Актуатор - что это такое?

В повседневной жизни достаточно много терминов так и остаются для нас неразгаданными. Узкоспециализированные, они нам просто нигде не пригодятся. Однако бывают случаи, когда новое слово в обязательном порядке необходимо понять.

Простой пример: в автосервисе вам сообщили, что необходимо заменить актуатор сцепления. Данный термин в автомобильной сфере имеет свои толкования, которые отличаются от трактовки других областей техники. В данной статье будут последовательно разбираться определение «актуатор», его разновидности в сфере, касающейся автомобилей, а также особенности и применяемость.

Определение понятия

Итак, актуатор - что это такое? Само слово очень созвучно с другим похожим - «активатор». Понятие обоих почти одинаковое. Актуатор представляет собой техническое устройство или спусковой механизм, передающий усилие от управляющего на управляемый объект. Само воздействие может быть разнообразным: от линейного до вращающего. При этом в зависимости от того, как прилагается усилие, определяется разнообразие приборов.

В автомобильной конкретике актуатор может быть представлен приводом центрального замка. Усилие от управляющего контура здесь передаётся в линейное перемещение путём червячной передачи. Но самый простейший автомобильный актуатор - это механический домкрат. Здесь управляющим узлом выступает человек. А актуатор передает вращательное воздействие в вертикальное перемещение площадки домкрата. Имеется в виду простейший механический прибор, сделанный в виде трапеции.

Разнообразие актуаторов

Под загадочным понятием «актуатор» скрывается множество уже известных устройств. Если не брать в расчёт домкрат, то начать можно с центрального замка - линейного устройства. Также среди известных - актуатор турбины. Это вакуумный регулятор, который защищает ее от нагрузок при высоких оборотах. Есть и актуатор сцепления на роботизированных коробках-автоматах.

Если взять область строительной электромеханики, то самым распространенным будет привод открывания-закрывания калиток и ворот. Он так и называется - актуатор двери. С помощью такого устройства приводятся в движение автоматические ворота гаражей и ворота при въездах на территорию.

Спутниковые тарелки, так популярные среди населения, также приводятся в действие актуаторами. Это бывает необходимо, когда есть несколько положений для приёма информации. Чтобы не устанавливать несколько антенн, обходятся одной. Ее актуатор поворачивает на необходимый угол. Рассмотрим автомобильные варианты более подробно.

Актуатор турбины

Известно, что существует два вида систем с турбокомпрессором: низкого и высокого давления. Так вот, актуатор используется только для второй разновидности турбин. В противном случае он просто не нужен. Его основная функция в данном случае - защитная. Актуатор турбины управляет специальным клапаном, который открывает или закрывает путь к выхлопным газам. В закрытом состоянии они раскручивают крыльчатку, что постепенно повышает давление. В заданный момент времени актуатор открывает клапан. Затем выводит выхлопные газы в выпускной коллектор автомобиля, что сразу понижает допустимое давление. Если этого не делать, всю систему можно просто вывести из строя.

Актуатор турбины работает по принципу насоса. Он преобразует давление в линейное перемещение штока. Рядом с ним есть пружинка и диафрагма в металлическом корпусе, к которому крепится шланг регулировки. В случае выхода актуатора из строя он подлежит замене и настройке.

Тонкости настройки актуатора турбины

Почему необходима настройка актуатора? Дело в том, что родной прибор изначально настраивается под конкретную турбину ещё на заводе. В случае же замены нужно настроить новый актуатор. Также регулировка требуется в случае неполадок в турбине. Существует несколько способов настройки:

1. Изменение жесткости пружины.
2. Ослабление или затяжка самого актуатора по резьбе.
3. Установка специального управляемого компьютером контроллера.

Самый простой вариант - ослабить крепление. Регулируется это дело витками резьбы. Чем больше происходит ослабление, тем мягче и быстрее будет открываться клапан. Если же актуатор, наоборот, затянуть, его включение будет жестким. Открываться он будет подольше.

В случае регулировки устройства жесткостью пружины, в актуаторе просто меняется пружинка на подходящую к конкретному случаю по жесткости. Сложность здесь только в самом подборе, а замена труда не составляет. Установка контроллера перед актуатором - самый дорогой вариант, но и самый перспективный. Ведь в этом случае становится возможным тонкая настройка и управление клапаном по условиям, запрограммированным в этом контроллере.

Линейный актуатор

Это понятие подразумевает целую группу устройств, преобразующих энергию управления в линейное перемещение. Чаще всего речь идёт о трансформации электрической энергии в механическую. По-другому линейный актуатор можно назвать линейным приводом. Широко применяется в системе центрального замка автомобиля. Чаще всего представляет собой корпус из пластика с выдвижным штоком. Питание и управление поступает через провода или разъёмы. Есть варианты как на 12V, так и на 24V в зависимости от применения на легковом или грузовом автомобиле.

Каждое линейное исполнительное устройство также является редуктором. Ведь первоначальная энергия, прикладываемая к актуатору, на порядок выше выходного воздействия. Передаваемое усилие также может быть разнонаправленным. То есть по отношению к валу электромотора движение штока возможно как перпендикулярно, так и параллельно.

В зависимости от назначения линейный актуатор может изготавливаться для жестких климатических и агрессивных условий. То есть при желании он работает и при отрицательных температурах, и с защитой от агрессивных сред. Благодаря простоте исполнения, линейные приводы практически не требуют обслуживания и ремонта.

Актуаторы линейного перемещения: делаем своими руками

Не будем рассматривать причины желания изготовить линейный актуатор своими руками. Просто расскажем, как это делать. Самый простой способ получить, допустим, актуатор двери заключается в использовании электродвигателя. Сейчас они достаточно популярны и доступны по цене. Их стоимость может колебаться от 50 до 200 рублей в зависимости от параметров.

Последовательность работ по изготовлению может быть следующая:

• На ось электродвигателя прикрепляется резьбовая шпилька.
• На нее надевается гайка с закрепленным к ней штоком. При вращении двигателя гайка движется по шпильке. Вместе с ней перемещается шток.
• Подбирается шаг резьбы. Благодаря этому можно регулировать скорость перемещения штока.

Ещё проще получить линейный привод, если добыть зубчатую рейку. Скорость передачи усилия при этом будет самая быстрая. Но есть один минус. Так, усилие передачи, наоборот, останется на самом низком показателе. Максимально энергию передают шпильки М20 и большего диаметра. Вот наш самодельный линейный актуатор и готов. По такому принципу работают замки дверей в большинстве автомобилей.

Сцепления актуатор

Сцепления актуатор - что это за штука? Зачем она нужна? По-простому, это исполнительное устройство для включения и выключения сцепления. Также сюда следует отнести актуаторы для переключения передач. Применяются такие устройства в роботизированных коробках немецких и японских иномарок. Особенно печально известен сделанный в Стране восходящего солнца актуатор. «Тойота-Королла», обладающая коробкой-роботом, не сразу добилась хорошей работы. Поломки начинались, когда машина не проезжала даже 60 000 км.

Проблема решилась не только доработкой актуатора, но и изменением программного обеспечения блока управления. Ведь именно от ЭБУ зависит, в какой момент времени стоит стыковать коробку с двигателем. А актуатор служит простым исполнительным элементом. Он может быть либо электрическим, что характерно для японских и корейских производителей, либо гидравлическим. Последние часто применяются в коробках WV и Audi. Фирменный актуатор «Тойота» при наличии исправного ЭБУ двигателя значительно облегчает жизнь.

Что касается актуаторов переключения передач, то работают они следующим образом. Шток устройства воздействует на конкретный в данный момент времени синхронизатор по команде от головного компьютера. Физически актуатор очень похож на обычный цилиндр сцепления.

Особенности актуаторов коробки передач

Как определить, что с актуатором в автоматической коробке передач автомобиля что-то не так? Это будет понятно по рывкам в момент переключения. Необходимо вовремя разобраться в проблеме, посмотрев на актуатор. Что это с ним происходит? Если вы увидите серьезную неисправность, возможно, придётся потом менять и другие детали сцепления.

Для подбора деталей роботизированной коробки в обязательном порядке необходим Vin автомобиля. Особенно это важно, если у вас имеется японский актуатор («Королла» до сих пор с трепетом относится к деталям для своих коробок-роботов). При замене деталей таких агрегатов лучше всего обращаться только к специалистам хорошего уровня. В дилерских центрах продажи и обслуживания автомобилей есть как грамотные мастера, так и необходимое оборудование.

Производители актуаторов

Большое количество сфер применения напрямую сказывается на выборе производителя. Для автомобильных актуаторов турбин и сцепления следует обращать внимание на оригинальные детали либо рекомендуемые производителем. Но это еще не все. Если у вас автомобиль Toyota Corolla, прибор необходимо искать такой же. Актуатор турбины Kia Sorento будет марки Kia. И это касается всех других марок. Экономия в таких деталях чревата дальнейшим вкладыванием в ремонт, но уже более дорогих запчастей.

Что касается линейных актуаторов, то здесь настолько большой выбор, что нет смысла рекомендовать какого-либо конкретного производителя. Главное, на что следует обратить внимание при выборе, это положительные отзывы реальных покупателей и проверенных продавцов. Стоит помнить, что актуатор, цена которого будет отличаться в большую сторону, не всегда более качественный. Кстати, средняя стоимость прибора колеблется в районе 2-3 тысяч рублей. Можно найти очень дешевый актуатор за 500 руб., а можно приобрести дорогой, который стоит 10 тыс. руб.

Применение актуаторов

Наибольшее распространение актуаторы получили в сфере автомобилей и обустройстве объектов как промышленного, так и жилого направления. В транспорте применение приборов начинается от простых приводов закрытия дверей и багажников (также не забываем про домкраты), заканчивается сложными системами турбоагрегатов и роботизированными коробками передач. При всем этом актуатор - достаточно надёжное устройство из-за простоты изготовления именно исполнительных деталей.

В сферах быта работу актуаторов легче всего увидеть на автоматических дверях и ставнях. Для приема спутниковых передач также удобнее использовать управляемый прибор и одну тарелку, чем несколько одновременно.

Заключение

Итак, выше было детально описано, чем является актуатор: что это такое, мы поняли. Кроме того, были проанализированы определения понятия и сферы применения устройств разных типов. Особое внимание уделялось автомобильным моментам. Как оказалось, актуаторы достаточно широко распространены. Они незаметно помогают как в быту, так и в промышленности. Удобные, понятные по структуре изделия широко используются совместно с системами управления.