Какие есть актуаторы для автомобилей

Hella Russia › Блог › Почему актуатор — мозг турбокомпрессора и как он работает

Турбомоторы сегодня становятся всё популярнее, а значит, самое время поговорить о том, как работает турбонаддув и что такое актуаторы турбин, которые по праву называют мозгом турбокомпрессора. И заодно разобраться, можно и нужно ли ремонтировать актуаторы.


Как придумали нагнетать воздух в ДВС

По мере прогресса двигателей внутреннего сгорания инженеры задались вопросом: как, не нарушая стехиометрическое соотношение топливовоздушной смеси, сжечь одномоментно больше топлива, чтобы увеличить тем самым крутящий момент двигателя без увеличения его рабочего объёма? И сформулировали ответ: нужно подать в цилиндры двигателя больше воздуха путём повышения его плотности.

Первоначально в автомобильных ДВС для этого использовали объёмные нагнетатели конструкции братьев Рутс. Принцип работы объемного нагнетателя, или компрессора, очень прост: приводящиеся от коленвала двигателя посредством ремня или зубчатой передачи роторы «зачерпывают» окружающий воздух и под избыточным давлением подают его в цилиндры мотора.

Главный недостаток такого нагнетателя — энергозатратный механический привод и как следствие — существенная потеря мощности двигателя и увеличение расхода топлива.

Альтернативу в 1911 году предложил швейцарец Альфред Бюхи, запатентовав конструкцию нагнетателя, приводимого в действие выхлопными газами двигателя, то есть не использующего механический привод. Согласно патенту, это устройство позволяло увеличить мощность двигателя на 120%. Так было положено начало эпохи турбокомпрессоров.

Впрочем, поначалу они применялись в основном на судах и самолётах, но не в легковых автомобилях, так как из-за массивности тогдашним турбинам на низких оборотах не хватало потока отработавших газов, чтобы раскрутить тяжелую крыльчатку до требуемой скорости. Помимо этого, возникала задержка в срабатывании турбины на переменных режимах работы двигателя (т. н. турболаг).

Постепенно эти проблемы решили. Первыми серийными автомобилями с турбомотором стали Oldsmobile Jetfire и Chevrolet Corvair Monza Spyder, выпущенные в 1962 году. В семидесятые, вслед за успехом наддува в Формуле 1, а также мировым нефтяным кризисом, последовал Porsche 911/930 с первой в мире турбиной типа Twin Scroll — с двумя радиальными каналами для поступающих к турбине выхлопных газов. Такое решение позволило снизить эффект турбоямы — отсутствия прилива тяги на низких оборотах.

В 1978 году появился первый легковой автомобиль с турбированным дизельным двигателем — Mercedes-Benz 300 SD. А в следующие десятилетия технология турбонаддува стала по-настоящему массовой, позволив создавать менее объемные, более мощные и одновременно более экономичные двигатели, выбрасывающие в атмосферу меньше вредных веществ. Системы турбонаддува эволюционировали, став надежнее и компактнее, был заметно уменьшен инерционный фактор.

В конструкции турбодизелей массовое распространение получили турбокомпрессоры с изменяемой геометрией проточной части турбины (иначе говоря, с регулируемым сопловым аппаратом, он же РСА), также известные как турбокомпрессоры с изменяемой геометрией, — о них ниже.


Как работает турбокомпрессор

Конструктивно турбокомпрессор состоит из турбины, лопатки которой раскручиваются потоком выхлопных газов, и размещенного с ней на едином валу центробежного компрессора, нагнетающего воздух в цилиндры. Поток воздуха всасывается в осевом направлении, разгоняется до огромной скорости, после чего через спиральную улитку диффузора вытесняется в радиальном направлении.

В системах наддува турбокомпрессорами с изменяемой геометрией предусмотрена возможность изменения величины сечения канала для отработавших газов, а также угла их входа на турбинное колесо. Это нужно, чтобы регулировать скорость вращения компрессора и защищать, прежде всего на высоких оборотах, как двигатель, так и сам турбокомпрессор от избыточной нагрузки.

Механизм РСА приводится в действие актуатором — пневматическим или сервоприводом — по командам блока управления двигателем, который следит, чтобы на всех режимах движения турбокомпрессор работал оптимально.

Таким образом, именно актуаторы — главные защитники турбины и двигателя.


Что такое актуатор и почему он — мозг турбины

Существует несколько основных типов актуаторов. Большинство современных относятся к числу электронно управляемых. Они не только работают как ограничители предельного давления, но могут гибко регулировать оптимальное давление в режимах частичной нагрузки. Для этого используются показания с различных датчиков, контролирующих работу двигателя. Электронные актуаторы также помогают реализовать кратковременный «передув», или «овербуст», в режиме интенсивного ускорения.

В конструкции современного актуатора есть сервопривод с редуктором и датчиком положения и так называемый программатор — «мозг» устройства. Такая сложная конструкция позволяет актуаторам молниеносно реагировать на команды ЭБУ двигателя, гибко регулируя работу турбокомпрессора, обеспечивая точное дозирование подаваемого в цилиндры двигателя воздуха и гарантируя соблюдение строгих экологических норм.


Чинить или заменять?

Повреждения механизма РСА, возникающие в ходе эксплуатации автомобиля, могут спровоцировать повреждение и самого актуатора. В числе таких причин — закисание рычага, коксование или иное повреждение соплового аппарата твердыми частицами. Это приводит к механическому повреждению редуктора сервопривода, в червячном механизме которого используются пластиковые шестерни. Подклинивание шестерней увеличивает потребляемый ток, в результате возможно повреждение электромотора и программатора. Подобные проблемы вызывают некорректную работу компонентов турбины и проявляются в виде ошибок, рывков при движении и перехода двигателя в аварийный режим.

Читайте также:  Сколько автомобилей ставятся на учет

Чаще всего при возникновении подобных проблем турбокомпрессор заменяется в сборе. А это недешевое удовольствие. К тому же автомобиль надолго «зависает» в сервисе, что накладно как для клиента, так и для СТО — ведь за это время можно было бы обслужить несколько других автомобилей.

Решение здесь — замена актуатора, что гораздо менее затратно для автовладельца, чем покупка нового турбокомпрессора в сборе. А с точки зрения СТО, замена актуатора даёт возможность увеличить количество обслуживаемых автомобилей в единицу времени.

Можно ли починить изношенный актуатор? В интернете вы найдете множество примеров ремонта, в том числе, и тут, на DRIVE2. За примерами далеко ходить не надо: драйвовчане мучались с актуаторами тут, тут, еще тут, вот тут, здесь и с более профессиональным подходом — тут. Умельцы вскрывают корпус, меняют шестеренки на неоригинальные, пропаивают дорожки… К сожалению, чаще всего при таком ремонте без внимания остаются прочие компоненты этого сложного электромеханического устройства — прокладочные кольца, детали червячной и цилиндрической передачи, игольчатые подшипники и их уплотнения, упорные шайбы, выходной кривошип и шатун и так далее. Повторная калибровка актуатора также может не соответствовать заводской спецификации, что вызовет повышенный расход топлива и увеличение вредных выбросов. Таким образом, любой подобный ремонт будет давать лишь кратковременный эффект, который рано или поздно приведет к замене турбокомпрессора в сборе.

Вот почему оптимальный путь — замена актуатора турбины на новый, причём, учитывая высокую сложность и важность устройства, от крупного и известного производителя.

Производить замену актуатора рекомендуется после диагностики самой турбины на предмет различных дефектов.

Большое количество современных двигателей различных производителей уже на заводе комплектуется актуаторами Hella независимо от производителя самой турбины — а ими могут быть BorgWarner, Honeywell, MHI, IHI-CSI. Hella производит актуаторы различного типа уже с 1999 года и является лидирующим европейским поставщиком данной продукции. На настоящий момент выпущено свыше 10 миллионов актуаторов Hella. Теперь их можно купить у официальных дилеров Hella.

Среди распространенных в России серий турбомоторов, изначально комплектуемых актуаторами Hella, отметим следующие модификации:
— BMW: B47 TOP Long BG3.3 LP GTD2, N57 TüTL R2S, N47 TUE OL, B47OL D EU-VI, N47 D20 T1, N47 C16, N57 TU, N47C20 IHI;
— Nissan: X61B, YD25DDTi, X81C;
— Hyundai / KIA: R2.2L EU5, D4HB;
— Ford / PSA: Puma 2.2, LYNX C1;
— Audi: W36 EMC CyRc;
— MB: OM642.

То есть, если говорить о наиболее популярных моделях, это Peugeot Boxer, Citroёn Jumper, Ford Transit Custom, BMW 1, 3, 5 серии и X3, Nissan Navara (Frontier) и Pathfinder, Hyundai Santa Fe, Kia Sorento.

Для правильной идентификации актуатора с соответствующей вашему двигателю заводской калибровкой необходимо проверить маркировку (как показано у пользователя Yuriy39region ):

Надеемся, этот материал был для вас полезен. Наши технические специалисты с удовольствием ответят на все ваши вопросы в комментариях!

Источник

Актуатор в автомобиле: что это, как его проверить и отрегулировать

Чтобы повысить мощность мотора, не увеличивая его объёмы, активно используется отработанный газ. Он даёт дополнительную энергию, если направить его под давлением на лопастный механизм, чтобы он раскрутился и захватил побольше воздуха.

Воздушный поток затем подаётся в цилиндры двигателя и помогает переработать топливо. Одной из вспомогательных деталей в этом процессе является актуатор. Что он собой представляет и как устранить различные проблемы, связанные с ним, мы разберём далее.

Как работает защитник турбины

Как мы уже говорили, отработанный газ и воздух, которые захватывает лопастный механизм (или попросту турбина), находятся под давлением. Иногда оно слишком возрастает, и его приходится снижать, сбрасывая лишний газ через специальный клапан – вот, что такое актуатор, и он просто необходим в автомобиле, где стоит двигатель с турбонаддувом.

Принцип работы актуатора заключается в реакции на повышение оборотов турбины двигателя – клапан открывается и выпускает часть выхлопных газов, которые, как вы помните, помогают лопастям раскручиваться. Таким образом, турбина недополучает движущей силы, и давление сбрасывается, не достигая критической отметки.

Всё это происходит автоматически: конструкторы рассчитывают, при какой интенсивности силового воздействия газа на турбину, пора сбросить обороты, и именно по достижении заданной величины срабатывает клапан. Теперь вы понимаете, как работает актуатор и почему его называют защитником турбины.

Если вы просто пользуетесь машиной, ничего в ней не меняя, и вовремя проходите ТО, то можете не беспокоиться – актуатор уже настроен и будет прекрасно работать. Для тех же, кто увлекается тюнингом, особенно затрагивающим функционал турбин и мотора, существует ряд рисков, чего можно избежать, научившись правильно настраивать вестгейт.

Распространённые неисправности вестгейта

Чаще всего с актуатором происходят следующие неприятности:

Признаки неисправности достаточно разнообразны:

Как проверить актуатор турбины

Чтобы проверить актуатор, лучше всего снять турбину целиком и убедиться, что нет ржавчины. Обратите внимание на следующее:

Все неисправные детали подлежат обязательной замене.

Как отрегулировать актуатор турбины

Теперь разберёмся, как отрегулировать актуатор, чтобы турбины работали продуктивно. К этому стоит прибегнуть, если компрессор стучит, когда мотор останавливается или меняется скорость. Скорее всего, металлический стержень слегка разболтался. Также с помощью настроек добиваются большей производительности.

Перед тем, как настроить актуатор или произвести другие манипуляции с турбиной, подумайте, достаточно ли хорошо вы представляете себе их устройство. Если есть какие-то сомнения, лучше обратиться к специалистам.

Если вы хотите просто увеличить давление, можно заменить пружину или ослабить конец регулятора. В этом случае клапан будет открываться при больших оборотах, чем раньше, но не стоит слишком усердствовать.

Читайте также:  Мода на украшение автомобиля

Если воздействие окажется непомерно сильным, а актуатор не сработает, это может навредить двигателю и вывести его из строя. Также для повышения давления применяется соленоид, выдающий фальшивые данные по текущему напору воздушного потока. Его ставят перед вестгейтом, чтобы воздух сначала попадал туда.

Настройка актуатора начинается со снятия турбины – вам нужна регулировочная гайка. Есть и автомобили, в которых предусмотрен доступ к ней без демонтажа. Если закрутить её чуть потуже, вы отрегулируете ход штока.

Вам нужно сделать следующее:

Но на этом настройка наддува не заканчивается – нужно произвести калибровку, то есть установить зависимости между показаниями прибора и размером входной величины.

Для этого нужны специальные программы типа Cummins INSITE и диагностическое ПО. С их помощью вы убедитесь, что всё сделали правильно.

Источник

Актуатор

Актуатор — это универсальный исполнительный механизм, используемый в разных технических областях. Состоят из механического привода, направляющей и моторчика. Что касается автомобилей, актуаторы используются в системе сцепления при автоматической трансмиссии, при работе центрального замка, а также в турбокомпрессоре.

Актуатор сцепления

Роботизированные трансмиссии на сегодняшний день устанавливают даже на бюджетные автомобили (Тойота, Пежо, Ситроен, Сузуки и прочие, чьи владельцы зачастую и сталкиваются с проблемами в их работе). В состав системы входит много деталей, одними из которых являются актуатор переключения передач и актуатор сцепления. Они позволяют переключать передачи в автоматическом режиме.

Внешний вид актуатора сцепления

Описание работы

Актуатор сцепления — электромеханическое устройство, выполняющее работу по сжатию пружины выжимного диска сцепления. Оно работает в соответствии с командами, поступающими от блока управления трансмиссией. Корпус актуатора состоит из двух половинок. Внутри установлен вал с червячной шестерней. В процессе работы на него действуют три силы — сила в червячном зацеплении, сила компенсационной пружины, а также сила, исходящая от корзины сцепления.

Актуатор сцепления в разрезе

При поступлении сигнала от блока управления происходит перемещение вала, который через рабочий механизм приводит в движение корзину сцепления. Однако, как показывает практика, именно актуатор сцепления чаще других деталей в системе автоматической трансмиссии выходит из строя, лишая автовладельца возможности использовать машину.

Причины выхода из строя актуатора

Наиболее частая причина поломки — выход из строя втулок, которые установлены на оси червячной шестерни актуатора. Они обеспечивают вращение шестерни при выжиме корзины сцепления. Чтобы уменьшить трение, производители наносят на втулки тефлоновое покрытие. Однако ресурс работы втулок достаточно мал, и составляет около 100 тысяч километров пробега. После этого вероятность выхода актуатора из строя значительно возрастает. Дело в том, что в процессе эксплуатации без тефлонового покрытия силы трения возрастают настолько, что актуатор попросту перестает функционировать.

При перемещении шестерни актуатора компенсационная пружина сжимается, оказывая большое усилие на вал и втулки. Это значение составляет 100. 150 кг на каждую втулку в зависимости от модели используемого механизма. Учитывая небольшой диаметр втулки, становится понятным, почему они со временем выходят из строя.

Кроме этого, вал актуатора поворачивается на незначительный угол. Поэтому смазка не передается на контактные линии взаимодействия вала со втулкой, из-за чего шарнир работает на сухую.

Втулки актуатора сцепления

Методы восстановления работоспособности актуатора сцепления

Самым распространенным и доступными методом ремонта является замена заводских втулок, которые пришли в негодность на точеные бронзовые или латунные втулки.

Подшипники для замены

Другой вариант — покупка втулок китайского производства, подобных оригинальным. Однако так лучше не поступать, поскольку их качество далеко от идеала, и не позволяет им долго функционировать в актуаторе. Ремонт подразумевает замену выточенных втулок, а также устранения выработки на валу актуатора сцепления. Это делается с тем, чтобы добиться плавного и ровного скольжения между упомянутыми деталями.

Однако наилучшим методом ремонта актуатора является замена втулок на шариковые подшипники. Они обеспечивают необходимую твердость, плавность качения, а также имеют свою собственную смазку, которая постоянно находится в их корпусе. При замене втулок на подшипники потребляемый актуатором рабочий ток снижается более чем в 2 раза.

Ремонт актуатора сцепления

Разборка и диагностика актуатора Тойота

Актуатор центрального замка

Конструкция центрального замка автомобиля несложна. Он состоит из блока управления и исполнительных механизмов — актуаторов (их еще иногда называют активаторами). При повороте ключа зажигания или подаче электронного сигнала от пульта ДУ срабатывают контакты управления, которые через центральный блок дают сигнал всем запирающим устройствам на открытие или закрытие.

Устройство и работа актуатора замка

Актуатор замка в разрезе

Это устройство представляет собой электрический микромотор, соединенный со штоком посредством реечной передачи. К штоку, в свою очередь, монтируется тяга механического замка. При подаче сигнала на двигатель происходит движение тяги, которая закрывает или открывает механический замок двери.

В связи с особенностью конструкции шток ходит на малое расстояние. Поэтому на электромотор нельзя подавать напряжение длительное время. Современные автоматические системы делают это приблизительно в течение 2 секунд. Их вполне достаточно для срабатывания каждого из приводных двигателей.

Читайте также:  Покраска полировка автомобиля сервис

К приводному моторчику подходит два провода. По одному из них идет ток, а на втором образуется “масса”, то есть, соединение с кузовом автомобиля. Распределением, на какой провод подавать напряжение, занимается центральный электронный блок управления. В зависимости от этого меняется направление вращения вала двигателя, и как следствие, направление движения штока. То есть, происходит открытие или запирание замка на двери.

Возможные неисправности актуатора замка

Возможными неисправностями актуаторов центрального замка могут быть:

Ремонт актуатора двери Лада Приора

Зачастую устранением неисправности и ремонтом привода замка является именно замена актуатора замка.

Замена актуатора центрального замка

Замена актуатора замка

Самостоятельная замена актуатора замка не представляет особых сложностей, хотя для этого и придется снять всю дверную обшивку, с тем, чтобы добраться до крепления и проводов. Если на двери имеются дополнительные кнопки, например, электрических стеклоподъемников, то нужно отсоединить от аккумулятора минусовую клемму. В противном случае можно обойтись без этого.

В процессе работы руководствуйтесь мануалом по работе с вашим автомобилем. Ведь в каждой модели обшивка двери крепится по-своему. Как правило, до актуатора можно добраться лишь сняв обшивку. В редких случаях необходимо демонтировать дополнительные механизмы. Актуатор обычно монтируется на паре болтов или саморезов. Чтобы снять его необходимо их открутить и отсоединить фишку.

В зависимости от того, какая деталь вышла из строя, нужно произвести ее замену. Чаще всего перегорают обмотки микромоторчика. Поскольку их никто не перематывает, то будет достаточно заменить его, предварительно купив аналогичный.

Актуатор турбины

Внешний вид актуатора турбины

Актуатор турбины — устройство, защищающее турбокомпрессор от перегрузок, которые естественным образом возникают при высоких оборотах двигателя. Агрегат по сути является байпасным клапаном, через который проходят излишки выхлопных газов. Он управляет скоростью вращения турбины и мощностью наддува.

Принцип работы

Отработанные выхлопные газы из выпускного коллектора отправляются в турбину. Попадая в ее горячую часть, они активируют горячую крыльчатку и вал. Соединенная валом крыльчатка холодной части создает давление на впускном коллекторе. Это обеспечивает подачу воздуха в камеру сгорания. Однако при больших оборотах в работу вступает вакуумный или электронный актуатор, который сбрасывает излишки выхлопных газов через упомянутый байпас.

Возможные поломки

Самая распространенная поломка — выход из строя или ошибка в работе электронного блока управления турбиной (на электронных актуаторах). Для их диагностики и устранения необходимо пользоваться специальными электронными тестерами. Дело в том, что срок службы механической части турбин выше, чем электронной. Однако поломка механической части турбины может привести к поломке и электронной составляющей.

Самыми вероятными причинами выхода из строя электронного актуатора (сервопривода) является повреждение одного из трех механизмов:

Если разрушается выпускной коллектор или случается поломка в поршневой группе, то это приводит к повреждению или полному выходу из строя механизма изменяемой геометрии. А это, в свою очередь, приводит к поломке механической части турбины.

Также среди вероятных поломок актуатора турбины могут быть следующие:

Методы устранения поломок

Перед устранением возможных поломок проводится диагностика блока управления актуатора. Для этого используются специальные тестеры. Однако это оборудование дорогостоящее и, как правило, ими пользуются на СТО. С его помощью тестируют исполнительный механизм (вакуумно-электрический клапан, клапан турбины с электрическим потенциометром). Дальнейшие действия зависят от выявленной поломки.

Что касается ремонта механической части, то для ремонта бывает достаточно разобрать и почистить актуатор. При этом необходимо смазать движущиеся детали. Если поломка в электронной части, то ее устранение самостоятельно невозможно. Для этого нужно обратиться за помощью в автомастерскую. Зачастую приходится полностью менять блок управления или актуатор целиком.

Ремонт актуатора турбины Skoda Octavia

Замена актуатора турбины на Kia Sorento Киа Сорренто с двигателем D4CB

Замена актуатора турбины

Замену актуатора турбины рассмотрим на примере автомобиля KIA Sorento с двигателем D4CB. Итак, для замены нужно:

Настройка актуатора турбины

После проведения процедуры по замене актуатора нужно выполнить его настройку. Также ее нужно производить при появлении следующих неисправностей:

Чаще всего причиной этого становится свободный ход штока. Именно эта деталь во многом определяет величину давления в турбине. Из-за его работы оно может быть как пониженным, так и повышенным. Свободный ход штока говорит о именно о пониженном давлении. Под свободным ходом подразумевается люфт в несколько миллиметров. В нормальном рабочем состоянии радиального люфта быть не должно, величина осевого люфта — в пределах 1 мм.

При проведении компьютерной диагностики в случае несоответствия давления могут появиться ошибки — P2262 (не определяется давление турбонаддува), P0299 (чрезмерно низкое давление наддува)/ Также иногда появляются ошибки 11825 и P334B. Первая говорит о неисправности актуатора, вторая — о механической неисправности регулятора давления. Также часто загорается лампа EPC, а позже и Check Engine.

Увеличить давление наддува можно несколькими способами:

Если вы не уверены в правильности своих действий, то рекомендуем вам обратиться за помощью к мастерам на СТО.

Алгоритм настройки актуатора:

Заключение

При выборе актуаторов описанных типов всегда отталкивайтесь от мануала к вашему автомобилю. Помните, что желательно покупать оригинальные запчасти а не их более дешевые аналоги. Что касается ремонта или настройки актуаторов поступайте аналогично. Выставляйте значения, которые прописаны производителем вашей машины. В случае возникновения затруднений обращайтесь за помощью на СТО.

Источник

Поделиться с друзьями
Практические советы по железу и огороду