтому, когда двери запираются или отпираются, блок управления центральным замком подаёт напряжение на актуаторы всего на несколько секунд, а потом автоматически отключает их. Такие периоды достаточно разные по времени, но в среднем это две секунды. Этого достаточно для срабатывания приводов, но за это время обмотка электродвигателя каждого из них не перегорит.

Чтобы произошло срабатывание актуатора, недостаточно подать напряжение на один провод, на втором должна быть в этот момент масса. Электроприводы центрального автомобильного замка не имеют чётко установленных плюсового и массового проводов, они меняются в зависимости от задачи, которую должен выполнить привод: отпереть или запереть замок. Этим распределением также занимается блок центрального замка. Его электронные компоненты соединяют цепи питания приводов таким образом, что на один провод подается напряжение, а на другом появляется «масса», то есть соединение с кузовом.

От того, на какой провод электропривода придет напряжение, зависит, в какую сторону будет вращаться вал его двигателя. За счет подачи тока на разные провода вал крутится в разные стороны, выдвигая или втягивая шток и, соответственно, запирая или отпирая замок двери автомобиля.

Замена актуатора центрального замка

Для автомобилистов, привыкших заниматься самостоятельным ремонтом автомобилей, замена актуатора центрального замка никаких трудностей не вызовет. Но для этого сначала нужно снять всю дверную обшивку, а если на ней есть ещё и разного рода кнопки, например, те, которые управляют стеклоподъёмниками, тогда понадобится отключить и их разъёмы. Следовательно, перед проведением ремонта нужно снять минусовую клемму с батареи аккумулятора. Если же кнопок нет, ток аккумулятор можно и не трогать.

Теперь перейдём непосредственно к последовательности выполнения ремонтных работ. Первым делом, в соответствии с мануалом, который прилагается к вашему автомобилю, нужно снять дверную . Как мы уже сказали, при наличии кнопочного блока, отключите все разъёмы. На многих автомобилях можно добраться до актуатора центрального замка сразу, только сняв обшивку. Но если устройство вашей машины сложнее, тогда нужно будет снять ещё и те детали, которые мешают доступу к необходимому элементу. Помните, что все действия нужно проводить без спешки и максимально аккуратно. Как правило, весь узел электропривода замка фиксируется парой саморезов, которые и нужно выкрутить.

Актуаторы центральных замков обычно очень долговечны, но если вдруг случается так, что замок либо не закрывается, либо не открывается, значит, проблема именно в активаторе. Когда доберётесь до детали центрального замка, нужно отсоединить старый электромотор и поставить на его место новый. Сборку двери проводите в обратном порядке.

Неисправности актуатора центрального замка

1. Перегорают все актуаторы: причиной является длинный импульс управления, или, при неисправности генератора, на актуаторы подалось повышенное напряжение.

2. Заклинило актуаторы в одном положении с расплавлением коллекторных узлов.

3. Замкнуло силовые провода управления актуаторами. Произошло замыкание на массу силовой цепи.

4. Замкнуло внутри актуатора. Причиной выступает повреждённая изоляция силового провода или замыкание коллекторных пластин внутри активатора.

5. Сгорел при открытии предохранитель. Силовые провода управления актуаторами замкнуло. Произошло замыкание на массу силовой цепи.

6. Шумная работа актуатора. Причина кроется в износе механизма шестерен, что произошло в результате неправильной установки.

7. Из-за неправильной установки актуатора дёргается центральный замок.

Многих людей интересует различие понятия "актуаторы", "линейные приводы", "прямоходные механизмы" и т.п.

По большому счету, никакой разницы между ними нет, это просто вопрос личных предпочтений. Но мы лично под определением "актуаторы" имеем ввиду компактные и маломощные механизмы, которые могут использоваться не только в промышленных установках, но и для бытовых целей - например для открывания дверей или багажника автомобиля, для распашных или раздвижных ворот и т.п. Любой актуатор преобразует вращательное движение вала в поступательное перемещающее движение штока. В основном перемещает с малым усилием на небольшие расстояния.

В общем виде он представляет собой систему позиционирования рабочего органа с электродвигателем, с возможностью подключение устройства управления.
Диапазон нарузок и скоростей вы видите в анонсах продукции.

Конструкция компактная, легкая, просто монтируется и обслуживается, высоконадеженая, при правильной эксплуатации и соблюдении всех условий прослужит Вам долгие годы.

Использованием актуатора в наше время никого не удивишь. Он используется в и в тяжелой промышленности и бытовых приборах повсеместно. Он осуществляет прямоходное перемещение в передах заданного расстояния. Может использоваться в крышках, дверях, задвижках и т.п.

Когда говорят о линейном актуаторе сразу представляют собой небольшой мезанизм, который легко применить и монтировать. Наиболее часто используется в автомобилях - в дверях и их замках, например в замке багажника. Обычно они все подключены к устройству управления, которое фиксирует состояние и изменения и реагирует на них

Также широко применяются они в медицине, мебельном производстве, пищевой промышленности, деревообработке, космической индустрии и других отраслаях.

Основу актуатора составляет винтовая или шарико винтовая передача, дополненная прочным корпусом из алюминиевого сплава.

Могут быть с выдвижным штоком, либо с перемещающейся по направлящей (винту) гайкой, в нашем случае это винтовые дократы.

Очень важным параметром явkяется точность позиционирования, вплоть до долей миллиметра. Не менее значима и способность выдерживать нагрузки при эксплуатации, а также механическая прочность.

Водители, которых не устраивает мощность их силового агрегата, часто отдают предпочтение установке турбокомпрессора. Но, преследуя понятные цели, далеко не каждый специалист осознает, как работает актуатор турбины. Данная запчасть устанавливается на турбинах высокого давления и выполняет роль клапана, который на высоких оборотах избавляет от лишнего давления. Таким образом, устройство спасает турбину от перегрузок во время езды на высоких оборотах. Поэтому настройка вакуумного актуатора, это одно из самых важных критериев для максимальной эксплуатации турбины!

Как работает актуатор турбины

Актуатор – это регулятор, основной задачей которого является борьба с перегрузками. Он монтируется на турбокомпрессоре. Алгоритм работы устройства довольно прост – устройство включается в работу в ситуациях, когда увеличиваются обороты мотора и повышается количество выделяемых выхлопов. Колесо турбины вращается чаще, и дополнительные выхлопные газы проходят сквозь открывшийся обходной клапан.

Проходя раскаленные детали турбокомпрессора, газы воздействуют на крыльчатку вала, где присутствует охлажденная составляющая турбины, где создается давление на впускном коллекторе. Благодаря этому воздух поступает в камеру сгорания. При достижении больших оборотов в дело включается актуатор, задача которого – открывать вспомогательный клапан, чтобы газы выходили мимо турбины. После каждого нажатия педали акселератора будет открываться вестгейт, через который будут уходить выхлопные газы, что позволит добраться до клапанов двигателя большему количеству воздуха.

Как настроить турбинный актуатор автомобиля

Если в процессе работы автомобиля ощущается дребезжание турбины при выключении двигателя, важно ее правильно настроить. Аналогичные звуки можно услышать при перегазовкахв момент сброса оборотов. Звуки случаются по причине свободного перемещения стока и издаются калиткой регулятора. Знания, как отрегулировать актуатор турбины, вам понадобятся при недостаточном наддуве в турбине. Но такая ситуация происходит только тогда, когда вы уверены в целостности механизмов и герметичности системы впуска.

Существует несколько способов увеличения давление наддува:

Расслабление либо затягивание окончания закрытия вестгейта (позволяет увеличить или ослабить уровень открытия заслонки, поэтому можно вручную настроить тягу на перепускном вентиле);
Установка соленоида (устройство измеряет текущий показатель давления и в рабочем режиме снижает этот уровень).3

В процессе установки следите за тем, чтобы актуатор был максимально закрытым.

Установка турбокомпрессора на авто – один из вариантов наиболее действенного . При правильном подборе, монтаже и настройке этот агрегат серьезно повышает мощность мотора (до полутора раз). Среди различных вариантов конструкций наибольшую распространенность получили устройства высокого давления, оснащенные в отличие от иных моделей перепускным клапаном. Он служит для обеспечения стабильного функционирования силового агрегата при большом давлении и высоких оборотах. Следует заметить, что на дизелях нет отдельных систем экстренного сброса давления: все регулировочные процессы осуществляются при помощи геометрии турбины и объемом подаваемой в цилиндры топливно-воздушной смеси. О том, как эксплуатируется устройство на бензиновых моторах и как производится самостоятельная регулировка актуатора турбины, описывается ниже.

Нюанс: на сленге автовладельцев актуатор имеет еще пару названий – вакуумный регулятор, а также вестгейт. Эти термины обозначают одну-единственную деталь, защищающую турбокомпрессор от перегрузки.

Принципы работы

Вакуумный регулятор устанавливается перед в выпускном коллекторе двигателя. Как работает актуатор турбины? Принцип несложен: при повышении оборотов коленвала увеличивается давление выхлопных газов, и задача актуатора – пропустить их мимо самой турбины. Это и происходит при открытии клапана. Одновременно внутрь попадает больше воздуха, что дает возможность максимально разогнаться нагнетателю. Проще говоря, вестгейт в своей работе использует принцип обычного насоса, преобразуя энергию нажима в передвижение штока. Но есть и другие системы.

Конструкционные особенности вакуумного регулятора

Наибольшее распространение получили устройства типа Bypass, которые предлагаются в двух вариантах:

Актуатор турбины с замкнутым циклом. Здесь лишнее давление поступает в разогретый сектор устройства посредством байпасного канала. Такая технология снижает инерционные потери, возникающие при увеличении турбинным колесом своих оборотов. Когда образуется избыточное давление, начинает изгибаться диафрагма. В результате усилие возвратной пружины преодолевается, устройство открывается и все «лишнее» поступает в байпасный канал.
Blow-Off. Здесь тоже применяется «принцип насоса». Отличие заключается в том, что выброс излишков осуществляется в атмосферу: при этом процесс сопровождается характерным звуком.

Зачем нужно настраивать актуатор турбины

Действительно: казалось бы, установил новую деталь на двигатель и пользуйся! Но здесь такой момент не пройдет: при отсутствии должной регулировки в районе размещения турбокомпрессора будет наблюдаться дрожание (дребезжание) устройства (особенно сильно оно ощущается при перегазовке и остановке мотора). Еще одно следствие неверной регулировки (или ее отсутствия) – малый наддув.

Нюансы: последняя проблема может появиться и в случае отсутствия герметичности в системе впуска. На некоторых моделях автомобилей о неисправности сигнализирует бортовой компьютер, пишущий, например, «слабый наддув».

Как отрегулировать актуатор турбины

Настройка устройства производится двумя способами, каждый из которых позволяет увеличить эффективность работы турбокомпрессоре.

Настройка наддува

Самый простой метод заключается в замене пружины: чем она будет жестче, тем больше воздействие на мембрану и наоборот. Все зависит от того, что требуется: понизить силу воздействия газов на вакуумный регулятор или понизить.

Следующий способ — регулировка по резьбе на его конце. Ослабление приведет к удлинению тяги вестгейта, а затягивание, наоборот, к уменьшению длины детали. В последнем случае заслонка плотнее прижимается и потребуется большее усилие для ее открытия. Итогом такого действия является более быстрое раскручивание крыльчатки турбинного колеса.

Применение соленоида

Его также называют буст-контролем. Установка этого устройства увеличивает силу наддува. Соленоид монтируется перед вакуумным регулятором. Соленоид просто выпускает часть воздуха, «облегчая» функционирование клапана.

Регулировка штока

Для выполнения этой операции рекомендуется демонтировать турбокомпрессор с двигателя (на некоторых моделях авто до регулировочной гайки можно добраться и без снятия агрегата). Это даст возможность увидеть, как закрывается «калитка». Если шток сделать короче, то она прижмется сильнее и наоборот.

Процесс регулировки (понадобятся пассатижи и ключ на 10):

снимите скобу со штока и ослабьте гайку;
подтяните (крутить нужно влево) пассатижами винт регулировки;
при этом смотрите на «калитку», которая должна закрыться до упора;
слегка постучите ключом по заслонке: если слышен дребезг, продолжите затяжку, пока он не исчезнет (здесь стоит учитывать, что 1 полный оборот винта соответствует примерно увеличению давления на мембране в 0,3 Бара);
затяните гайку и поставьте скобу на место.

После такой регулировки вакуумный регулятор будет закрываться полностью. Чтобы проверить правильность настроек, запустите мотор и опробуйте его на разных режимах с перегазовками. Посторонних звуков быть не должно (в т. ч. и при глушении двигателя).

Замена вестгейта

Полноценный его ремонт возможен лишь в профильном техническом центре, где можно наиболее точно диагностировать устройство. Причины поломки вакуумного регулятора:

прекращение функционирования электронного блока, отвечающего за открытие/закрытие клапана;
поломка шестеренки привода;
выход из строя электрического двигателя, обеспечивающего надлежащую работу створок.

Если выясняется, что ремонт вакуумного регулятора обойдется достаточно дорого, то целесообразна замена актуатора турбины на новую деталь. Процесс осуществляется нижеследующим образом:

Извлеките старую манжету.
Очистите и обезжирьте ацетоном ее посадочное место и новую деталь.
Применяя клей-герметик, установите новую манжету.
На корпусе имеются колпачки и между ними должен остаться зазор, чтобы осуществлялась дополнительная смазка.
Приклейте мембрану тем же средством и завальцуйте ее по кругу.

Сложность ремонта наиболее современных моделей актуаторов заключается в наличии непростой электронной начинки, поломка которой ведет к выходу из строя сервопривода. Здесь без профессионального оборудования не обойтись. Это может быть, например, тестер Turboclinic. Он позволяет провести диагностику и выполнить регулировку электронных компонентов таких систем, как Toyota, Garret, MHI, IHI.

Как продлить эксплуатационный ресурс изделия

Пользуясь нехитрыми правилами, можно серьезно продлить жизнь, как отдельных элементов турбокомпрессора (в т. ч. вакуумного регулятора), так и всего устройства в целом. Далее рассмотрены эксплуатационные особенности на разных режимах функционирования двигателя:

Пуск мотора. При старте старайтесь газ применять по минимуму, а на (ХО) держите двигатель не менее минуты. Дело в том, что в турбированном компрессоре нужные параметры устанавливаются в течение нескольких секунд, если поступает хорошая смазка. Если же газовать в самом начале пуска силовой установке, крыльчатка будет вынуждена крутиться в условиях недостаточного поступления масла, что приведет к ее поломке.
Пуск в зимнее время. Если двигатель долго не работал или предстоит завести мотор при отрицательной температуре, старт производите только на холостых оборотах, чтобы масло заполнило турбокомпрессор.
Глушение двигателя. До того, как зажигание будет выключено, дайте силовой установке немного поработать на ХО. В противном случае в турбокомпрессоре возникнут температурные перепады, масло резко перестанет подаваться на компоненты устройства, которые все еще будут крутиться по инерции.
Холостые обороты. Не рекомендуется держать их более получаса. Если этот временной интервал превысить, крыльчатка будет крутиться с недостаточной скоростью, что чревато проникновением масляных паров через соединения. В итоге появляется сизый выхлоп из глушителя.
Действия перед первым пуском двигателя после . Сначала убедитесь, что система смазки турбокомпрессора заполнена. Далее, не пуская двигатель, проверните коленчатый вал, чтобы масло начало циркулировать. Заведите мотор и дайте ему поработать на холостых оборотах минут десять.

Эта обзорная статья дает общие представления о принципах работы линейных актуаторов и рассчитана на тех, кто только начинает работу с ними. Если Вы относитесь именно к этой категории читателей, мы надеемся, что статья даст Вам необходимую информацию и поможет в выборе подходящего актуатора для решения поставленной задачи.

Как работает линейный актуатор

Первый большой вопрос - каков принцип работы линейного актуатора. Многие люди (большинство людей), не сталкивавшихся ранее с необходимостью применения актуаторов, называют их "толкателем", "электрическим поршнем", "механическим цилиндром" и другими подобными (и нередко нелепыми) терминами. Тем не менее, все они подразумевают одно и то же устройство, независимо от правильности терминологии. Линейный актуатор выполняет именно такую работу, которую подразумевает его название: "Актуатор" (от английского "actuate") - "приводить в движение" и "линейный" - выполняющий прямолинейное движение, движущийся по прямой.

Существует множество различных способов реализации такого движения с помощью двигателя. Наиболее растространенный вариант - с помощью выдвигающегося и втягивающегося штока (слайдера), перемещающегося по направляющей. Сферы использования таких линейных приводов широко варьируются, они могут использоваться практически в любых устройствах - для регулирования положения телевизора (в том числе, выдвигающиеся и убирающиеся конструкции), для подъема и опускания пандусов для инвалидных колясок, в промышленном оборудовании, в игрушках и даже в авиационно-космических технологиях.

В конструкции линейного актуатора для создания линейного перемещения чаще всего используется винт (или более правильное название - винтовая передача). Винт вращается по или против часовой стрелки, его вращение вызывает линейное перемещение штока, соединенного с гайкой, которая перемещается вдоль винта.

Двигатели, которые используются в линейных актуаторах, в большинстве случаев являются классическими коллекторными двигателями постоянного тока 12В или 24В. Но в ряде случаев могут использоваться другие типы электродвигателей и другой вольтаж. Чтобы изменить направление движения штока линейного актуатора необходимо изменить направление вращения его двигателя. В случае использования коллекторного двигателя постоянного тока достаточно поменять полярность питания (поменять местами два провода питания двигателя). Типичное решение - с использованием автоматического переключателя, который меняет полярность подключения питания.

Существующие линейные актуаторы различаются возможной длиной хода. Применительно к конструкции актуатора это означает, что актуаторы выполняются с различными длинами штока и корпуса. Помимо длины хода актуатора, важными характеристиками являются скорость и усилие на штоке. Для достижения необходимой скорости и усилия между валом электродвигателя и винтом устанавливают механический редуктор. Редуктор при неизменной мощности двигателя изменяет соотношение скорости его вращения и крутящего момента, что в итоге влияет на конечную скорость линейного перемещения и усилие на штоке актуатора - чем больше передаточное отношение редуктора, тем больше усилие и меньше скорость. Винт также является механической передачей, влияющей на соотношение скорости и усилия - чем меньше шаг винта, тем больше усилие и меньше скорость перемещения штока. В любом случае без использования специальных устройств регулирования скорости двигателя всегда соблюдается взаимосвязь между усилием и скоростью перемещения: чем выше скорость перемещения штока, тем меньше усилие (и наоборот).

Для реализации остановки штока в конечных положениях, актуатор оснащается встроенными концевиками (концевыми выключателями или микровыключателями). Концевые выключатели устанавливаются внутри на шток актуатора. Срабатывание концевых выключателей происходит при достижении гайкой крайних положений внутри корпуса актуатора - один датчик устанавливается на крайнее выдвинуте положение, второй - на крайнее втянутое положение. При достижении крайнего положения датчик срабатывает, питание двигателя выключается. Дальнейшее движение возможно только в противоположном направлении - при смене полярности питания и реверсе двигателя.