Habiendo conocido la frase "actuador de turbina" (actuador , westgate - Wastegate) y pensando en lo que es, la mayoría de los automovilistas por el nombre en sí, o más bien por su contraparte rusa, entienden que este es un dispositivo que regula el funcionamiento de una turbina en motores equipados con uno. Y de hecho lo es.

Turboalimentar la unidad de potencia de un automóvil aumentando la cantidad de aire que ingresa a los cilindros (la presión que crea) aumenta su potencia. Teniendo en cuenta que, en su mayor parte, la energía que hace girar el turbocompresor se toma de la presión de los gases de escape que salen del colector de escape, debe entenderse lo siguiente: mayor potencia → más presión de los gases de escape → la turbina gira más → aumenta la presión de admisión.

Sí, desde fuera parece una máquina de movimiento perpetuo, pero esta presión es superior a la necesaria, y daña los mecanismos del motor y de la propia turbina, por lo que su uso deja de ser tan relevante. Para resolver los problemas asociados con la regulación de la presión creada por el turbocompresor, se utiliza un actuador.

¿Cómo trabaja?

El principio de funcionamiento del actuador, o, como también se le llama, el regulador de vacío es generalmente simple: en presencia de exceso de presión, la compuerta o válvula se abre y el exceso de aire (gases) no ingresa a los mecanismos de la turbina / motor, pero se elimina a través de canales especiales, sin pasar por ellos, evitando que la turbina gire más de un cierto número de revoluciones.

La apertura se realiza de 2 formas:

1. Neumáticamente.

El actuador del amortiguador está conectado por una membrana o un cilindro (según el fabricante), presionado en la posición cerrada por un resorte. A una cierta presión generada por la turbina, la fuerza del resorte no es suficiente para mantener el amortiguador en la posición cerrada, y se abre, dirigiendo parte de los gases de escape más allá del impulsor, reduciendo la velocidad de rotación del turbo.

La ventaja de tal dispositivo es su simplicidad y confiabilidad. Menos: la complejidad del ajuste fino.

2. Electromecánica.

Aquí, la válvula obedece a la unidad electrónica de control del motor a través de varios sensores instalados tanto en la propia turbina como en los colectores de admisión y escape. Como resultado, dicho sistema responde mejor al ajuste y se adapta al funcionamiento del motor en cualquier condición.

Solo hay un inconveniente: la complejidad y el alto costo de las reparaciones.

Video que describe el funcionamiento de un turbocompresor con regulador de vacío.

fallas

Las averías pueden ser mecánicas, debido a las altas temperaturas de los gases de escape, a su entorno agresivo, o al banal envejecimiento del mecanismo y su desgaste, o electromecánicas, por las mismas razones.

Los sistemas electrónicos son más fáciles de diagnosticar, la propia ECU los diagnostica y puede indicar específicamente el problema.

En un dispositivo totalmente neumático, todo es más complicado.

En primer lugar, sin equipo especial y la presencia de indicadores de procedimiento del sistema de trabajo, es difícil determinar si existe algún problema. Solo un motor que ya funciona incorrectamente en general puede indicar un mal funcionamiento, y el problema en sí puede iniciarse antes de una reparación compleja y costosa. Aunque en tales sistemas, la fuente inicial del problema podría ser simplemente un resorte débil o una pequeña fuga en la parte neumática.

En segundo lugar, si desea comprender el diagnóstico y la presencia de un mal funcionamiento en el turbocompresor, primero deberá estudiar la documentación de servicio de un automóvil en particular y los algoritmos para diagnosticar el funcionamiento de su válvula de descarga, que es bastante tiempo y no siempre es posible, por lo que si hay sospechas de un funcionamiento incorrecto de la turbina/regulador de vacío, para la mayoría de los propietarios de automóviles, el camino es solo a un servicio especializado.

Las sutilezas de configurar el actuador de la turbina.

Para aquellos a quienes les gusta profundizar en el automóvil, notamos que ajustar el actuador es lo único gracias a lo cual puede aumentar la eficiencia de la turboalimentación por encima de los indicadores proporcionados por el fabricante. Por supuesto, debe comprender que al aumentar la presión creada por el turbocompresor y, como resultado, la potencia del motor, paga con un recurso menor de su rendimiento.

Si eso no lo detiene, en sistemas neumáticos simples, intente aumentar la presión a la que comienza a abrirse el amortiguador de la compuerta de descarga. Cómo conseguirlo ya depende directamente del diseño del turbocompresor y de aquellos componentes que permiten hacer esto, que ha proporcionado el fabricante, puede que tengas que mejorar algo. En los sistemas electrónicos, por supuesto, es más fácil configurar la operación del actuador, pero debe tenerse en cuenta que la configuración en sí se producirá mediante la reprogramación de la ECU. Si, en general, está familiarizado con esto, dicho procedimiento no será un gran problema. Lo principal es detenerse a tiempo en el rango de ajustes. Sin embargo, esto no siempre es posible en absoluto: los fabricantes se aseguran de que personas adicionales no suban donde no deberían, por lo tanto, bloquean la posibilidad de interferencia externa en el funcionamiento de los sistemas tanto como sea posible.

Vídeo sobre la comprobación y el ajuste del actuador de la turbina.

Resumamos.

Un actuador de turbina es una unidad cuya tarea principal es proteger tanto la turbina como el motor en su conjunto de la sobrepresión.

El principio de funcionamiento del actuador puede ser diferente, todo depende del fabricante y del dispositivo específico del sistema.

La reparación y ajuste del actuador no es una tarea sencilla, tanto en el diagnóstico como en la propia reparación. Si está leyendo este material, probablemente sea demasiado pronto para interferir en el funcionamiento de este sistema, solo los servicios especializados ayudarán. Si desea resolverlo por su cuenta, debe adquirir literatura de servicio sobre este tema de un fabricante en particular, lo que no siempre es fácil, debido al raro deseo de compartir tales secretos, lo que reduce su propia ganancia en el servicio.

La cerradura central del automóvil funciona según el siguiente principio: cuando gira la llave, los contactos de control se activan, dando un comando a la unidad de control electrónico para toda la cerradura, que luego lo transmite a los dispositivos que manipulan las cerraduras de las puertas, baúl, escotilla e incluso la tapa del tanque de combustible. Si el vehículo se ve involucrado en un accidente y se despliegan las bolsas de aire, todas las puertas se desbloquearán automáticamente.

Es fácil adivinar que el diseño de la cerradura central es bastante simple, y sus componentes son la unidad de control y los actuadores: actuadores (o, como también se les llama, activadores). Al decidir comprar una cerradura central con un método de control remoto, es mejor confiar su instalación a profesionales en su campo. En este caso, tendrás la garantía de que todo funciona correctamente y el sistema funciona. Pero, ¿qué pasa si hay algunos problemas, por ejemplo, con los actuadores, y usted mismo tiene que hacer la reparación o el reemplazo? Hablaremos de esto más adelante en este artículo.

¿Qué es un actuador de cierre centralizado?

Estos dispositivos son extremadamente simples. Se basan en un pequeño motor eléctrico, que está conectado a una varilla móvil según el principio de cremallera y piñón, y ya se le adjunta una tracción de un bloqueo mecánico. Cuando se aplica voltaje a uno de los cables que alimentan el motor eléctrico, el eje del motor comienza a girar en la dirección correcta, mientras gira la varilla. Junto con la varilla, también se mueve la varilla, unida por el otro extremo a la palanca de la cerradura mecánica de un automóvil. Como resultado, ocurre una de dos opciones: la liberación de bloqueos o su bloqueo.

La varilla se desplaza en intervalos muy cortos, por lo que el motor eléctrico se atasca rápidamente. Para evitar que el motor se queme en esos momentos, el actuador no puede activarse durante un largo período de tiempo. Por lo tanto, cuando las puertas están bloqueadas o desbloqueadas, la unidad de control de cierre centralizado energiza los actuadores durante solo unos segundos y luego los apaga automáticamente. Dichos períodos son bastante diferentes en el tiempo, pero en promedio son dos segundos. Esto es suficiente para operar los accionamientos, pero durante este tiempo el devanado del motor de cada uno de ellos no se quemará.

Para que el actuador funcione, no es suficiente aplicar voltaje a un cable, el segundo debe tener masa en este momento. Los accionamientos eléctricos de la cerradura central del automóvil no tienen cables positivos y de tierra claramente definidos, cambian según la tarea que debe realizar el accionamiento: desbloquear o bloquear la cerradura. Esta distribución también es manejada por la unidad de cierre central. Sus componentes electrónicos conectan los circuitos de alimentación de los variadores de tal manera que se aplica voltaje a un cable y aparece una "masa" en el otro, es decir, una conexión con el cuerpo.

De qué cable del accionamiento eléctrico proviene el voltaje, depende en qué dirección girará el eje de su motor. Al aplicar corriente a diferentes cables, el eje gira en diferentes direcciones, empujando o retrayendo el vástago y, en consecuencia, bloqueando o desbloqueando la cerradura de la puerta del automóvil.

Sustitución del actuador de cierre centralizado

Para los automovilistas que están acostumbrados a reparar automóviles por sí mismos, reemplazar el actuador de cierre centralizado no causará ninguna dificultad. Pero para esto, primero debe quitar todo el revestimiento de la puerta, y si también hay varios tipos de botones, por ejemplo, los que controlan las ventanas eléctricas, también deberá desconectar sus conectores. Por lo tanto, antes de realizar reparaciones, debe quitar el terminal negativo de la batería. Si no hay botones, la corriente de la batería no se puede tocar.

Ahora pasemos directamente a la secuencia de trabajo de reparación. En primer lugar, de acuerdo con el manual que vino con su automóvil, debe quitar la puerta. Como ya hemos dicho, si hay un bloque de botones, desconecte todos los conectores. En muchos vehículos, puede acceder al actuador de cierre centralizado de inmediato, solo quitando la moldura. Pero si el dispositivo de su máquina es más complicado, también deberá eliminar aquellas partes que impiden el acceso al elemento necesario. Recuerde que todas las acciones deben realizarse sin prisas y con el mayor cuidado posible. Como regla general, todo el conjunto del accionamiento eléctrico de la cerradura se fija con un par de tornillos autorroscantes, que deben desatornillarse.

Los actuadores de cerradura central suelen ser muy duraderos, pero si de repente sucede que la cerradura no cierra o no abre, entonces el problema está en el activador. Cuando llegue a la parte del cierre centralizado, debe desconectar el motor eléctrico viejo y colocar uno nuevo en su lugar. Ensamble la puerta en orden inverso.

Mal funcionamiento del actuador de cierre centralizado.

1. Todos los actuadores se queman: la causa es un pulso de control largo o, en caso de mal funcionamiento del generador, se aplicó un aumento de voltaje a los actuadores.

2. Actuadores atascados en una posición con la fusión de los nodos colectores.

3. Cortocircuitó los cables de alimentación para controlar los actuadores. Se ha producido un cortocircuito a tierra en el circuito de alimentación.

4. Cortocircuito dentro del actuador. El motivo es el aislamiento dañado del cable de alimentación o un cortocircuito de las placas colectoras dentro del activador.

5. El fusible se fundió al abrirlo. Los cables de alimentación para controlar los actuadores están en cortocircuito. Se ha producido un cortocircuito a tierra en el circuito de alimentación.

6. Actuador ruidoso. La razón radica en el desgaste del mecanismo de engranajes, que se produjo como resultado de una instalación incorrecta.

7. Debido a la instalación incorrecta del actuador, la cerradura central se contrae.

El turbocompresor es una de las partes más importantes y costosas de un automóvil. Sin embargo, a pesar de la durabilidad de 10 años, el actuador del turbocompresor a menudo se rompe si la máquina funciona en condiciones adversas. En este artículo, veremos las causas de los problemas del producto.

Primeros signos

Así, el fallo del actuador o turbina está asociado a una pérdida de tracción oa una disminución de potencia. También una de las razones es la liberación de humo del tubo de escape durante la aceleración. En este caso, el humo tiene un color azul, negro o blanco. Además, prestemos atención al funcionamiento del motor: si se escucha un traqueteo, silbido o ruidos extraños, entonces el problema realmente está en la turbina. Algunas señales más son un aumento en el consumo de combustible o aceite del motor, así como una caída en la presión del aire o del aceite.
tipos de fallas

• Si un automovilista encuentra humo azul, entonces el aceite del motor se ha quemado en los cilindros. Aquí es donde el aceite proviene del turbocompresor. Si se detecta humo negro, no se puede descartar una fuga de aire. En cuanto al color blanco del escape, el punto aquí es la obstrucción del drenaje de aceite del turbocompresor.
• Las razones del silbato incluyen fugas de aire en la unión de la salida de la unidad de potencia y el actuador. El traqueteo indica una fuerte fricción entre los elementos de todo el sistema de turboalimentación.

tres razones

Con base en todo lo anterior, se pueden distinguir tres causas principales de fallas en los actuadores, lo que implica el diagnóstico y reparación de la turbina.

• Falta de aceite, baja presión de aceite. Este mal funcionamiento está asociado con fugas o pinzamientos de las mangueras de aceite, que también pueden estar mal instaladas en relación con la turbina. Debido a este defecto, los anillos, los muñones del eje se desgastan rápidamente y los cojinetes radicales de la turbina se sobrecalientan. Todas estas piezas no son reparables.
• El aceite sucio y de baja calidad también es uno de los factores que conducen al desgaste prematuro del actuador de la turbina. Además, esto reduce la vida útil del rodamiento, obstruye los canales de aceite y daña el eje. Un líquido aceitoso con una consistencia espesa es muy dañino para los rodamientos, porque crea un precipitado que viola la estanqueidad de la turbina.
• La tercera razón son los objetos extraños dentro del turbocargador. La obstrucción afecta negativamente la vida útil de las paletas de la turbina y las ruedas del compresor, lo que provoca una caída en la presión del aire. También causa un daño significativo al rotor. En este caso, será necesario reemplazar el filtro del compresor. Tampoco está de más mejorar la estanqueidad del tracto de admisión. En cuanto a la turbina, requerirá la sustitución del colector de admisión (en caso de avería) y del eje.

Mucha gente está interesada en la diferencia entre los conceptos de "actuadores", "accionamientos lineales", "mecanismos lineales", etc.

En general, no hay diferencia entre ellos, es solo una cuestión de preferencia personal. Pero por la definición de "actuadores" personalmente nos referimos a mecanismos compactos y de baja potencia que pueden usarse no solo en instalaciones industriales, sino también para fines domésticos, por ejemplo, para abrir puertas o maleteros de automóviles, para puertas batientes o correderas, etc. . Cualquier actuador convierte el movimiento de rotación del eje en el movimiento de traslación de la varilla. Básicamente se mueve con poco esfuerzo en distancias cortas.

En general, es un sistema de posicionamiento del cuerpo de trabajo con un motor eléctrico, con la capacidad de conectar un dispositivo de control.
Puede ver el rango de cargas y velocidades en los anuncios de productos.

El diseño es compacto, liviano, fácil de instalar y mantener, altamente confiable, con una operación adecuada y cumpliendo con todas las condiciones, le servirá durante muchos años.

El uso de un actuador en nuestro tiempo no sorprenderá a nadie. Se utiliza en la industria pesada y electrodomésticos en todo el mundo. Realiza movimiento lineal en la transmisión de una distancia dada. Se puede utilizar en tapas, puertas, pestillos, etc.

Cuando se habla de un actuador lineal, inmediatamente representan un pequeño mecanismo que es fácil de aplicar y montar. Se usa con mayor frecuencia en automóviles, en puertas y sus cerraduras, por ejemplo, en la cerradura del maletero. Por lo general, todos están conectados al dispositivo de control, que captura el estado y los cambios y responde a ellos.

También son ampliamente utilizados en medicina, producción de muebles, industria alimentaria, carpintería, industria espacial y otras industrias.

La base del actuador es un engranaje de husillo o husillo de bolas, complementado con una carcasa duradera de aleación de aluminio.

Pueden ser con vástago retráctil, o con tuerca que se desplaza a lo largo de la guía (tornillo), en nuestro caso se trata de gatos de husillo.

Un parámetro muy importante es la precisión de posicionamiento, hasta fracciones de milímetro. No menos importante es la capacidad de soportar cargas durante el funcionamiento, así como la resistencia mecánica.

Hace dos años, cuando comencé con los multicópteros, tuve que hacer un pequeño . Dado que el cuadricóptero se concibió como puramente autónomo, todo lo que se requería de este control remoto era controlar el dron durante las pruebas y ajustes.

En principio, el control remoto hizo frente a todas las tareas que se le asignaron con bastante éxito. . Pero también hubo serias deficiencias.

1. Las baterías no cabían en el estuche, así que tuve que pegarlas al estuche con cinta aislante :)
2. La configuración de parámetros se realizó en cuatro potenciómetros, que resultaron ser muy sensibles a la temperatura. En la habitación configuras unos valores, sales a la calle - y ya son diferentes, navegados.
3. El Arduino Nano que usé en el control remoto tiene 8 entradas analógicas en total. Cuatro estaban ocupados por potenciómetros de sintonización. Un potenciómetro sirvió como gas. Se conectaron dos entradas a un joystick. Solo una salida quedó libre, y hay muchos más parámetros para configurar.
4. El único joystick no era un piloto en absoluto. Controlar el gas con un potenciómetro también fue bastante deprimente.
5. Y el control remoto no emitió ningún sonido, lo que a veces es extremadamente útil.

Para eliminar todas estas deficiencias, decidí rehacer radicalmente el control remoto. Tanto hardware como software. Esto es lo que quería hacer:

• Haz un estuche grande para que puedas meter todo lo que quieras ahora (incluidas las baterías) y lo que quieras más adelante.
• De alguna manera resuelva el problema con la configuración, no aumentando la cantidad de potenciómetros. Además, agregue la capacidad de guardar parámetros en la consola.
• Haz dos joysticks, como en las consolas de piloto normales. Bueno, pon los joysticks en sí mismos ortodoxos.

Nuevo edificio

La idea es extremadamente simple y efectiva. Cortamos dos placas de plexiglás u otro material delgado y las conectamos con bastidores. Todo el contenido de la caja se adjunta a la placa superior o inferior.

Controles y menús

Para controlar un montón de parámetros, debe colocar un montón de potenciómetros en el control remoto y agregar un ADC, o realizar todas las configuraciones a través del menú. Como decía, afinar con potenciómetros no siempre es una buena idea, pero tampoco debes rechazarlo. Entonces, se decidió dejar cuatro potenciómetros en el control remoto y agregar un menú completo.

Los botones se utilizan normalmente para navegar por el menú y cambiar los parámetros. Izquierda derecha arriba abajo. Pero quería usar un codificador en lugar de botones. Obtuve esta idea de un controlador de impresora 3D.

Por supuesto, debido a la adición del menú, el código del control remoto se ha inflado varias veces. Para comenzar, agregué solo tres elementos de menú: "Telemetría", "Parámetros" y "Almacenar parámetros". La primera ventana muestra hasta ocho indicadores diferentes. Hasta ahora solo uso tres: batería, brújula y altitud.

Hay seis parámetros disponibles en la segunda ventana: coeficientes del controlador PID para los ejes X/Y, Z y ángulos de corrección del acelerómetro.

El tercer elemento le permite guardar parámetros en EEPROM.

Joysticks

No pensé en la elección de los joysticks piloto durante mucho tiempo. Dio la casualidad de que obtuve el primer joystick Turnigy 9XR de un colega en el negocio de quadcopter: Alexander Vasilyev, el propietario del notorio sitio alex-exe.ru. El segundo lo pedí directamente a Hobbyking.

El primer joystick estaba cargado por resorte en ambas coordenadas, para controlar la guiñada y el cabeceo. El segundo lo tomé igual, luego lo convertí en un joystick para controlar el empuje y la rotación.

Nutrición

En el viejo control remoto usé un simple regulador de voltaje LM7805 alimentado con un montón de 8 baterías AA. Una opción terriblemente ineficiente, en la que 7 voltios fueron para calentar el regulador. 8 baterías, porque solo había un compartimento de este tipo a mano, y LM7805, porque en ese momento esta opción me parecía la más simple y, lo que es más importante, la más rápida.

Ahora decidí ser más inteligente y poner un regulador bastante eficiente en el LM2596S. Y en lugar de 8 pilas AA, instalé un compartimento para dos baterías LiIon 18650.

Resultado

Poniéndolo todo junto, obtuvimos tal dispositivo. Vista interior.

Aquí está con la tapa cerrada.

No hay suficiente tapa en un potenciómetro y tapas en los joysticks.

Por último, un vídeo sobre cómo se configuran los ajustes a través del menú.

Salir

Físicamente, el control remoto está ensamblado. Ahora estoy comprometido en el hecho de que estoy finalizando el código del control remoto y el cuadricóptero para restaurar su antigua amistad fuerte.

En el curso de la configuración del control remoto, se identificaron deficiencias. En primer lugar, las esquinas inferiores del control remoto descansan contra las manos: (Probablemente rediseñaré un poco las placas, suavizaré las esquinas. En segundo lugar, incluso una pantalla de 16x4 no es suficiente para una hermosa salida de telemetría; tengo que reducir el parámetro nombres a dos letras En la próxima versión del dispositivo, instalaré una pantalla de puntos , o inmediatamente matriz TFT.