Что такое актуатор в дизельном двигателе

Линейные актуаторы — основные положения, как работает линейный актуатор

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.

Как подобрать линейный актуатр

Чтобы выбрать подходящий линейный актуатор, необходимо определиться с основными требованиями системы:

• скорость перемещения (м/с, мм/мин, см/мин, мм/с и т.п.)
• усилие перемещения (толкания/втягивания) (Н, кгс)
• длина хода (мм, см, м)
• предпочитаемое напряжение питания (12В, 24В, 220В)
• продольное или поперечное расположение двигателя

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!

ПОДБОР ТУРБИНЫ

Вы обязательно найдёте нужную турбину!

* год указывается примерный, чтобы не дублировать одинаковые турбины для разных годов выпуска авто.

Истории клиентов

Ремонт турбины BMW 530 d Е60/Е61 3.0 2003

Зимой 2021 года мы делали ремонт турбины BMW 530 d Е60/Е61 3.0 2003. Частой причиной выхода из строя агрегата является п.

Ремонт турбины Hyundai Santa Fe 2.2 CRDi

Весной 2020 года мы делали ремонт турбины Hyundai Santa Fe 2.2 CRDi. Причины поломки установили только после полной диаг.

Ремонт турбины Volkswagen Sharan I 1.9 TDI

В январе 2020 мы делали ремонт турбины Volkswagen Sharan I 1.9 TDI. Причину обнаружили только после полной диагностики, .

© ООО «ТУРБОХЭЛП» 2010 — 2021 | Тех.поддержка WebSfera

Регулировка актуатора турбины

Установка турбокомпрессора на авто – один из вариантов наиболее действенного тюнинга двигателя. 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.

1. Принципы работы
2. Конструкционные особенности вакуумного регулятора
3. Зачем нужно настраивать актуатор турбины
4. Как отрегулировать актуатор турбины
5. Настройка наддува
6. Применение соленоида
7. Регулировка штока
8. Замена вестгейта
9. Как продлить эксплуатационный ресурс изделия

Принципы работы

Вакуумный регулятор устанавливается перед турбиной 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:

1. 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.
2. 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:

1. Извлеките старую манжету.
2. Очистите и обезжирьте ацетоном ее посадочное место и новую деталь.
3. Применяя клей-герметик, установите новую манжету.
4. На корпусе имеются колпачки и между ними должен остаться зазор, чтобы осуществлялась дополнительная смазка.
5. 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:

1. Пуск мотора. При старте старайтесь газ применять по минимуму, а на холостых оборотах (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.
2. 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.
3. 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.
4. 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.
5. Действия перед первым пуском двигателя после капитального ремонта. 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.

Соблюдение этих рекомендаций позволит пролить срок службы турбокомпрессора и избежать преждевременной регулировки, а то и дорогостоящего ремонта.

Актуатор турбины: назначение, устройство, разновидности, поломки

Способов повысить мощность и КПД двигателя существует немало, одним из наиболее эффективным считается установка турбины. Турбокомпрессор позволяет существенно улучшить тяговые и динамические характеристики двигателя при относительно небольшом расходы топлива и объеме силового агрегата.

Не вдаваясь в подробности, которые и без того известны даже школьникам, турбина позволяет повысить мощность и отдачу мотора за счет принудительного увеличения воздушного объема в камеры сгорания. Чем больше кислорода, тем лучше будет сгорать ТВС, тем выше будет отдача двигателя при одних и тех же затратах топлива. Более подробно о том, что такое турбина, как она работает и т. д., читайте здесь.

Большой поток выхлопных газов, которые повторно используются для раскручивания турбины, требуется эффективная выхлопная система. С этой целью был придуман актуатор, о котором мы сейчас и поговорим.

Актуатор турбины — как это работает?

Актуатор или вакуумный регулятор, вестгейт, избыточный клапан — это устройство, задача которого заключается в сбросе повышенного давления (выхлопных газов). Когда мотор работает избыточный клапана не позволяет турбину от перегрузки, а также не дает мотору «пойти в разнос».

Работа заключается в том, чтобы при слишком больших оборотах и повышении давления выхлопных газов и воздуха до критической отметки, проходящих через «улитку», открывался клапан, тем самым стабилизируя ситуацию. Когда открывается избыточный клапан турбины определенная часть отработавших газов просто идут в обход турбины. Это позволяет снизить давление и предотвращает «перекручивание» турбины, а также защищает мотор от слишком высоких оборотов мотора. Давление снижается благодаря перенаправления потока газов в обход крыльчатки турбины, через так называемую калитку актуатора, которая им управляется. Таким образом удается достичь хорошей своевременной очистки камеры сгорания от выхлопа, так как баланс необходимого воздуха для ТВС и выхлопа четко контролируется. Где устанавливается актуатор? Устройство располагается практически на самой турбине.

Разновидности вестгейтов

На моторах с турбинами, которые имеют изменяемую геометрию, также используются актуаторы, они могут быть пневматическими или вакуумными, а также электро. В таких комплектациях роль вестгейта заключается в том, чтобы выполнять поворот лопаток механизма турбин с изменяемой геометрией. Отличием таких избыточных клапанов от обычных является то, что они не имеют калитки с управлением от повышенного давления.

Распространенные неисправности актуаторов

• Повреждение мембраны;
• Проблемы с электрическими элементами;
• Неисправность электромотора;
• Износ червяка и зубьев шестеренок электрического актуатора.

Признаки неисправности актуатора

• Турбина не развивает обороты и не обеспечивает необходимой мощности.
• Плавает давление турбины. Если давлении нестабильно, возможно причина в перепускном клапане, который сбрасывает давление.
• Увеличенный расход топлива. Нерабочий вестгейт нередко становится причиной того, что большое количество не воспламенившегося топлива просто уходит в выпускной тракт, тем самым увеличивая расход горючего в разы.

Заметив что-либо из вышеперечисленного незамедлительно обратитесь к специалистам. Опытный механик выполнит ремонт актуатора и тем самым позволит вам избежать дорогостоящего ремонта турбины или полной ее замены.