Современные типы автоматических коробок передач (классические автоматы, вариаторы или роботы) имеют электронный блок управления (). 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 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.
Читайте в этой статье
ДСГ мехатроник: что это такое
Мехатроник является электронно-гидравлическим блоком, который активно используется в устройстве преселективной коробки передач 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 , что позволяет добиться слаженной и четкой работы коробки автомат данного типа.
От датчиков в электронный «мозг» поступают данные (температура масла, давление, частота вращения входного/выходного вала и т.д.). Затем электроника производит анализ полученных данных, после чего формируются управляющие сигналы (в соответствии с «зашитой» в память программой) и посылает их на . Далее в гидроблоке под управлением ЭБУ срабатывает гидравлический контур.
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 на том или ином автомобиле. При этом следует помнить, что определенные неисправности mechatronic (в отличие от подобных случаев с ), 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.
Также нужно помнить, что мехатроник DSG (электронный блок управления трансмиссией) принимает сигналы, которые сообщают ему параметры работы двигателя, сцепления, сервоприводов. Это значит, что например, проблемы с также могут отразиться на работе коробки.
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.
Возможность перепрошивки позволила гибко адаптировать ЭБУ АКПП и мехатроник к различным условиям эксплуатации. На практике, после появления коробок DSG регулярная перепрошивка и адаптация блока управления (обновление ПО и установка доработанных версий программы) стала обычной практикой.
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.
Сегодня ситуация несколько изменилась, так как широкое распространение коробок DSG и неисправности, связанные с данной трансмиссией, сначала породили спрос, а затем и предложение. Ремонт мехатроник и коробки ДСГ в целом стал одним из доступных вариантов, которые позволяют избежать полной замены дорогостоящих компонентов.
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.
Толчок в АКПП, появление рывков при переключении передач АКПП, толчки коробки автомат на месте: основные причины подобных неисправностей автоматической КПП.
К новым профессиям люди всегда проявляют не только интерес, но и определенную настороженность: перспектива развития той или иной новой специальности и возможность дальнейшего трудоустройства по ней не могут не волновать. В то же время следует осознавать, что новые профессии не возникают на пустом месте. Их появление, как правило, обусловлена потребностями времени.
Одна из таких новых специальностей - "мехатроника", подготовка по которой ведется в профессионально-техническом колледже Республиканского института профессионального образования Беларуси. Два месяца назад в упомянутом заведении состоялся первый выпуск мехатроников для машиностроительной отрасли, а с сентября 2012 года здесь начнут готовить еще и автомехаников.
Что собой представляют указанные профессии? В чем заключается их новизна? Смогут ли мехатроники и автомеханики в дальнейшем без проблем устроиться на работу и где? Ответы на эти вопросы искал корреспондент «Настаўніцкай газеты».
Мехатроника - это новая область науки и техники, суть которой заключается в создании и эксплуатации машин и систем с компьютерным управлением движением. В ее основе лежат знания в сфере механики , электроники и микропроцессорной техники, гидропневмоавтоматики и компьютерного управления движением машин и агрегатов.
Апробация модели подготовки высококвалифицированного рабочего со средним специальным образованием в области мехатроники и обслуживания станков с программным управлением началась в рамках экспериментальной деятельности в 2008/2009 учебном году в профессионально-техническом колледже Республиканского института профессионального образования. Первый набор учащихся на специальность "Мехатроника" осуществлялся из числа выпускников 9 классов (срок обучения при этом составляет 4 года). В июне 2012 года первые выпускники данной специальности (25 человек) сдавали государственный экзамен. При желании продолжить образование они могут поступить на сокращенный срок обучения в Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники (правда, только на заочное отделение и только на платной основе).
Мехатроника в своей деятельности может интегрировать функции оператора станков с программным управлением, слесаря по ремонту электрооборудования, наладчика станков и манипуляторов с программным управлением. В его функции входит разработка руководящих программ, настройка компонентов мехатронных систем, диагностика, монтаж и ремонт механических, электромеханических, гидравлических, пневматических и других систем.
Учебная программа в колледже построена таким образом, что учащийся, получая общее среднее образование, одновременно осваивает несколько профессий: оператора станков с программным управлением, слесаря-электрика по ремонту электрооборудования 3 разряда, наладчика 4 разряда. Все эти профессиональные функции объединяются в квалификацию "Мехатроника". Это не только выполнение отдельных работ, но и диагностика неисправностей, и самостоятельная их ликвидация по возможности. Так, выпускник упомянутой специальности должен осуществлять техническое сопровождение технологических процессов, определять соответствие технического состояния оборудования паспортным данным; выбирать и регулировать технологическую оснастку; составлять простые руководящие программы на деятельность мехатронных систем; осуществлять наладку и регулировку электромеханических, механических, электронных, гидравлических, пневматических компонентов мехатронных системы "Станок (машина) - робот"; выполнять диагностику отдельных компонентов мехатронных систем с помощью тестовых программ и др.
Функций, как видно, много, но и на их освоение отводится немало времени: практическое обучение по указанной специальности составляет не менее 50% от общего количества часов профессионального компонента и практики.
Ася Петровна Кононович , начальник отдела методического обеспечения интегрированного профессионального образования РИПО:
Характерной особенностью современного производства и использования кадров является увеличение количества работников, которые заняты в сфере настройки, обслуживания и ремонта оборудования. Связано это и с обновлением технического парка, и с новым высокотехнологичным оборудованием, что требует высокого уровня профессионализма людей, которые имеют с ним дело. Сложность современного оборудования заключается еще и в том, что в него входят, как правило, компоненты механических, электрических, электронных, гидравлических, пневматических систем. Такие устройства называются мехатронными, и к ним относятся как стиральные машины и холодильники, так и станки с числовым программным управлением. Вполне естественно, что для настройки такого оборудования нужны специалисты нескольких профилей, однако сегодня это совершенно нерентабельно. К тому же если какого-то специалиста не окажется на месте, станок будет простаивать. Поэтому и встал вопрос подготовки специалиста, который самостоятельно сможет выполнять все необходимые функции по настройке и обслуживанию мехатронных устройств. Мехатроник должен обладать высоким уровнем как теоретических знаний (причем многопрофильных), так и практических навыков, поскольку оборудование сложное, дорогостоящее, имеет большие потенциальные возможности.
Заказчики кадров, в частности ведущие машиностроительные предприятия страны (Минский тракторный завод, Минский завод колесных тягачей), также выразили свое мнение на этот счет, и мы начали исследовать потребность конкретного производства в соответствующих специалистах. Вот так и появилась новая квалификация - "Мехатроника". Это совершенно новая профессия не только для системы образования, но и для сферы труда. Мехатроник выполняет функции рабочего и в то же время имеет высокий уровень теоретической и практической подготовки.
Обеспечить такой уровень знаний в рамках квалификации рабочего с профессионально-техническим образованием не представляется возможным, поэтому возникла идея ввести новую образовательную программу среднего специального образования, обеспечивающей получение квалификации рабочего со средним специальным образованием. Кстати, все инновационные квалификации, введение которых инициирует Республиканский институт профессионального образования, сначала адаптируются на базе филиалов РИПО - профессионально-технического и индустриально-педагогического колледжей. Эксперимент по апробации образовательной программы по обучению мехатронике начался в 2008 году в профессионально-техническом колледже РИПО.
Открытию подготовки предшествовала значительная теоретическая работа: разработка тарифно-квалификационной характеристики, введение ее в Единый тарифно-квалификационный справочник, а потом включение специальности в Общегосударственный классификатор специальностей и квалификаций. И самое главное - разработка образовательного стандарта, учебно-программной документации.
Отмечу, что обязательным условием для реализации этой программы является высокотехнологичная материально-техническая база обучения. В нашем случае она создавалась одновременно с разработкой всей документации. Педагогические кадры прошли обучение в Германии.
Идея мехатроники развивается сегодня и для других отраслей. Так, уже третий год мы готовим мехатроников для радиоэлектронного производства, сейчас работаем над разработкой содержания образования мехатроников и для перерабатывающей промышленности. Введение новой квалификации позволило расширить перечень рабочих профессий, предполагающих наличие среднего специального образования. Это наладчик станков 5 разряда, повар 5 разряда, электромонтер охранно-пожарной сигнализации, электромеханик по ремонту вычислительной техники.
ЭБУ считывает сигналы с датчика турбинных оборотов, что позволяет автоматически регулировать работу сцепления и пробуксовку во время переключения передач. Кроме того, ЭБУ считывает данные с датчика состояния выходного вала, соотнося частоту его оборотов с коленчатым и определяя коэффициент пробуксовки. Анализируя информацию с датчиков температуры, устройство создает необходимую температуру для рабочего масла.
Электрический коннектор же служит для соединения всех электрических проводников.
Демпфер мехатроника служит для регулирования и сглаживания давления в основных клапанах АКПП. Данные клапаны, регулирующие давление, располагаются в гидравлическом блоке. Получая электрические импульсы ЭБУ, они преобразуют их в энергию для активизации золотниковых клапанов и обеспечивают работу всей автоматической трансмиссии.
Стоит отметить, что ZF постоянно совершенствует мехатроник, реализуя его модернизированные версии в новых автомобилях. Представители компании не отрицают, что в связи с высокой степенью сложности системы существует высокий риск выхода из строя тех или иных узлов. Именно поэтому крайне важно выполнять своевременную диагностику в специализированных сервисных центрах. Мехатроник - очень дорогая система, поэтому лучше потратить часть своего времени и средств на
ХХ век был очень плодотворным на возникновение новых наук, одной из которых является мехатроника. Кем работать после освоения данной дисциплины? Что она представляет собой и чем занимается? Насколько она важна в современной жизни? Какие она открывает нам перспективы? Кем работают люди, которые изучают данную дисциплину в университетах и самостоятельно? Вот неполный список вопросов, на которые будет дан ответ в статье.
Что такое мехатроника?
Данный термин был получен при соединении слов «механика» и «электроника». Впервые он был применён в 1969 году. На данный момент времени мехатроника - это наука, которая посвящена созданию и целенаправленной эксплуатации машин и систем, движение которых определяется электронно-вычислительной техникой. Она базируется на знаниях механики, информатики, электроники и компьютерном управлении движения агрегатов и машин. Изучить основы мехатроники можно при желании, поскольку научно-образовательной литературы по этому направлению достаточно. Для большего придётся приложить значительные усилия, чтобы найти необходимый материал. Хотя можно, теоретически, и самому додуматься, что представляет собой мехатроника. Что это такое мы уже выяснили, давайте перейдём к отдельным аспектам.
Связь с робототехникой
Очень часто их можно встретить вместе. Почему так? Дело в том, что робототехника - это самое перспективное направление мехатроники, которое может развиваться исключительно в её рамках. Здесь необходимо сделать небольшое отступление. Дело в том, что сейчас мехатроника занимается автомобильной, авиационной, космической, бытовой, медицинской и спортивной техникой. Но чтобы изготавливать предметы этого типа существуют отдельные специальности. И специально, чтобы акцентировать внимание на том, что студенты будут заниматься проектированием роботов, станков с численно-программным управлением и подобных устройств, а также их созданием, направление подготовки и называется «мехатроника и робототехника».
Общее описание практической составляющей
Что нам даёт мехатроника? Что это такое с точки зрения практики создания? Давайте рассмотрим общую схему построения машин, которые имеют компьютерное управление и ориентированы на то, чтобы автоматизировать производственные и бытовые задачи. Внешней средой для них является технологическое окружение, с которым будет происходить взаимодействие. Когда мехатронная система выполняет свои функции, то это происходит благодаря рабочим органам. Следует отметить, что данное научное направление является довольно молодым, в нём много неточностей и расплывчатых формулировок даже в научной литературе, поэтому со временем некоторые теоретические принципы могут поменяться. Мехатронные системы формируются из трех частей, которые связаны между собой информационными и энергетическими потоками:
- Электромеханической. Сюда относят механические звенья, передачи, электродвигатели, сенсоры, рабочий орган, дополнительные электротехнические элементы, сенсоры. Все составляющие применяются для того, чтобы обеспечить необходимые движения. Особую важность для корректного выполнения поставленных задач имеют сенсоры. Они собирают данные про состояние объекта работ и внешней среды, непосредственно мехатронного устройства и его составляющих.
- Электронный. Сюда относят микроэлектронные устройства, силовые преобразователи и измерительные цепи.
- Компьютерной. Сюда относятся микроконтроллеры и высшего уровня.
Основные функции мехатронных систем
На данный момент времени их выделяют 4:
- Управление процессом механического движения в режиме реального времени с одновременной обработкой информации, что поступают с их сенсоров.
- Соорганизация своих действий с внешними источниками влияния.
- Взаимодействие с человеком посредством специального интерфейса в или в реальном времени.
- Организация обмена данными между сенсорами, и другими составляющими элементами системы.
Задача мехатроники
Они должна решать проблему преобразования входной информации, что поступает с верхнего уровня управления в необходимые При этом, как правило, используется принцип обратной связи. В проектировании эта задача выражается в том, что происходит интеграция в один функциональный модуль нескольких элементов, что имеют разную природу - в этом специфичность, которую имеет мехатроника. Специальность людей, которые занимаются выполнением данных целей может быть самой разной. В идеале при предоставлении планируемой информации будет получаться желаемый результат. Помочь в этой аппаратной составляющей должно программное обеспечение.
Преимущество мехатронного подхода при решении реальных задач
Сравнение будет проводиться с традиционными средствами автоматизации:
- Относительно низкая стоимость систем, что достигается благодаря значительной интеграции, стандартизации и унификации всех составляющих интерфейсов и элементов.
- Возможность реализации точных и сложных движений благодаря методам интеллектуального управления.
- Высокий уровень надежности, долговечности и помехозащищенности.
- Компактность используемых модулей, что позволяет обходиться меньшей площадью. Также их можно относительно легко совмещать для достижения возможности выполнения конкретных задач.
- Благодаря упрощению кинематических цепей машины обладают хорошими динамическими и массогабаритными характеристиками.
Вот благодаря чему развивается мехатроника и робототехника. Специальность в данном случае позволяет получить уже отобранные и готовые у изучению данные, тогда как при самообразовании придётся всё искать самому.
Примеры мехатроники в реальной жизни
Где можно найти подобные системы около нас? Для этого предлагаю взглянуть на такие области людской деятельности:
- Станкостроение и изготовление оборудования для проведения автоматизации технологических процессов.
- Робототехника.
- Военная, космическая и
- Автомобилестроение (так, мехатронными системами является стабилизация движения, автоматическая парковка и подобные разработки).
- Различные нестандартные средства передвижения и транспортировки (электророллеры, грузовые тележки, электровелосипеды).
- Контрольно-измерительные машины и устройства.
- Офисная техника (факсимильные и копировальные аппараты).
- Медицинское оборудование (реанимационное, реабилитационное, клиническое).
- Бытовая техника (швейные, посудомоечные, стиральные и иные машины подобного типа).
- Тренажеры для подготовки операторов, водителей, пилотов.
- Системы светового и звукового оформления.
- Микромашины (активно применяются в медицине, биотехнологиях, средствах телекоммуникации).
Продолжать этот список можно ещё очень долго.
Высшее образование: мехатроника и робототехника
Вузы предлагают возможность обучения широкому спектру профессиональных умений. Этот список может быть очень длинным, но постараемся сделать его как можно короче:
- Проводить оценку актуальности, перспективности и значимости проектов.
- Разрабатывать информационные, электромеханические, электрогидравлические, электронные и микропроцессорные макеты модулей систем.
- Создавать программное обеспечение, чтобы при необходимости осуществлять управление мехатронными приборами.
- Составлять проектные документы, в которых будет описываться конструкция и процесс изготовления отдельных деталей.
- Контролировать разработки на предмет соответствия стандартам.
- Изготавливать, собирать и испытывать проектируемую технику.
- Составлять патентные и лицензионные паспорта.
- Делать модернизацию и отладку мехатронных систем.
- Подготавливают инструкцию по использованию устройства.
Вот что может предоставить своим студентам любой лицензированный министерством образования факультет мехатроники и робототехники. Их мало, в основном существуют отдельные кафедры, но и на них можно получить необходимое образование.
Самореализация человека, которому известна мехатроника и робототехника: кем работать?
Где можно будет трудоустроиться после получения образования? Специалисты данного профиля создают и конструируют робототехнические системы промышленного и бытового использования. Также они могут разрабатывать программное обеспечение, чтобы обеспечить управление ими и удобную эксплуатациею. После получения образования обычно начинают работать на должности помощников конструкторов, программистов и техников, хотя перспективы дальнейшего места работы очень широкие, ведь облегчение труда человека и улучшение его результата - вот конечная задача, которую имеет мехатроника. Что это такое, мы уже изучили. И напоследок хотим сообщить, что потенциально можно будет заниматься одним из таких видов деятельности:
- Научно-исследовательской.
- Проектно-конструкторской.
- Эксплуатационной.
- Организационно-управленческой.
Особенностью данной специальности является то, что ощущается значительная нехватка кадров. Поэтому не редкостью являются факты трудоустройства даже самоучек, которые смогли продемонстрировать значительный уровень умений и практических навыков.
Заключение
Все профессии важны, все они нужны. Не преувеличивая, можно сказать, что описанная нами - одна из специальностей будущего. Спрос на работников умственного труда такого профиля постоянно растёт. Этот факт, а также хороший уровень денежного обеспечения позволяет говорить нам о том, что в это направление станет значительно популярней в ближайших десятилетиях. Возможно, что специальности юристов, экономистов и управленцев отойдут на задний план, и вперёд выйдет мехатроника. Что это такое, мы уже знаем, а с пониманием важности данной научной дисциплины будет приходить и согласие с данными словами.
Представляя собой электронно-гидравлический блок, мехатроник является неотъемлемой частью современной преселективной коробки. Этот прибор располагается непосредственно в картере КПП и справедливо считается самым важным узлом трансмиссии.
Устройство блока
Мехатроник имеет довольно сложную конструкцию, объединяющую в себе:
- Электронный блок управления;
- Электрогидравлические компоненты (исполнительные механизмы);
- Входные датчики.
Только при исправном состоянии всех этих элементов возможна бесперебойная работа модуля. Задачей датчиков является сбор данных, таких как показатели температуры масла, уровня давления, а также частоты вращения на выходе/входе КПП. Электронный блок управления выполняет анализ полученных сведений, и в соответствии с заложенной программой, координирует электрогидравлический блок. Последний, в свою очередь, адаптирует гидравлический контур согласно поступившим с ЭБУ командам.
Mechatronic: функции
Без преувеличения можно сказать, что мехатроник полностью управляет коробкой передач. Собирая сигналы со всех систем автомобиля, прибор выбирает момент переключения передач и полностью регулирует выполнение этого процесса. Кроме того, он контролирует работу фрикционной муфты и выступает связующим звеном с другими блоками управления.
Так, в случае поломки mechatronic, порой машина попросту не сможет сдвинуться с места.
Однако, даже если сбой кажется несерьезным, следует временно отказаться от активной эксплуатации авто и посетить специалистов. Сбои в работе модуля могут привести к размыканию сцеплений во время движения, а также стать причиной серьезной поломки. Не откладывайте ремонт и записывайтесь на визит в нашу мастерскую ‒ профессиональное обслуживание и адекватные расценки позволят Вам забыть о любых неисправностях.
