Мехатроника что это такое в машине

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.

Мехатро́ника — область науки и техники, основанная на синергетическом объединении узлов точной механики с электронными, электротехническими и компьютерными компонентами, обеспечивающими проектирование и производство качественно новых механизмов, машин и систем с интеллектуальным управлением их функциональными движениями.

Содержание

Цели, задачи и методы [ править | править код ]

Развитие мехатроники осуществляется на базе объединения сведений из ряда разнородных и обособленных областей: прецизионной механики, электротехники, микроэлектроники, информационных технологий, силовой электроники и других научно-технических дисциплин. Считается, что результат их совместного использования можно назвать «истинно мехатронным» только тогда, когда его компоненты образуют систему, обладающую принципиально новыми свойствами, которых не наблюдается у составляющих её частей [1] .

Основной целью мехатроники, как научно-технической дисциплины, является разработка принципиально новых функциональных узлов, блоков и модулей, реализующих двигательные функции, которые используются как основа для подвижных интеллектуальных машин и систем. В связи с этим, предметом мехатроники становятся технологические процессы проектирования и выпуска систем и машин, способных реализовать требуемый двигательный функционал. Методология, используемая в рамках мехатроники, опирается на взаимную интеграцию технологий, структурных элементов, информационных и энергетических процессов из целого перечня естественно-научных и инженерных направлений (информатики, точной механики, микроэлектроники, автоматического управления и т. п.), которые обладают различной физической природой и, все вместе, закладывают в основе мехатроники её междисциплинарную сущность [2] . Таким образом, стремясь к системному подходу мехатроника воплощает в себе преодоление клaссического научного принципа декомпозиции [3] .

О термине [ править | править код ]

Начиная c 1930-х годов в некоторых зарубежных странах (см. департамент Drive Technology фирмы Siemens) и СССР для названия систем обеспечения требуемых движений посредством электричества применяется термин электрический привод (сокращенно электропривод).

С развитием электрических приводов и возможностей их применения в индустриально-производственных и транспортных системах, стала очевидна необходимость полной интеграции составляющих элементов электропривода: механики, электрических машин, силовой электроники, микропроцессорной техники и программного обеспечения для наиболее полного использования возможностей электропривода и обеспечения им прецизионного движения.

Так как наиболее полное развитие данные тенденции получили в Японии, а с термином «электрический привод» как самостоятельной технической системой там знакомы не были, для описания данных систем в Японии был введен термин «мехатроника». Непосредственным автором является японец Тецуро Мори (Tetsuro Mori), старший инженер компании Yaskawa Electric, а сам термин появился в 1969 году [4] .

Термин состоит из двух частей — «меха-», от слова механика, и «-троника», от слова электроника. Сначала данный термин был торговой маркой (зарегистрирована в 1972 году), но после его широкого распространения компания отказалась от его использования в качестве зарегистрированного торгового знака.

Из Японии мехатроника распространилась по всему миру. Из иностранных изданий термин «мехатроника» попал в Россию и стал широко известен.

Сейчас под мехатроникой понимают системы электропривода с исполнительными органами относительно небольшой мощности, обеспечивающие прецизионные движения и имеющие развитую систему управления. Сам термин «мехатроника» используется, прежде всего, для отделения от общепромышленных систем электропривода и подчеркивания особых требований к мехатронным системам. Именно в таком смысле мехатроника как область техники известна в мире.

Связанные понятия [ править | править код ]

Стандартное определение (1995):

Мехатронный модуль — это функционально и конструктивно самостоятельное изделие для реализации движений с взаимопроникновением и синергетической аппаратно-программной интеграцией составляющих его элементов, имеющих различную физическую природу.

К элементам различной физической природы относят механические, электротехнические, электронные, цифровые, пневматические, гидравлические, информационные и т. д. компоненты.

Мехатронная система — совокупность нескольких мехатронных модулей и узлов, синергетически связанных между собой, для выполнения конкретной функциональной задачи.

Обычно мехатронная система является объединением собственно электромеханических компонентов с силовой электроникой, которые управляются с помощью различных микроконтроллеров, ПК или других вычислительных устройств. При этом система в истинно мехатронном подходе, несмотря на использование стандартных компонентов, строится как можно более монолитно, конструкторы стараются объединить все части системы воедино без использования лишних интерфейсов между модулями. В частности, применяя встроенные непосредственно в микроконтроллеры АЦП, интеллектуальные силовые преобразователи и т. п. Это уменьшает массу и размеры системы, повышает её надёжность и дает некоторые другие преимущества. Любая система, управляющая группой приводов, может считаться мехатронной.

Иногда система содержит принципиально новые с конструкторской точки зрения узлы, такие как электромагнитные подвесы, заменяющие обычные подшипниковые узлы. Такие подвесы дороги и сложны в управлении и в России применяются редко (на 2005 г.). Одной из областей применения электромагнитных подвесов являются турбины, перекачивающие газ по трубопроводам. Обычные подшипники здесь плохи тем, что в смазку проникают газы — она теряет свои свойства.

Мехатроника сегодня [ править | править код ]

Многие современные системы являются мехатронными или используют элементы мехатроники, поэтому постепенно мехатроника становится «наукой обо всём». Мехатроника применяется во многих отраслях и направлениях, например: робототехника, автомобильная, авиационная и космическая техника, медицинское и спортивное оборудование, бытовая техника, экзоскелеты

Примеры мехатронных систем [ править | править код ]

Типичная мехатронная система — тормозная система автомобиля с АБС (антиблокировочной системой).

Персональный компьютер также является мехатронной системой: ЭВМ содержит много мехатронных составляющих: жёсткие диски, оптические приводы [1] .

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).