Автомобильная техника всё в больших объёмах управляется электроникой бортовых компьютеров и прочих устройств, выдающих электрические сигналы. Но конкретные механические узлы требуют для управления приложения силы в физическом смысле слова, то есть электрические импульсы надо преобразовать в механическое воздействие.
Этим занимаются исполнительные устройства, многие из которых принято называть актуаторами.
Предназначение актуатора в автомобиле
В общем случае актуаторами принято считать электромеханическое устройство, содержащее в себе некоторый набор базовых узлов, нужных для выполнения преобразования электросигнала в физическое перемещение с определённым усилием:
- исполнительный электродвигатель, компактный, но мощный благодаря значительной частоте вращения;
- понижающий редуктор, большие обороты ротора электромотора непригодны для непосредственного выполнения задачи, скорость перемещения уменьшается во много раз, при этом во столько же увеличивается развиваемое усилие;
- потенциометр обратной связи, через него электроника узнаёт, в какое угловое положение встал выходной сектор актуатора;
- корпус с креплениями, электрический разъём.
Получается некое относительно универсальное устройство, в зависимости от силовых характеристик способное решать задачи управления узлами автомобиля, например, автоматическим сцеплением, клапаном вестгейта агрегата турбонаддува или простейшим дверным замком.
Центральный замок двери
Типичное применение актуатора, известное большинству автовладельцев – это электропривод замка двери. Для организации системы центрального замка необходимо сформировать сигнал при открывании или закрывании одной из дверей и передать его на остальные.
А когда такая система уже имеется, то можно полностью устранить из неё механический ключ и выполнить её полностью электронной.
Из механики останутся только преобразователи с электромоторами и редукторами, которые, получив сигнал, приложат усилие к тяге замка.
Сцепление
Гораздо более мощная конструкция выполняет практически подобные задачи в механизме управления автоматическим сцеплением.
Прочитай: Как установить планшет в автомобиль вместо магнитолы и навигации
Такие коробки передач в среде автомобилистов называются роботами, третья педаль при этом у водителя отсутствует.
В нужный момент электронный блок управления коробкой формирует сигнал на выжим сцепления (или наоборот, на замыкание в случае с нормально выключенным сцеплением), который надо реализовать, приложив значительную силу к выжимному подшипнику через вилку. Этим тоже занимается соответствующий актуатор.
Турбина
Агрегат турбонаддува имеет избыточную мощность для обеспечения двигателя воздухом при максимальной нагрузке. В
большинстве случаев большое давление наддува не требуется, но турбина будет исправно его создавать, особенно если расход воздуха мал.
Чтобы избежать такой ситуации, именуемой «передувом», используются два способа – перепуск выхлопных газов мимо горячей крыльчатки (вестгейт), или изменение геометрии турбины с горячей стороны.
В любом случае для этого имеется некоторая тяга, на которую надо контролируемо воздействовать в диапазоне заданного перемещения.
Ранее этим занимались пневматические или гидравлические устройства, сейчас всё сводится к установке актуатора турбины. С его помощью компьютер управления двигателем всегда может обеспечить строго нужную величину давления, отдавая требуемую мощность и не допуская перегрузок.
Актуатор центрального замка
Приводная электромеханическая машинка центрального замка состоит из маломощного простейшего электромотора и выходного штока, на который передаётся усилие через червячный редуктор с зубчатой рейкой.
Отслеживание положения отсутствует. Устройство способно лишь перемещать через шток тягу в одно из положений – «открыто» или «закрыто». Переключение производится сменой полярности питания мотора от внешнего управляющего блока.
Распространённые поломки
Чаще всего проблемы возникают в результате естественного износа. Механизмы выполнены из пластика, запасы прочности и долговечности невелики.
Смазки много не требуется, пластик обладает антифрикционными свойствами. Но та, что есть, со временем вырабатывается и деградирует, что сказывается на развиваемом усилии. Третьей причиной можно считать загрязнение механизма или попадание в него воды.
Способы восстановления
При имеющемся подозрении на отказ именно актуатора, а не управляющих устройств, производится его замена. Конструкция типовая, универсальная, массово производится многими компаниями.
Ремонт нецелесообразен, хотя в некоторых уникальных исполнениях производится переборка электромотора или подбор пластиковых шестерён взамен изношенных.
Актуатор турбины
Несмотря на куда более ответственные функции, устройство перемещения заслонки вестгейта или изменения геометрии крыльчаток выполнено примерно на том же уровне надёжности.
По теме: Как работает механический нагнетатель воздуха в автомобиле
Имеется электромотор, редуктор, датчик обратной связи. Корпус значительно мощнее, что связано с напряжённым тепловым режимом.
Неисправности
Часто выходит из строя система наружных тяг с наконечниками от актуатора к заслонкам. Это проверяется по наличию нештатного люфта в этих открытых соединениях.
Отказывают сервоприводы, где изнашиваются моторы, редукторы и потенциометры. Возможность ремонта сильно зависит от доступности запчастей. Долго проработавший прибор разумнее заменить в сборе.
Способы проверки
Для проверки используется сканер с дилерской программой или её аналогом. Запускается тест соответствующего исполнительного устройства.
Адекватность реакций контролируется визуально, по точности и плавности перемещения тяги, или по датчикам через сканер. Регулировка давления должна происходить в штатном диапазоне.
Регулировка
Когда вестгейты имели пневмопривод, их было достаточно сложно регулировать, но сейчас работа актуатора контролируется ЭБУ через обратную связь по датчикам. Поэтому лишь в отдельных случаях может потребоваться регулировка начального положения тяги после замены устройства
Актуатор сцепления
Отличия этого устройства – значительное усилие на штоке, точность позиционирования и быстрота срабатывания. От этого зависит общий комфорт работы роботизированной трансмиссии и скорость переключения передач.
Что может сломаться
Чаще всего страдают втулки, в которых работают валы и штоки, а также щёточные узлы электромотора. Всё это можно восстановить при наличии запчастей. Замену в сборе приходится делать, если отремонтировать невозможно, но эти узлы обходятся достаточно дорого.
Как устранить неисправность
После тестирования, когда установлено, что вина именно за актуатором, а не гораздо чаще выходящими из строя дисками сцепления, устройство демонтируется и разбирается.
Потребуется качественная очистка от продуктов износа, после чего дефектуются и заменяются детали механизма.
После установки на автомобиль потребуется адаптация устройства по дилерскому алгоритму.
Успешное завершение подтверждается пробной поездкой с переключением передач в ручном режиме под максимальной тягой, сцепление должно работать плавно и быстро.
