Мехатроник что это такое
Autoservice-ryazan.ru

Автомобильный портал

Мехатроник что это такое

Мехатроник DSG (ДСГ)

Новые марки и модели в ценовой категории около 1 миллиона рублей и выше, оснащаются автоматическими коробками переключения передач (АКПП) разных вариантов: классический автомат, вариатор, робот. Все они управляются электронным блоком — ЭБУ АКПП. Электронный блок управления управляет трансмиссионным узлом, определяет нагрузки и другие факторы.

В роботизированных КПП с двойным сцеплением, главным устройством после ЭБУ является мехатроник. Что это такое и для чего он нужен?

Что такое мехатроник

Мехатроник — это электронно-гидравлический блок, устанавливающийся в преселективную коробку переключения передач DSG в моделях VAG. Dsg — это аббревиатура, в переводе с немецкого языка Direkt Schalt Getrieb — коробка прямого включения передач. В свою очередь, что такое преселективная коробка? Это коробка с двойным действием, то есть по сути — полуавтомат, который состоит из двух механических КПП с умной системой переключения с одной на другу.

Установленные в коробке датчики передают значения следующие значения в ЭБУ: температура, давление масла, число оборотов входного вала, число оборотов выходного вала и т.д. Электронный блок на основе этих данных формирует и посылает управляющие сигналы в гидроблок, где также, под управление ЭБУ начинает работать гидроконтур.

Если все узлы всей КПП работают отлично, то мехатроник эффективно управляет роботизированной КПП. ЭБУ, обработав данные с датчиков, подбирает оптимальный момент, когда надо повысить или понизить передачу.Кроме этого, мехатроник ДСГ следит за работой фрикционной муфтой и взаимодействует с другими элементами системы. Если мехатроник сломается, то машина дальше ехать не сможет, что иногда возможно с классической коробкой автомат.То есть, в случае появления каких-либо неисправностей при эксплуатации преселективной коробки передач, автомобиль желательно не эксплуатировать. Это может вывести из строя всю коробку.

Кроме получения таких данных, как температура и давление масла в коробке, мехатроник ДСГ — электронный блок управления трансмиссионным узлом получает сигналы рабочих характеристик ДВС, сервопривода, сцепления. Поэтому, если двигатель машины работает со сбоями, то мехатроник будет получать эти данные, что может также вылиться в неправильную работу коробки. Чтобы такие коробки служили долго, по их эксплуатации есть правила и рекомендации, которые мы рассматривали в этом материале: Как правильно ездить на автомате.

Первые образцы АКПП имели блоки встроенной памяти с записанными микропрограммами. Эти программы управляли работой коробки. Эти программы нельзя было перезаписать.

Потом появились модели коробок, в которых можно было перезаписать программы для разных режимов эксплуатации авто. Таким образом, возможность перепрошить АКПП сделала режим работы системы гибкой. Сейчас конструкции коробок автомат становятся сложнее, принцип их работы меняется.

Новое поколение коробок DSG также можно прошивать и изменять условия работы. Коробки в которых есть мехатроник, адаптивны, алгоритмы по которым работают такие коробки сложные.

Ремонт мехатроника DSG

Хоть такие коробки с мехатроником стоят дорого, они не долговечные и иногда ломаются. Первые образцы таких коробок были неремонтнопригодными, их не умели ремонтировать.

Сейчас, если коробка ДСГ вышла из строя, сделать ее ремонт или только ремонт мехатроника можно во многих специализированных сервисных центрах.

Так как мехатроник является электронным мозгом коробки передач, его ремонт не всегда актуален. Иногда выгоднее заменить его, чем ремонтировать.

Благодаря перепрошивки мехатроника, коробку можно поставить с одного автомобиля на другой, например, от Skoda (Шкода) на Audi (Ауди). Режимы работ для коробки выбираются исходя из мощности мотора.

Диагностика и признаки неисправностей

После изучения вопросов, что такое мехатроник, он же мехатрон, принцип его действия, надо научиться проводить диагностику и выявлять возможные неполадки.

В коробках ДСГ 6, ДСГ 7 наблюдаются такие признаки неисправностей, как:

  • рывки во время езды;
  • удары и толчки во время разгона;
  • медленное переключение скоростей;
  • вибрации АКПП.

Удары и толчки возникают при наборе скорости, а не при движении без ускорения.

Эти признаки относятся и к проблеме с диском сцепления, например в сцеплении Sachs. Если сцепление в норме, то причина в мехатронике (блоке управления).

Если есть диагностический кабель VAG com и ноутбук с соответствующим программным обеспечением, можно провести диагностику мехатроника своими руками.Стоимость кабеля примерна равна стоимости одного обращения в сервис для диагностики. Но, купив кабель и установив программу на ноутбук, в дальнейшем можно делать диагностику самому. Требуемое время на компьютерную диагностику занимает около 30 минут. С кабелем в комплекте идет инструкция по применению и расширенная баз с параметрами от завода.

Имея таблицу с заводскими параметрами, можно легко определить, есть ли отклонения при проведении диагностики. Считать ошибки DSG и расшифровать их по коду также можно в прилагаемой таблице.

Видео

В этом видео, о мехатронике автомобилей Ауди, Фольксваген Поло, Wv Golf с объемом двигателя до 2 литров. Mehatronic Dq 200, DSG 7.

Мехатроник ДСГ 7.

Как проверить мехатроник своими руками.

Блок Мехатроник на ДСГ(Mechatronic DSG) : особенности, неполадки, ремонт

Современные типы автоматических коробок передач (классические автоматы, вариаторы или роботы) имеют электронный блок управления (ЭБУ АКПП). Указанный блок управляет работой трансмиссии, учитывает постоянно изменяющиеся нагрузки и условия в режиме реального времени и т.д. При этом ЭБУ коробкой работает по так называемым «плавающим» алгоритмам, что позволяет сделать логику его работы намного более гибкой.

Если говорить о преселективных роботизированных коробках передач с двойным сцеплением, кроме ЭБУ важнейшим элементом является мехатроник. В этой статье мы дадим ответ на частый вопрос, для чего нужен мехатроник, что это такое в машине, а также какие функции выполняет данный элемент автоматической коробки передач.

ДСГ мехатроник: что это такое

Мехатроник является электронно-гидравлическим блоком, который активно используется в устройстве преселективной коробки передач DSG на моделях VAG. Также подобное устройство можно встетить и на авто других производителей. Указанный элемент находится в картере роботизированной КПП.

Если говорить о конструкции, мехатроник это ЭБУ и целый ряд электронно-гидравлических компонентов, которые находятся в едином корпусе. Также к мехатронику подключено большое количество различных датчиков АКПП, что позволяет добиться слаженной и четкой работы коробки автомат данного типа.

При этом нормальная работа мехатроника возможна только в том случае, если все компоненты находятся в исправном состоянии (нет проблем по части электрики, гидравлики и механики). Становится понятно, что блок mechatronic фактически управляет работой роботизированной коробки передач.

На основании полученных от датчиков сигналов о состоянии и режимах работы всех систем автомобиля, блок подбирает оптимальный момент переключения передач, а также осуществляет самостоятельную регулировку самого процесса переключений.

Параллельно мехатроник контролирует работу фрикционной муфты, а также тесно контактирует с другими блоками, которые входят в состав ЭСУД на том или ином автомобиле. При этом следует помнить, что определенные неисправности mechatronic (в отличие от подобных случаев с «классическими» АКПП), могут привести к тому, что машина внезапно не сможет продолжать движение.

Другими словами, любые сбои в работе преселективной коробки являются поводом для прекращения дальнейшей эксплуатации ТС и проведения углубленной профессиональной диагностики. В противном случае возможно размыкание сцеплений при езде, а также возникновение поломок КПП.

С учетом того, что ЭБУ АКПП и сами коробки постоянно совершенствуются, логика работы становится все более сложной. На начальном этапе первые АКПП имели блоки постоянной памяти (ПЗУ), куда записывались микропрограммы. При этом серьезным минусом являлось то, что изменить и откорректировать записанные данные не представлялось возможным.

В результате машина с автоматом не могла быть отдельно адаптирована для других условий эксплуатации, отличных от ранее прописанных в память ЭБУ. В дальнейшем коробки стали более совершенными, от ПЗУ без возможности внесения изменений в программное обеспечение быстро отказались в пользу решений с возможностью перезаписи или корректировки программного обеспечения.

Если просто, такие коробки адаптивные, а сами алгоритмы, по которым работает мехатроник и осуществляется процесс управления трансмиссией, достаточно сложные. Также нужно учитывать и тот факт, что существуют разные версии самой КПП ДСГ, которая устанавливается на те или иные модели, в паре с разными двигателями и т.д.

Получается, каждый тип DSG имеет отдельный вид блока мехатроник, при этом они зачастую не взаимозаменяемы между собой. Также можно отметить, что в разное время было выпущено несколько типов блоков.

Они имеют определенные конструктивные отличия, содержат в памяти разные версии программного обеспечения, рассчитаны на работу с разными двигателями и коробками, где отличается передаточное соотношение. При этом только в отдельных случаях мехатроник одного поколения можно успешно перепрограммировать и установить на другой автомобиль.

Ремонт мехатроника и коробки ДСГ

Как показывает практика, мехатроник не отличается высокой надежностью, однако устройство является дорогостоящим, а также отличается сложностью в плане конструкции.

По ряду причин до недавнего времени такой блок считался неремонтопригодным. Другими словами, как официальные, так и неофициальные сервисы в случае проблем с мехатроником зачастую ограничивались только перепрошивкой и/или заменой блока.

Что касается ремонта DSG, именно мехатроник является «мозгом» данной коробки. При этом процессорная его часть является сложным электронным устройством. Если просто, большинство проблем с процессором мехатроника предполагает замену всего блока на новый или б/у.

Читать еще:  Вал рулевой колонки

Также в некоторых специализированных центрах предлагается перепрошивка мехатроника, после чего устройство ставится на автомобили, где изначально стоит блок другого типа (например, установка мехатроника от Skoda на Audi). Как видно, сегодня можно говорить о подобии взаимозаменяемости, пусть и не официально.

Конечно, присутствуют определенные риски. По этой причине необходимо выполнять такие работы только в проверенных автосервисах и узкоспециализированных мастерских по ремонту АКПП и DSG, которые также готовы предоставить гарантию на выполненные работы.

Признаки неисправностей мехатроника DSG и диагностика

Рассмотрев мехатроник (мехатрон), что это такое и как работает, можно перейти к признакам и симптомам проблем с указанным блоком управления. На проблемы с коробкой DSG (как ДСГ-6, так и ДСГ-7) явно указывают рывки, удары и толчки при разгоне.

Как правило, речь идет о толчках во время активного набора скорости, а не постоянно в моменты переключения передач «вверх» и «вниз». Параллельно могут присутствовать вибрации во время разгона, также некоторые передачи могут не включаться, коробка затягивает переключения и т.д.

Так или иначе, необходима диагностика мехатроника DSG. Что касается проверки, можно обратиться на СТО или же выполнить процедуру самостоятельно. Для этого необходимо иметь диагностический кабель VAG com.

Примечательно то, что такой кабель для компьютерной диагностики автомобиля будет стоит столько же, сколько и разовое обращение в сервис. Становится понятно, что оптимально приобрести кабель и в дальнейшем проводить диагностику своими руками.

В результате сравнить полученные данные при проверке автомобиля с заводскими настройками не составляет труда. Благодаря такой возможности провести диагностику DSG и мехатроника самому, можно быстро считать ошибки, затем расшифровать коды и самостоятельно оценить масштабы проблемы, возможные повреждения/неисправности, стоимость ремонта и т.д.

Толчок в АКПП, появление рывков при переключении передач АКПП, толчки коробки автомат на месте: основные причины подобных неисправностей автоматической КПП.

Как определить, что коробка автомат перегревается: признаки, указывающие на перегрев АКПП. Как улучшить охлаждение АКПП и не допустить перегрева автомата.

Клапанная плита АКПП (гидроблок): устройство гидроблока, назначение, принцип работы. Неисправности гидроблока, причины поломок, диагностика и ремонт.

Основные датчики в устройстве АКПП: назначение и принцип работы датчиков автоматической трансмиссии. Неисправности датчиков коробки автомат, признаки.

Пробуксовка автоматической коробки при переключении передач: основные причины, по которым пробуксовывает автомат. Диагностика коробки, устранение неполадок.

Автоматическая коробка передач на SsangYong Actyon: особенности, виды АКПП. Неисправности АКПП Актион BTR M11: признаки неполадок, диагностика, ремонт.

Все о мехатронике у ДСГ

Мехатроник DSG 7 представляет собой отдельный модуль, отвечающий за переключение скоростей в трансмиссиях преселективного типа. Изделие состоит из электронной и гидравлической частей, обеспечивающих быстрое изменение передаточного отношения. При повреждении компонентов нарушается режим работы трансмиссии, что приводит к обездвиживанию автомобиля.

Что такое мехатроник у ДГС

Мехатроник представляет собой модуль, оснащенный электронным блоком управления, датчиками и гидравлическими приводами, обеспечивающими переключение в преселективных коробках передач.

Устройство выполнено в виде отдельного узла, расположенного на боковой части картера трансмиссии. Момент переключения скорости определяется на основе информации, полученной от разных сенсоров (например, температуры или давления масла, частоты вращения первичного и вторичного валов), которые связаны с контроллером.

Основные функции

Устройство обеспечивает последовательное переключение скоростей и управление сцеплениями. Узел автоматически определяет толщину фрикционных накладок и обеспечивает регулировку положения исполнительных приводов. Для определения состояния накладок используются сенсоры бесконтактного типа, исключающие возможность искажения результатов замера из-за износа или вибрации. Контроллер мехатроника проверяет положение элементов управления при каждом включении передачи, при изменении зазоров происходит автоматическая адаптация электроники.

Как он устроен

В устройство мехатроника входят следующие узлы:

  1. Электронный блок управления, который собирает и анализирует информацию от датчиков. Контроллер обеспечивает управление 8 клапанами с электромагнитами, которые отвечают за переключение скоростей и работу сцеплений. Измерительные элементы находятся внутри электронного модуля, в картере коробки расположен сенсор частоты вращения первичного вала.
  2. Электрогидравлический контур, позволяющий создавать необходимое для переключения давление масла. В конструкции модуля предусмотрена шестеренная помпа высокого давления с накопительным бачком. Для регулировки давления используется отдельный клапан, настроенный в заводских условиях. Резервуар (емкость 0,2 л) связан с электромагнитными клапанами, всего в мехатронике находится 1,1 л специального масла. В конструкции контура предусмотрен фильтрующий элемент, отделяющий масло от грязи.

В конструкции узла предусмотрены сенсоры:

  • частоты вращения первичного вала коробки (1 элемент расположен в картере и 2 — установлены в блоке мехатроника);
  • хода дисков сцепления (для каждого фрикциона свой элемент);
  • привода переключения скоростей (4 детали);
  • давления в гидравлической системе мехатроника;
  • температуры фрикционных накладок (общий для 2 сцеплений);
  • переключения передач (при установке лепестков под рулевым колесом).

В конструкции блока предусмотрены силовые приводы, связанные с вилками переключения передач. Противоположная сторона тяги оборудована поршнем, на который воздействует рабочая жидкость. Всего предусмотрено 3 привода для управления передачами переднего хода (для 1-3, 2-4 и 5-7 скорости), дополнительный элемент позволяет включить скорость заднего хода и 6 передачу для движения вперед. Положение вилки переключения определяется при помощи постоянного магнита, информация передается в контроллер управления.

Масляная система блока мехатроника изолирована от системы смазки механического контура коробки передач. При обслуживании трансмиссии в картеры заливаются различные сорта технологических жидкостей. Применение двойной системы смазки позволило избежать попадания в клапаны мехатроника частиц, образующихся при износе шестерен. Использование специального масла для привода вилок переключения помогло повысить эксплуатационные параметры коробки при отрицательных температурах.

В конструкции узла предусмотрены регулировочные клапаны, обеспечивающие давление масла в секциях четных и нечетных передач. При обнаружении утечек или неисправностей происходит деактивация секции, что фиксируется водителем как отказ переключения на некоторые скорости. В коробке предусмотрены клапаны для приводов переключения, при деактивации зажигания и переводе селектора в положение стоянки происходит автоматическое включение 1 передачи или скорости заднего хода (для дополнительного удержания автомашины на стояночной площадке).

Типовые неисправности

Распространенные поломки коробки передач DSG 7, связанные с отказом узла мехатроника:

  1. Появление рывков в момент начала движения или в процессе разгона. При подключении тестового оборудования ошибки не обнаруживаются.
  2. Толчки и вибрации, возникающие в момент переключения скоростей. При проведении компьютерной диагностики в блоке управления не обнаруживаются коды неисправностей.
  3. Перевод селектора в положение движения задним ходом не приводит к включению передачи. Электронный контроллер переводит коробку в аварийный режим, на дисплее комбинации приборов включаются все возможные индикаторы режимов работы. При диагностике фиксируются ошибки, связанные с поломками приводов переключения скоростей.
  4. При переводе рычага переключения скоростей в положение движения вперед или назад происходят щелчки, но автомобиль не трогается. Причиной является некорректная работа приводов вилок переключения передач.
  5. Включение аварийного режима работы. После отключения и повторного включения зажигания дефект пропадает. Машина двигается, но через некоторое время неисправность возникает снова. Причиной неисправности являются клапаны управления сцеплениями, подключение компьютера позволит определить поврежденный элемент (в памяти контроллера сохраняются коды ошибок).
  6. Ошибочное переключение передач, которое происходит при чрезмерно высоких или пониженных оборотах коленчатого вала двигателя. Дефект возникает при установке узла с другого автомобиля, оснащавшегося мотором с иными характеристиками. Контроллер коробки пытается работать по записанной в память картографии двигателя, что приводит к сбоям. Для устранения неисправности требуется адаптация трансмиссии к автомобилю с заменой программного обеспечения.

Диагностика проблем

Для обнаружения неисправностей мехатроника используется диагностический компьютер, который подключается при помощи переходника к разъему OBD-II на автомашине. На тестовом компьютере устанавливается программное обеспечение (например, ВАСЯ-Диагност), позволяющее считывать информацию из блока управления. Программа содержит заводские значения параметров (с учетом поля допуска), модель коробки передач определяется при коммутации шнура.

Ремонт мехатроника DSG

Для проведения ремонта мехатроника осуществляется снятие коробки передач с автомобиля. Затем производится разборка узлов и замена изношенных компонентов (на основе компьютерной диагностики). Одновременно проводится визуальный осмотр остальных деталей, при обнаружении износа или повреждений элементы подлежат замене (например, шестерни с повреждениями на поверхности зубьев или подшипники качения с увеличенными осевыми или поперечными зазорами).

Если ремонт невозможен

При необратимых повреждениях узла производится установка элемента, снятого с другой коробки передач. Мехатроник проходит предварительный восстановительный ремонт, позволяющий гарантировать бесперебойную работу узла на протяжении 3-6 месяцев (срок гарантии зависит от продавца). Снятый с машины неисправный узел используется как донор при ремонте агрегатов или восстанавливается путем проведения капитального ремонта.

Установленный блок нуждается в программировании и адаптации, процедура выполняется в процессе установки изделия на автомобиль. Допускается установка узлов от различных марок машин, выпускаемых концерном VAG. Например, на автомобиль Skoda можно установить узел, позаимствованный от аналогичной коробки, использовавшейся на машине Volkswagen. При монтаже учитывается мощность двигателя, контроллер трансмиссии адаптируется под кривые крутящего момента и мощности (путем заливки соответствующего программного обеспечения).

Мехатроника и робототехника: что изучают и кем работать

Последние десятилетия были крайне продуктивными в развитии роботизированных систем и умной техники. Это сказалось не только на самих устройствах, которые стали более совершенными и функциональными, но и на ситуации на рынке труда. Все больше людей стали рассматривать свою специальность и профессию сквозь призму актуальности ее в будущем. Одним из самых перспективных направлений сегодня считается мехатроника. Что изучает и кем работать – дальше в статье.

Читать еще:  Может ли троить двигатель из за форсунок

Направления будущего: мехатроника и робототехника

Неоднократно различные печатные и интернет-издания составляли списки ТОП- перспективных специальностей. Между собой они отличались объемом, критериями подбора и временными рамками. Однако, несмотря на разрозненность критериев, практически в каждом из них будет мехатроника (в том или ином виде). Сфера использования продуктов мехатроники настолько велика, что нередко эту дисциплину называют «наукой обо всем».

Что же такое мехатроника?

Не можешь остановить хаос – возглавь его. В адаптированном под наш случай варианте можно сказать: не можешь остановить роботизацию – изучай мехатронику, и создавай роботов.

Мехатроника — наука, объединившая в себе знания точной механики с электронными, компьютерными и электротехническими элементами, которые позволяют создавать, эксплуатировать и обслуживать новые виды машин, устройств и механизмов.
Сам термин был введен в 1969 году, как объединенный вариант «механики» и «электроники».

Практическое применение мехатроники

Мехатроника звучит как некое абстрактное понятие, результаты работы специалистов которой, также туманны. Но на самом деле, все более чем осязаемо:

  • изготовление оборудования и станков для автоматизации технологических процессов;
  • создание новых роботов;
  • разработка космической, военной, авиационной техники (такой, как тренажеры для пилотов);
  • в автомобилестроении используются мехатронные системы (стабилизации движения, автоматическая парковка и другие).
  • специалисты направления участвуют в разработках микромашин (биотехнологии и медицина);
  • мехатроника используется для создания практически любой современной бытовой техники: от стиральной до швейной машины.

Специалист, а это техник-мехатроник, занимается проектированием и исследованием автоматических машин и автоматизированных систем, которые используются на различных промышленных и производственных предприятиях.

Самыми востребованными профессиями мехатроники являются: инженер-электроник, сервисный инженер, педагог (школы, ВУЗы, курсы), электротехник, программист, робототехник, кибернетик, конструктор.

В связи с популярностью направления получить образование можно как в высших учебных заведениях и техникумах, так и на специализированных курсах. Подготовка специалистов сводится к достижению некоторых основных умений:

  • разработка информационных, электромеханических, электрогидравлических и микропроцессорных макетов модулей систем;
  • написание ПО для осуществления контроля над мехатронными устройствами;
  • создание мехатронных систем, их отладка и модернизация;
  • составление сопутствующей документации (инструкция, лицензионные паспорта и прочее).
    Безусловно, не каждый сможет стать столь универсальным и широкопрофильным специалистом, но овладение даже несколькими из перечисленных навыков, поможет занять свое место в направлении: наладчики ЧПУ станков, механики, проектно-конструкторская деятельность и другие.

Мехатроника и робототехника: почему используется в «связке»?

Часто эти понятия используются вместе. Причина тому проста: робототехника считается самым востребованным направлением мехатроники. Кроме того, такое название специальности дает понимание того, что специалист будет заниматься разработкой роботов и роботизированных систем, станков с ЧПУ и аналогичных устройств.

Какие зарплаты?
В связи с популярностью роботов и прочей умной техники, а также популярностью создателей этих устройств, будущие студенты выбирают мехатронику, не только как перспективную, но и как хорошо оплачиваемую отрасль. Так ли это, и какие зарплаты у мехатроников? В связи с тем, что мехатроника и робототехника – широкое понятие, то и применение навыков специалистов может быть в разных сферах и на различных этапах производственных процессов.

Можно работать над созданием новым никому еще не известных систем и развивать собственные идеи, создав стартап (о стабильной заработной плате на начальных этапах говорить не приходится), или стать частью команды (частного или государственного предприятия).

Так, к примеру, специалист по наладке станков с ЧПУ может рассчитывать на заработную плату от 300 до 500 долларов в странах со слабо развитым направлением роботизированных систем, и от 700 дол. в государствах, где специальность считается престижной. Японские IT-робототехники получают среднюю заработную плату в районе 3,5-4 тысяч долл., опытные южнокорейские инженеры получают от 1000 до 3500 долл., виртуозные американские коллеги могут рассчитывать на оплату до 10 тыс. долл. ежемесячно.

Что такое мехатроника

Любая машина состоит из механической части, приводной (преимущественно электромеханической) части, а также системы управления. Элементами механической части являются:

  • рабочий орган (лебедка крана, рабочее колесо насоса, фреза металлорежущего станка), выполняющий полезную механическую работу (перемещение груза, механическая обработка детали и т.п.);
  • механическая передача, изменяющая скорость движения или его характер (поступательное вместо вращательного).

Заданием приводной части (электропривода) является преобразование электрической энергии в механическую и приведение в движение рабочих органов машины. Электромеханическая приводная часть состоит из электрического двигателя и электронного силового преобразователя, преобразующего электроэнергию, потребленную из источника (системы электроснабжения) к виду, пригодному для питания обмоток двигателя. Именно через этот преобразователь и осуществляется управление скоростью, усилиями и положением вала двигателя и, в конце концов, рабочего органа.

В последнее время в построении машин нового поколения наблюдается тенденция передачи все большего количества функций от механических узлов к интеллектуальным (электронным, компьютерным, информационным), из которых состоит система управления машиной. Интеллектуальные узлы легко перепрограммируются под новое задание, что расширяет функциональные возможности машины. Вместе с тем с развитием техники узлы машины разной физической природы (механические, электрические, электромеханические, электронные, информационные) постепенно объединялись в единое конструктивное целое. Именно такие интеллектуальные машины и узлы называют мехатронными. Мехатроника (Mechatronics) – отрасль науки и техники, посвященная созданию и эксплуатации машин с компьютерным управлением движением, которая базируется на знаниях в сфере электромеханики, электроники, микропроцессорной техники, автоматики и ІТ-технологий.

Рис. 1 Мехатроника и смежные области знаний

Термин «мехатроника» появился в конце 60-х годов прошлого столетия в Японии. Он есть комбинацией слов «МЕХАника» та «элекТРОНИКА». Место мехатроники среди смежных областей знаний показано на рис. 1. Как видно, она вбирает в себя достижения не только механики та электроники, но и современных цифровых систем управления и автоматизированного проектирования (CAD). Во внешнем круге показаны основные сферы применения мехатроники.

Ключевым элементом мехатронных систем является модуль движения. Одним из самых первых таких модулей стал в свое время мотор-редуктор (рис. 2), объединивший в себе приводной электрический двигатель и индустриальный механический редуктор. Его использование значительно упростило разработку и изготовление машины, ее надежность.

Рис. 2 Мотор-редукторы
(1 – электрический двигатель; 2 – редуктор; 3 – выходной вал редуктора)

Дальнейшая миниатюризация средств силовой и управляющей электроники дала возможность конструктивно объединить с электромеханическими узлами еще и электронные. Появились интеллектуальные мехатронные модули (ИММ) в виде двигателей и мотор-редукторов с силовыми преобразователями (преобразователями частоты) на борту (рис. 3). Подобные устройства благодаря наличию в их составе вычислительных устройств способны автономно выполнять перемещения рабочих органов машин без постоянного контроля со стороны системы автоматизации верхнего уровня.

Рис. 3 Двигатели и мотор-редукторы со встроенными преобразователями частоты (1)

Для нужд машиностроения (в первую очередь для станков с числовым программным управлением и промышленных роботов) разработаны мехатронные модули, объединяющие в себе не только электромеханические узлы, но и сам рабочий орган машины:

  • электрошпиндель (электродвигатель + шпиндельный узел для закрепления режущего инструмента, рис. 4,а);
  • поворотный стол для закрепления обрабатываемой детали (рис. 4,б);
  • мотор-колесо (объединение двигателя и колеса транспортного средства, рис. 4,в) и т.п.


а)

б)

в)
Рис. 4 Мехатронные модули с интегрированным рабочим органом

Большое количество механизмов имеет поступательное движение рабочего органа (механизмы подач станков, некоторые промышленные роботы и т.п.). Для них разработаны мехатронные модули поступательного движения. На рис. 5,а показан разрез электроцилиндра, состоящего из электродвигателя 1, винта 2 (одновременно является ротором двигателя) и неподвижной гайки 3. Два последних образуют шарико-винтовую передачу, в которой вращение винта приводит к его поступательному перемещению. На рис. 5,б показан электроцилиндр в сборе.


а)

б)
Рис. 5 Электроцилиндры

Той же цели можно достичь с помощью т.н. «линейных осей». На рис. 6,а изображен комплектный модуль, в состав которого входит серводвигатель 1 с преобразователем частоты и электромагнитным тормозом, винт 2 и суппорт с гайкой 3. Вращение вала двигателя и винта приводит к поступательному перемещению суппорта. На рис. 6,б можно видеть мехатронный линейный модуль, обеспечивающий движение вдоль трех осей.


а)

б)
Рис. 6 Линейные оси
(а – однокоординатная; б – трехкоординатная)

Значительного упрощения механической части можно достичь путем использования линейных двигателей вместо обычных двигателей вращательного движения (рис. 7). Линейный двигатель не имеет вращающихся частей. Его подвижная часть (1 на рис. 7) имеет обмотку, создающую магнитное поле. Это поле отталкивается от неподвижной части (2) с постоянными магнитами, которая играет роль направляющих, и обеспечивает поступательное перемещение подвижной части.

Рис. 7 Мехатронный модуль
с линейным двигателем

Основные преимущества использования интеллектуальных мехатронных модулей:

  • способность ИММ выполнять сложные движения самостоятельно, без обращения к контроллеру верхнего уровня управления, что повышает автономность модулей, гибкость и живучесть мехатронных систем;
  • упрощение коммуникации между модулями и центральным устройством управления (вплоть до перехода к беспроводным коммуникациям);
  • повышение надежности и безопасности мехатронных систем благодаря компьютерной диагностике неисправностей и автоматической защите в аварийных ситуациях;
  • создание на основе ИММ распределенных систем автоматизации, для которых характерно делегирование функций управления «сверху» «вниз» (то есть переход от «монархии» к «демократии»), широкое использование сетевых технологий обмена информацией;
  • использование интеллектуальных сенсоров в ИММ приводит к повышению точности измерений благодаря первичной обработке информации, фильтрации шумов и т.п.
Читать еще:  Нужно ли прогревать автомобиль зимой

Для реализации точных движений мехатронный модуль комплектуется датчиком положения (энкодером, рис. 8). Электропривод, оборудованный таким датчиком, называют сервоприводом. В состав систем управления движением, объединяющих несколько сервоприводов И), входят контроллеры управления движением (сервоконтроллеры, рис. 9). К основным функциям сервоконтроллеров относятся координация движений отдельных сервоприводов (мехатронных модулей) и формирование для них заданий на перемещение с целью реализации сложных пространственных траекторий движения.


Рис. 8 Энкодеры

Рис. 9 Сервоконтроллеры

Ярким примером мехатронной системы есть роботы и манипуляторы (рис. 10). Они все чаще используются для сварочных и окрасочных работ, сборочных операций, изготовления электронных печатных плат, металлообработки, в космических исследованиях и даже в быту.


а)

б)
Рис. 10 Промышленные роботы (а – сварочный; б – упаковочный)

Рис. 11 Робокар (автоматическая тележка)

Некоторые разновидности роботов (в том числе показанные на рис. 10) чем-то похожи на человеческую руку как по конструкции, так и по назначению. Задачей других есть автоматическое перемещение грузов по цеху, поэтому они похожи на тележку (рис. 11).

Типичной мехатронной системой есть станок с числовым программным управлением (ЧПУ), используемый для механической обработки изделий из металла, дерева, пластмасс (рис. 12). Работу модулей движения (осей) координирует цифровая система ЧПУ, в которую предварительно загружена программа обработки.


а)

б)
Рис. 12 Станки с ЧПУ (а – токарный; б – фрезерный)

Сегодня мехатронные модули и системы находят широкое применение также в следующих областях:

  • автомобилестроение (например, антиблокировочные системы тормозов, системы стабилизации движения автомобиля и автоматической парковки, автопилоты);
  • 3D-принтеры (рис. 13);
  • нетрадиционные транспортные средства (электровелосипеды, сегвеи, инвалидные коляски, дроны, рис. 14);
  • офисная техника (например, копировальные и факсимильные аппараты);
  • элементы вычислительной техники (принтеры, плоттеры, дисководы);
  • технологические линии и упаковочные машины пищевой и обрабатывающей промышленности;
  • полиграфические машины;
  • бытовая техника (стиральные, швейные, посудомоечные и другие машины);
  • фото- и видеотехника;
  • медицинское оборудование (реабилитационное, клиническое, сервисное);
  • тренажеры для подготовки пилотов и операторов и т.п.


Рис. 13 3D-принтер

Рис. 14 Дрон

Цифровые системы управления мехатронными системами в зависимости от степени сложности и традиций соответствующей отрасли могут быть реализованы в виде:

Термины «мехатроника» и «электропривод» являются фактически синонимами. Мехатронные системы, как и системы электропривода, относятся к электромеханическим системам. Однако к отличиям мехатронных систем следует отнести:

  • относительно малую мощность (поскольку объединение в одном конструктивном модуле механических, электрических и электронных подсистем при большой их мощности реализовать невозможно);
  • исключительно цифровую природу систем управления (в электроприводе возможен и аналоговый принцип построения);
  • преимущественно большую точность и быстродействие.

Okorobke.ru

Сайт об автомобильных коробках передач

Мехатроник DSG: электронный «мозг»

Мехатроник DSG или электронный блок управления трансмиссии – узел сложный и важный. Это электронное устройство, состоявшее из блока памяти, датчиков, принимающих входящий сигнал и собирающих всю актуальную информацию о работе двигателя и сцепления и сервоприводов, посылающих выходной сигнал. Мехатроник выполняет функцию управления переключением передач, считывая параметры двигателя, крутящий момент, и посылая сигналы по сервоприводам к блоку сцепления.

И как любое другое электронное устройство мехатроник имеет свойство ломаться. Если бы блок управления состоял из десятка транзисторов, проблема неисправности не стояла бы столь серьезно. Однако блоки управления и вместе с ними логика работы с каждым годом эволюционируют и становятся сложнее вместе с развитием автоматических КПП. Под логикой работы следует понимать группу алгоритмов мехатроника, которые и осуществляют процесс управления трансмиссией.

В первых моделях автоматических КП блоком памяти служило ПЗУ или постоянное запоминающих устройство. Главным и существенным недостатком ПЗУ являлось то, что записанная единожды информация алгоритмов работы трансмиссии не могла быть изменена в дальнейшем. Тем самым машина с автоматом, использующим ПЗУ была неподготовлена для условий эксплуатации, кроме тех, которые были прописаны в блок памяти раз и навсегда.

От этой системы стали отказываться в угоду перепрограммируемым запоминающим устройствам, которые в отличие от предшественника могли изменяться путем перепрошивки операционного обеспечения. Это позволило инженерам выпускать одну и ту же модель мехатроника, предназначенного для различных условий эксплуатации. В случае с DSG перепрошивание операционной системы стало популярной процедурой исправления недочетов, допущенных в более ранних выпусках трансмиссии.

У каждого типа DSG свой тип мехатроника. Мехатроники от различных типов DSG не взаимозаменяемы. Более того, для некоторых типов DSG существуют несколько поколений мехатроников, которые также отличаются друг от друга. И для каждого типа и поколения мехатроников существует множество версий программного обеспечения, рассчитанного на различные двигатели и разные передаточные соотношения в КП. В некоторых случаях мехатроники одного типа можно перепрограммировать для установки на разные автомобили.

Возможности ремонта DSG

Процессор мехатроника, по сути, является самым сложным узлом в самом сложном устройстве. Это и есть «мозги» всего автомата и выход процессорной части из строя подразумевает под собой полную блочную замену мехатроника.

В случае с мехатроником на преселективной коробки автоконцерна Volkswagen такая замена в нынешний момент обойдется в среднем в 50 000 рублей. Российский авторынок насыщен продукцией VAG (Volkswagen Audi Group), и, как следствие, нет недостатка и в различных деталях для автомобилей концерна. Это касается и блоков управления, как новых, так и б/у. Хотя еще несколько лет мехатроник считался узлом не ремонтируемым и даже у официальных дилеров подлежал замене на новый узел. Но, как обычно бывает, с расширением вторичного рынка и автомобилей, ушедших с официальной гарантии, частным сервисным центрам пришлось включится в ремонт автомобилей, эксплуатирующих DSG.

Еще одной возможностью, доступной в частных сервисных центрах стала перепрошивка мехатроников для установки на «неродных» автомобилях. Автосервисы, к примеру, предлагают установку перепрограммированного мехатроника 0AM от Scoda Octavia на Audi 1,4 TFSI или Volkswagen Touran. Различные виды прошивок позволяют установить один и тот же блока на разные автомобили. Ремонтники предлагают порядка 700 вариантов прошивок для DQ200, 500 вариантов для DQ250, и 50 вариантов для DQ500.

Перепрограммирование мехатроников позволяет устанавливать б/у блоки от других машин даже в отсутствии подходящего блока, не дожидаясь «родной» детали. К тому же перепрошивку могут сделать дистанционно по интернету. И все это удовольствие обойдется порядка 10000 рублей.

Риск тут, конечно, велик, что ваш автомобиль попадет не в те руки. Но, как уже сказано выше, сторонними сервисами пользуется владельцы автомобилей, которые свой гарантийный срок уже отъездили. Хотя наиболее ответственные автомастерские предлагают на замененную или отремонтированную деталь свой гарантийный срок.

В любом случае мехатроник DSG из таинственного агрегата, который не подлежал ремонту, превратился во вполне обслуживаемый узел. Узел дороговатый, но здесь следует учитывать и его сложность и важность в роботизированном преселективе VAG.

Как определить неисправность в мехатронике DSG

Главным признаком поломки мехатроника DSG являются рывки во время разгона, не во время переключения передач, а именно при разгоне. Если у вас появилась такая ситуация, то дело на 99% в мехатронике. Хотя и другие «классические» поломки DSG могут быть связаны с неисправностью блока управления. Пропадают передачи – виноват, скорее всего, мехатроник. Рывки при переключении передач – также в большом проценте случаев вину можно возложить на блок управления. Хотя в случае с рывками на второй передачи у «сухой» DSG7, причина, как правило, кроется в конструкторской ошибки инженеров, которые оставили шестерню второй передачи без демпфера.

В любом случае, неисправности DSG, связанные с мехатроником, диагностируются сейчас достаточно быстро, а любой уважающий себя владелец автомобиля концерна VW давно обзавелся диагностическим кабелем VAG COM.

Диагностика мехатроника DSG своими руками

В сервисах за компьютерную диагностику автомобилей автоконцерна Volkswagen в зависимости от региона берут около 1000 рублей, но для каждого водителя есть возможность провести диагностику самостоятельно. На данный момент кабели для компьютерной диагностики любой марки автомобиля можно приобрести без труда и в случае с автомобилями VAG, кабель для их диагностики будет стоить ту же самую тысячу рублей.

Никакого сложного оборудования не требуется. Достаточно этого самого кабеля, подключенного к компьютеру, и программного обеспечения, которое поставляется также вместе с кабелем.

К программе диагностики прилагается подробная инструкция и большая база данных заводских настроек, по которой можно сверить данные диагностики вашего автомобиля. Причем вся диагностика займет около получаса.

Научившись самостоятельно делать диагностику, в том числе диагностику DSG и мехатроника, вам будет гораздо проще ориентироваться в машине. Элементарно, разобравшись в кодах ошибок, которые выдает мехатроник, вы сможете самостоятельно оценить возможные траты на ремонт и не сесть в лужу, когда какой-нибудь особенно «умный» механик будет предлагать вам полную замену блока управления, как единственную возможность спасти автомобиль всего за 50000 рублей.

Мы живем в мире, в котором технологии развиваются каждый день, и нашей задачей становится не отстать от них. К счастью, сейчас даже самое сложное технологическое изделие возможно правильно эксплуатировать и ремонтировать самостоятельно. Достаточно приложить побольше усилий и включить мозг.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector