Застосування мехатронних систем у побутовій техніці. Автомобільні мехатронні пристрої

08.03.2020

Т ермін « мехатроніка» введений Tetsuro Moria (Тецуро Морі) інженером японської компанії Yaskawa Electric (Яскава електрик) у 1969 році.Термін складається з двох частин - "хутра", від слова механіка, і "троніка", від слова електроніка. У Росії її до виникнення терміна «мехатроніка» застосовувалися прилади під назвою «механотрони».

Мехатроніка - це прогресивний напрямок розвитку науки і техніки, орієнтований на створення та експлуатацію автоматичних та автоматизованих машин та систем з комп'ютерним (мікропроцесорним) управлінням їх рухом. Основним завданням мехатроніки є розробка та створення високоточних, високонадійних та багатофункціональних систем управління складними динамічними об'єктами. Найпростішими прикладами мехатроніки є гальмівна система автомобіля з АБС (антиблокувальною системою) та промислові верстати з ЧПУ.

Найбільшим у світовій підшипниковій галузі розробником та виробником мехатронних пристроїв є компаніяSNR. Компанія відома як піонер у галузі "сенсорних" підшипників, c технологія, що віддала “ноу-хау” c використанням багатополюсних магнітних кілець та вимірювальних компонентів інтегровані в механічні деталі. СамеSNRвперше запропонувала використовувати колісні підшипники з інтегрованим датчиком швидкості обертання на основі унікальної магнітної технологіїASB ® (Active Sensor Bearing), які в даний час є стандартом, визнаним та використовується майже всіма найбільшими автовиробниками в Європі та Японії. Вже вироблено понад 82 мільйони подібних пристроїв, а до 2010 року майже 50% всіх колісних підшипників у Світі, що випускаються різними виробниками, будуть використовувати технологію.ASB ®. Таке масове застосуванняASB ®зайвий раз доводить надійність цих рішень, що забезпечують високу точність вимірювання та передачі цифрової інформації в найагресивніших умовах (вібрації, бруд, великі перепади температур тощо).

Ілюстрація : SNR

Структура підшипника ASB ®

Основними перевагами технологійASB ®, що застосовуються в автомобілебудуванні, є:

це компактне та економічне рішення, що може використовуватися і на транспортних засобах нижчого цінового діапазону, а не тільки на дорогих автомобілях на відміну від багатьох інших конкурентних технологій,

це прогресивна технологія в дослідженні автомобільного комфорту та безпеки,

це головний елемент у концепції "повного контролю за шасі",

це відкритий стандарт, що забезпечує мінімальні витрати під час ліцензування виробництва виробниками підшипників та електронних компонентів.

Технологія ASB ®1997 року на виставці EquipAuto в Парижі отримала Перший Grand Prix у номінації "Нові технології для оригінального (конвеєрного) виробництва".

У 2005 році на EquipAuto SNRзапропонувала до огляду подальший розвитокASB ®– спеціальну систему з датчиком кута поворотуASB ® Steering System, призначена для вимірювання кута повороту кермового колеса, що дозволить оптимізувати роботу електронних систем автомобіля та збільшити рівень безпеки та комфорту. Розробка даної системи розпочалася у 2003 році, зусиллямиCONTINENTAL TEVESі SNR Roulements. 2004 року перші дослідні зразки були готові. Польове випробуванняASB ® Steering Systemпройшли у березні 2005 року у Швеції на автомобілях Mercedes C -Класу і показали чудові результати. У серійне виробництвоASB ® Steering Systemмає увійти у 2008 році.

Ілюстрація : SNR

ASB ® Steering System

Основними перевагамиASB ® Steering Systemстануть:

більш проста конструкція,

забезпечення малого рівня шуму,

менша собівартість,

оптимізація розмірів…

Маючи більш ніж 15-річний досвід розробки та виготовлення мехатронних пристроїв, компанія пропонує для клієнтів не тільки зі сфери автомобілебудування, а й промисловості та аерокосмонавтики. - "мехатронні" підшипникиSensor Line. Ці підшипники успадкували неперевершену надійність.ASB ®, повну інтеграцію та відповідність міжнародним стандартам ISO.

Розташований у самому центрі руху, датчикSensor Lineпередає інформацію про кутове зміщення та швидкість обертання протягом більше 32 періодів за один оборот. Таким чином, поєднуються функції підшипника та вимірювального пристрою, що позитивно позначається на компактності підшипника та обладнання в цілому, забезпечуючи при цьому конкурентно здатну ціну щодо стандартних рішень (на базі оптичних сенсорів).

Фото : SNR

включає:

Запатентоване багатодоріжне і багатополюсне магнітне кільце, що генерує магнітне поле певної форми;

Спеціальний електронний компонент MPS 32 XF перетворює інформацію про зміну магнітного поля на цифровий сигнал.

Фото : Torrington

Компоненти MPS 32 XF

Sensor Line Encoderможе досягати дозволу 4096 імпульсів за один оборот з радіусом читання всього 15 мм, забезпечуючи точність позиціонування більш ніж 0,1 °! Таким чином,Sensor Line Encoderу багатьох випадках може замінити стандартний оптичний кодуючий пристрій, при цьому надаючидодаткові функції.

Пристрій Sensor Line Encoderможе забезпечити отримання таких даних з високою точністю та надійністю:

кутове положення,

Швидкість,

напрямок обертання,

Кількість оборотів,

Температура.

Унікальні властивості нового пристроюSNRбули визнані у світі електроніки ще на стадії дослідних зразків. Спеціальний сенсор MPS 32 XF виграв головний приз Gold Award на виставці Sensor Expo 2001 р. в Чикаго (США).

В даний часSensor Line Encoderзнаходить своє застосування:

у механічних трансмісіях;

у конвеєрах;

у робототехніці;

у транспортних засобах;

у вантажопідйомниках;

у системах контролю, вимірювання та позиціонування.

Фото : SNR

Одним із подальших проектів, який має фінішувати у 2010-11 роках, єASB ® 3- Підшипник з інтегрованим датчиком моментів заснований на застосуванні тунельного магнітоопору. Використання технології тунельного магнітоопору дозволяє забезпечити:

високу чутливість датчика,

низькі енерговитрати,

кращий сигнал по відношенню до рівня шуму,

ширший температурний діапазон.

ASB ® 4, Вихід якого запланований на 2012-15 р.р., завершить відкриття ери інформаційних технологій для підшипникобудування. Вперше буде інтегрована система самодіагностики, що дозволить, наприклад, за температурою мастила підшипника або його вібрації дізнатися про стан підшипника.

Мехатронні модулі знаходять все ширше застосування різних транспортних системах.

Сучасний автомобіль в цілому є мехатронною системою, що включає механіку, електроніку, різні датчики, бортовий комп'ютер, який відстежує і регулює діяльність всіх систем автомобіля, інформує користувача і доводить управління від користувача до всіх систем. Автомобілебудування на сучасному етапі свого розвитку є однією з найперспективніших областей впровадження мехатронних систем через підвищений попит та зростаючу автомобілізацію населення, а також завдяки наявності конкурентної боротьби між окремими виробниками.

Якщо класифікувати сучасний автомобіль за принципом управління, він належить до антропоморфних пристроїв, т.к. його рух контролюється людиною. Вже зараз можна сказати, що в найближчому майбутньому автомобілебудування слід очікувати на появу автомобілів з можливістю автономного керування, тобто. з інтелектуальною системою керування рухом.

Жорстка конкуренція на автомобільному ринку змушує фахівців у цій галузі до пошуку нових передових технологій. На сьогоднішній день однією з головних проблем для розробників є створення «розумних» електронних пристроїв, здатних скоротити кількість дорожньо-транспортних пригод (ДТП). Підсумком роботи в цій галузі стало створення системи комплексної безпеки автомобіля (СКБА), яка здатна автоматично підтримувати задану дистанцію, зупиняти машину за червоного сигналу світлофора, попереджати водія про те, що він долає поворот на швидкості, вищій, ніж це допустимо законами фізики. Було розроблено навіть датчики удару з радіосигналізатором, який при наїзді автомобіля на перешкоду чи зіткнення викликає машину швидкої допомоги.

Всі ці електронні пристрої запобігання ДТП поділяються на дві категорії. Перша включає прилади в автомобілі, що діють незалежно від сигналів зовнішніх джерел інформації (інших автомобілів, інфраструктури). Вони обробляють інформацію, що надходить від бортового радіолокатора (радару). Друга категорія - системи, дія яких заснована на даних, отриманих від джерел інформації, розташованих поблизу дороги, зокрема від маяків, які збирають відомості про дорожню обстановку та передають їх за допомогою інфрачервоних променів у автомобілі.

СКБА об'єднала нове покоління перелічених вище пристроїв. Вона приймає як сигнали радара, так і інфрачервоні промені маяків, що «думають», а на додаток до основних функцій забезпечує безперервне і спокійне для водія рух на нерегульованих перетинах доріг і вулиць, обмежує швидкість руху на поворотах і в житлових районах межами встановлених швидкісних лімітів. Як усі автономні системи, СКБА вимагає, щоб автомобіль був обладнаний антиблокувальною системою гальм (АБС) та автоматичною коробкою передач.

СКБА включає лазерний далекомір, що постійно вимірює відстань між автомобілем і будь-якою перешкодою по ходу - рухомим або нерухомим. Якщо наїзд ймовірний, а водій не уповільнює швидкість, мікропроцесор дає команду скинути тиск на педаль акселератора, увімкнути гальма. Невеликий екран на панелі приладів спалахує попередження про небезпеку. За бажанням водія бортовий комп'ютер може встановлювати безпечну дистанцію в залежності від дорожнього покриття – вологого чи сухого.

СКБА (рис.5.22) здатна керувати автомобілем, орієнтуючись на білі лінії розмітки дорожнього покриття. Але для цього необхідно, щоб вони були чіткими, оскільки постійно «зчитуються» відеокамерою, що знаходиться на борту. Обробка зображення потім визначає положення машини щодо ліній, а електронна система відповідно до цього впливає на кермо.

Бортові приймачі інфрачервоного проміння СКБА діють за наявності передавачів, розміщених через певні інтервали вздовж проїжджої дороги. Промені поширюються прямолінійно і на невелику відстань (приблизно до 120 м), а дані, що передаються закодованими сигналами, неможливо заглушити, ні спотворити.

Мал. 5.22. Система комплексної безпеки автомобіля: 1 – приймач інфрачервоних променів; 2 – датчик погоди (дощ, вологість); 3 - привід дросельної заслінки системи живлення; 4 – комп'ютер; 5 - допоміжний електроклапан у приводі гальм; 6 – АБС; 7 - далекомір; 8 – автоматична коробка передач; 9 – датчик швидкості автомобіля; 10 - допоміжний електроклапан рульового управління; 11 - датчик акселератора; 12 - датчик кермового управління; 13 - стіл-сигнал; 14 – комп'ютер електронного бачення; 15 – телевізійна камера; 16 – екран.

На рис. 5.23 представлений датчик погоди фірми Boch. Залежно від моделі всередину поміщають інфрачервоний світлодіод і один – три фотоприймачі. Світлодіод випромінює невидимий промінь під гострим кутом до поверхні вітрового скла. Якщо на вулиці сухо, весь світ відбивається назад і потрапляє на фотоприймач (розрахована оптична система). Оскільки промінь модульований імпульсами, то на стороннє світло датчик не зреагує. Але якщо на склі є краплі або шар води, умови заломлення змінюються і частина світла йде в простір. Це фіксується сенсором, і контролер розраховує потрібний режим роботи склоочисника. Принагідно даний прилад може закрити електролюк у даху, підняти шибки. Датчик має ще 2 фотоприймачі, які інтегровані в загальний корпус із датчиком погоди. Перший призначений для автоматичного включення фар, коли сутеніє або автомобіль в'їжджає в тунель. Другий, перемикає "далеке" і "ближнє" світло. Чи задіяні ці функції, залежить від конкретної моделі автомобіля.

Рис.5.23. Принцип роботи датчика погоди

Антиблокувальні гальмівні системи (АБС), необхідні компоненти - датчики швидкості колеса, електронний процесор (блок управління), сервоклапани, гідравлічний насос з електричним приводом і акумулятор тиску. Деякі ранні АБС були "триканальні", тобто. керували передніми гальмівними механізмами індивідуально, але повністю гальмували всі задні гальмівні механізми при початку блокування будь-якого із задніх коліс. Це заощаджувало деяку кількість вартості та ускладнення конструкції, але дало нижчу ефективність у порівнянні з повною чотириканальною системою, в якій кожен гальмівний механізм керується індивідуально.

АБС має багато спільного з протибуксовувальною системою (ПБС), чия дія могла б розглядатися як "АБС навпаки", так як ПБС працює за принципом виявлення моменту початку швидкого обертання одного з коліс в порівнянні з іншим (моменту початку пробуксовування) та подачі сигналу на пригальмовування цього колеса. Датчики швидкості колеса можуть бути загальними, і тому найбільш ефективний спосіб запобігати пробуксовування ведучого колеса зменшенням його швидкості полягає в тому, щоб застосувати миттєву (і, якщо необхідно, повторну) дію гальма, гальмівні імпульси можуть бути отримані від блоку клапанів АБС. Насправді, якщо є АБС, це все, що потрібно, щоб забезпечити і ПБС - плюс деяке додаткове програмне забезпечення і додатковий блок управління, щоб зменшити при необхідності крутний момент двигуна або скоротити кількість палива, що підводиться, або здійснити пряме втручання в систему управління педаллю газу .

На рис. 5.24 представлена схема електронної системи живлення автомобіля: 1 – реле запалювання; 2 – центральний перемикач; 3 – акумуляторна батарея; 4 - нейтралізатор відпрацьованих газів; 5 – датчик кисню; 6 – повітряний фільтр; 7 – датчик масової витрати повітря; 8 – колодка діагностики; 9 – регулятор холостого ходу; 10 - датчик положення дросельної заслінки; 11 - дросельний патрубок; 12 – модуль запалення; 13 - датчик фаз; 14 – форсунка; 15 – регулятор тиску палива; 16 - датчик температури ОЖ; 17 – свічка; 18 - датчик положення колінвалу; 19 – датчик детонації; 20 - паливний фільтр; 21 - контролер; 22 - датчик швидкості; 23 – паливний насос; 24 – реле включення паливного насоса; 25 – бензобак.

Мал. 5.24. Спрощена схема системи упорскування

Однією зі складових частин СКБА є подушка безпеки (див. рис.5.25), елементи якої розміщені в різних частинах автомобіля. Інерційні датчики, що знаходяться в бампері, біля моторного щита, у стійках або в районі підлокітника (залежно від моделі автомобіля), у разі аварії надсилають сигнал на електронний блок управління. У більшості сучасних СКБА фронтальні датчики розраховані на силу удару на швидкості від 50 км/год. Бічні спрацьовують за більш слабких ударів. Від електронного блоку управління сигнал слідує на основний модуль, який складається з компактно покладеної подушки, з'єднаної з газогенератором. Останній є таблеткою діаметром близько 10 см і товщиною близько 1 см з кристалічною азотгенеруючою речовиною. Електричний імпульс підпалює в «таблетці» піропатрон або плавить дріт, і кристали зі швидкістю вибуху перетворюються на газ. Весь описаний процес відбувається дуже швидко. "Середня" подушка наповнюється за 25 мс. Поверхня подушки європейського стандарту мчить назустріч грудній клітці та особі зі швидкістю близько 200 км/год, а американського – близько 300. Тому в машинах, обладнаних подушкою безпеки, виробники настійно радять пристібатися та не сидіти впритул до керма чи торпедо. У найбільш «просунутих» системах є пристрої, що ідентифікують наявність пасажира або дитячого крісла і, відповідно, або відключають, або коригують ступінь надування.

Рис.5.25 Автомобільна подушка безпеки:

1 - натяжний пристрій ременя безпеки; 2 – надувна подушка безпеки; 3 – надувна подушка безпеки; для водія; 4 – блок управління та центральний датчик; 5 – виконавчий модуль; 6 – інерційні датчики

Більш детально із сучасною автомобільною МС можна ознайомитись у посібнику.

Крім звичайних автомобілів, велика увага приділяється створенню легких транспортних засобів (ЛТС) з електроприводом (іноді їх називають нетрадиційними). До цієї групи транспортних засобів належать електровелосипеди, ролери, інвалідні візки, електромобілі з автономними джерелами живлення. Розробку таких мехатронних систем веде Науково-інженерний центр "Мехатроніка" у кооперації із низкою організацій. ЛТС є альтернативою транспорту з двигунами внутрішнього згоряння та використовуються нині в екологічно чистих зонах (лікувально-оздоровчих, туристичних, виставкових, паркових комплексах), а також у торгових та складських приміщеннях. Технічна характеристика дослідного зразка електровелосипеда:

Максимальна швидкість 20 км/год,

Номінальна потужність приводу 160 Вт,

Номінальна частота обертання 160 об/хв,

Максимальний момент, що крутить, 18 Нм,

Вага двигуна 4.7 кг,

Акумуляторна батарея 36В, 6 А*год,

Рух в автономному режимі – 20 км.

Основою для створення ЛТС є мехатронні модулі типу "мотор-колесо" на базі, як правило, високомоментних електродвигунів.

Морський транспорт.МС знаходять все більш широке застосування для інтенсифікації праці екіпажів морських і річкових суден, пов'язаних з автоматизацією та механізацією основних технічних засобів, до яких належать головна енергетична установка з обслуговуючими системами та допоміжними механізмами, електроенергетична система, загальносуднові системи, кермові пристрої та двигуни.

Комплексні автоматичні системи утримання судна на заданій траєкторії (СУЗТ) або судна, призначеного для дослідження Світового океану, на заданій лінії профілю (СУЗП) належать до систем, які забезпечують третій рівень автоматизації управління. Застосування таких систем дозволяє:

Підвищити економічну ефективність морських транспортних перевезень за рахунок реалізації найкращої траєкторії, руху судна з урахуванням навігаційних та гідрометеорологічних умов плавання;

Підвищити економічну ефективність океанографічних, гідрографічних та морських геологорозвідувальних робіт за рахунок збільшення точності утримання судна на заданій лінії профілю, розширення діапазону вітрохвильових збурень, при яких забезпечується необхідна якість управління, та збільшення робочої швидкості судна;

Вирішувати задачі реалізації оптимальної траєкторії руху судна під час розходження з небезпечними об'єктами; підвищити безпеку мореплавання поблизу навігаційних небезпек за рахунок точнішого управління рухом судна.

Комплексні автоматичні системи управління рухом за заданою програмою геофізичних досліджень (АСУД) призначені для автоматичного виведення судна на лінію профілю, автоматичного утримання геолого-геофізичного судна на досліджуваній лінії профілю, маневрування при переходах з однієї лінії профілю на іншу. Ця система дозволяє підвищити ефективність і якість морських геофізичних досліджень.

У морських умовах неможливе застосування звичайних методів попередньої розвідки (пошукова партія або детальна аерофотозйомка), тому найбільшого поширення набув сейсмічний метод геофізичних досліджень (рис. 5.26). Геофізичне судно 1 буксирує на кабель-тросі 2 пневматичну гармату 3, що є джерелом сейсмічних коливань, кінсовий буй 5 визначають. порід.

Рис.5.26. Схема проведення геофізичних досліджень.

Для отримання достовірної геофізичної інформації судно повинне утримуватися на заданому положенні щодо дна (лінії профілю) з високою точністю, незважаючи на малу швидкість руху (3-5 уз) та наявність пристроїв, що буксируються, значної довжини (до 3 км) з обмеженою механічною міцністю.

Фірмою «Анжутц» розроблено комплексовану МС, що забезпечує утримання судна на заданій траєкторії. На рис. 5.27 представлена структурна схема цієї системи, до якої входять: гірокомпас 1; лаг 2; прилади навігаційних комплексів, що визначають положення судна (два та більше) 3; авторульовий 4; міні-ЕОМ 5 (5а - інтерфейс, 5б - центральний пристрій, 5в - центральний процесорний блок); зчитувач перфострічки 6; графобудівник 7; дисплей 8; клавіатура 9; кермова машина 10.

За допомогою системи можна автоматично вивести судно на запрограмовану траєкторію, яка задається оператором за допомогою клавіатури, що визначає географічні координати точок повороту. У цій системі незалежно від інформації, що надходить від однієї групи приладів традиційного радіонавігаційного комплексу або пристроїв супутникового зв'язку, що визначає положення судна, обчислюються координати ймовірного положення судна за даними, що видаються гірокомпасом і лагом.

Рис.5.27. Структурна схема комплексної МС утримання судна на заданій траєкторії

Управління курсом з допомогою аналізованої системи здійснюється авторулевим, на вхід якого надходить інформація про величину заданого курсу ψзад, що формується міні-ЕОМ з урахуванням помилки за станом судна. Система зібрана у пульті управління. У верхній частині розміщено дисплей з органами налаштування оптимального зображення. Нижче на похилому полі пульта розташований авторулевий з рукоятками управління. На горизонтальному полі пульта знаходиться клавіатура, за допомогою якої здійснюється введення програм міні-ЕОМ. Тут же розміщений перемикач, за допомогою якого вибирається режим керування. У цокольній частині пульта розташовані міні-ЕОМ та інтерфейс. Вся периферійна апаратура розміщується на спеціальних підставках чи інших пультах. Система, що розглядається, може працювати в трьох режимах: «Курс», «Монітор» і «Програма». У режимі «Курс» здійснюється утримання заданого курсу за допомогою авторуля за показаннями гірокомпасу. Режим "Монітор" вибирається тоді, коли готується перехід на режим "Програма", коли цей режим припиняється або коли перехід за цим режимом закінчено. На режим "Курс" переходять, коли виявляються несправності міні-ЕОМ, джерел живлення чи радіонавігаційного комплексу. У цьому режимі авторулева працює незалежно від міні-ЕОМ. У режимі «Програма» відбувається керування курсом за даними радіонавігаційних приладів (датчиків положення) або гірокомпас.

Обслуговування системи утримання судна ЗТ здійснюється оператором з пульта. Вибір групи датчиків для визначення положення судна здійснюється оператором за рекомендаціями на екрані дисплея. У нижній частині екрана наводиться список всіх дозволених для цього режиму команд, які можуть вводитись за допомогою клавіатури. Випадкове натискання будь-якої забороненої клавіші блокується ЕОМ.

Авіаційна техніка.Успіхи, досягнуті у розвитку авіаційної та космічної техніки з одного боку та необхідність зниження вартості цільових операцій з іншого, стимулювали розробки нового виду техніки – дистанційно пілотованих літальних апаратів (ДПЛА).

На рис. 5.28 представлена структурна схема системи дистанційного керування польотом ДПЛА – HIMAT. Основний компонент системи дистанційного пілотування HIMAT є наземний пункт дистанційного керування. Параметри польоту ДПЛА надходять у наземний пункт по лінії радіозв'язку від літального апарату, приймаються та декодуються станцією обробки телеметрії та передаються до наземної частини обчислювальної системи, а також на прилади індикації інформації у наземному пункті управління. Крім цього, з борту ДПЛА надходить картина зовнішнього огляду, що відображається за допомогою телевізійної камери. Телевізійне зображення, що висвічується на екрані наземного робочого місця людини-оператора, використовується для управління літальним апаратом при повітряних маневрах, заході на посадку і при посадці. Кабіна наземного пункту дистанційного керування (робоче місце оператора) обладнана приладами, що забезпечують індикацію інформації про політ та стан апаратури комплексу ДПЛА, а також засобами для керування літальним апаратом. Зокрема, у розпорядженні людини-оператора є ручки та педалі управління літальним апаратом по крену та тангажу, а також ручка керування двигуном. При виході з ладу основної системи керування подача команд системи керування відбувається за допомогою спеціального пульта дискретних команд оператора ДПЛА.

Рис.5.28. Система дистанційного пілотування ДПЛА HIMAT:

носій В-52; 2 – резервна система управління літаком TF-104G; 3 – лінія телеметричного зв'язку із землею; 4 – ДПЛА HIMAT; 5 – лінії телеметричного зв'язку з ДПЛА; 5 – наземний пункт дистаційного пілотування

Як автономна навігаційна система, що забезпечує числення шляху, використовуються доплерівські вимірювачі шляхової швидкості та кута зносу (ДПСС). Така навігаційна система використовується спільно з курсовою системою, що вимірює курс датчиком вертикалі, що формує сигнали крену та тангажу, і бортовий ЕОМ, що реалізує алгоритм числення шляху. У сукупності ці пристрої утворюють доплерівську систему навігації (див. рис.5.29). Щоб підвищити надійність і точність вимірювання поточних координат літального апарату, ДИСС може поєднуватися з вимірювачами швидкості

Рис.5.29. Схема доплерівської навігаційної системи

Мініатюризація електронних елементів, створення та серійний випуск спеціальних типів датчиків та індикаторних пристроїв, що надійно працюють у важких умовах, а також різке здешевлення мікропроцесорів (у тому числі й спеціально призначених для автомобілів) створили умови для перетворення транспортних засобів на МС досить високого рівня.

Високошвидкісний наземний транспорт на магнітному підвісі є наочним прикладом сучасної мехатронної системи. Поки що єдина у світі комерційна транспортна система такого роду введена в експлуатацію в Китаї у вересні 2002 р. і з'єднує міжнародний аеропорт Пудонг із центром міста Шанхай. Система була розроблена, виготовлена та випробувана у Німеччині, після чого вагони поїзда були переправлені до Китаю. Напрямний шлях, розташований на високій естакаді, виготовлявся дома у Китаї. Потяг розганяється до швидкості 430 км/год і пролітає шлях завдовжки 34 км за 7 хвилин (максимальна швидкість може досягати 600 км/год). Потяг ширяє над напрямним шляхом, тертя про шлях відсутнє, і основний опір руху надає повітря. Тому поїзду надано аеродинамічної форми, стики між вагонами закриті (рис.5.30).

Щоб у разі аварійного відключення електроживлення поїзд не впав на напрямний шлях, у ньому передбачені потужні акумуляторні батареї, енергії яких достатньо для плавної зупинки поїзда.

За допомогою електромагнітів відстань між поїздом та напрямним шляхом (15 мм) під час руху витримується з точністю до 2 мм, що дозволяє повністю виключити вібрацію вагонів навіть на максимальній швидкості. Кількість та параметри підтримуючих магнітів є комерційною таємницею.

Мал. 5.30. Потяг магнітним підвісом

Транспортна система на магнітному підвісі повністю управляється комп'ютером, так як на такій високій швидкості людина не встигає реагувати на ситуації, що виникають. Комп'ютер керує і розгоном-гальмуванням поїзда, враховуючи також повороти колії, тому пасажири не відчувають дискомфорту при прискореннях.

Описана транспортна система відрізняється високою надійністю та небувалою чіткістю виконання розкладу руху. За три перші роки експлуатації було перевезено понад 8 мільйонів пасажирів.

На сьогоднішній день лідерами в технології маглів (використовуване на Заході скорочення від слів «магнітна левітація») є Японія та Німеччина. У Японії маглев поставив світовий рекорд швидкості рейкового транспорту – 581 км/год. Але далі встановлення рекордів Японія поки не просунулась, поїзди курсують лише експериментальними лініями в префектурі Яманасі, загальною протяжністю близько 19 км. У Німеччині розвитком технології маглів займається компанія Transrapid. Хоча в самій Німеччині комерційна версія магльова не прижилася, потяги експлуатуються на випробувальному полігоні в Емсланді компанією Transrapid, яка вперше у світі успішно реалізувала комерційну версію маглів у Китаї.

Як приклад вже існуючих транспортних мехатронних систем (ТМС) з автономним керуванням можна навести машину-робота компанії VisLab та лабораторії машинного зору та інтелектуальних систем університету Парми.

Чотири машини-робота пройшли безпрецедентний для автономних транспортних засобів шлях за 13 тисяч кілометрів від італійської Парми до Шанхаю. Цей експеримент мав стати жорстким тестом для інтелектуальної системи автономного водіння ТМС. Її випробування проходило і в міському трафіку, наприклад, у Москві.

Машини-роботи були побудовані з урахуванням мікроавтобусів (рис.5.31). Від звичайних машин вони відрізнялися не лише автономним керуванням, а й чистою електротягою.

Мал. 5.31. Автомобіль з автономним керуванням компанії VisLab

На даху ТМС були розташовані сонячні батареї для живлення критично важливого обладнання: робототехнічної системи, що обертає кермо і тисне на педалі газу та гальма, так і комп'ютерних компонентів машини. Іншу енергію постачали електричні розетки під час подорожі.

Кожен автомобіль-робот був оснащений чотирма лазерними сканерами спереду, двома парами стереокамер, що дивляться вперед і назад, трьома камерами, що охоплюють 180-градусний сектор огляду в передній «напівсфері» і системою супутникової навігації, а також набором комп'ютерів і програм у тих чи інших ситуаціях.

Ще один приклад транспортної мехатронної системи з автономним керуванням – це роботизований електромобіль RoboCar MEV-C японського підприємства ZMP (рис.5.32).

Рис.5.32. Роботизований електромобіль RoboCar MEV-C

Виробник позиціонує цю ТМС як машину для подальших передових розробок. До складу пристрою автономного управління входять такі компоненти: стереокамера, 9-вісний бездротовий датчик руху, GPS-модуль, сенсор температури та вологості, лазерний далекомір, чіпи Bluetooth, Wi-Fi та 3G, а також протокол CAN, який координує спільну роботу всіх компонентів . Розміри RoboCar MEV-C становлять 2,3 х 1,0 х 1,6 м, він важить 310 кг.

Сучасним представником транспортної мехатронної системи є трансскутер, що належить до класу легких транспортних засобів з електроприводом.

Трансскутери – новий різновид багатофункціональних наземних транспортних засобів, що трансформуються, індивідуального користування з електроприводом, переважно призначених для осіб з обмеженими фізичними можливостями (рис.5.33). Основною відмінністю трансскутера від інших наземних транспортних засобів є можливість прохідності по сходових маршах і реалізації принципу багатофункціональності, а значить, і трансформованості в широкому діапазоні.

Мал. 5.33. Зовнішній вигляд одного із зразків трансскутера сімейства «Кенгуру»

Двигун трансскутера виконаний з урахуванням мехатронного модуля типу «мотор-колесо». Функції та, відповідно, конфігурації, що забезпечуються трансскутерами сімейства «Кенгуру», такі (рис.5.34):

- "Скутер" - рух з великою швидкістю на довгій базі;

- «Крісло» – маневрування на короткій основі;

- "Баланс" - рух стоячи в режимі гіростабілізації на двох колесах;

- «Компакт-вертикаль» – рух стоячи на трьох колесах у режимі гіростабілізації;

- "Поребрик" - подолання поребрика відразу стоячи або сидячи (окремі моделі мають додаткову функцію "Косий поребрик" - подолання поребрика під кутом до 8 градусів);

- «Сходи вгору» - підйом сходами переднім ходом, сидячи або стоячи;

- «Сходи вниз» – спуск сходами переднім ходом, сидячи;

- "За столом" - низька посадка, ноги на підлозі.

Мал. 5.34. Основні зміни трансскутера з прикладу однієї з варіантів його виконання

У складі трансскутера в середньому 10 компактних високомоментних електроприводів із мікропроцесорним керуванням. Всі приводи однотипні - вентильні двигуни постійного струму, керовані сигналами з датчиків Холла.

Для управління такими апаратами використається багатофункціональна мікропроцесорна система управління (СУ) з бортовим комп'ютером. Архітектура системи керування трансскутером є дворівневою. Нижній рівень – обслуговування безпосередньо самого приводу, верхній рівень – узгоджена робота приводів за заданою програмою (алгоритмом), тестування та контроль роботи системи та датчиків; зовнішній інтерфейс – віддалений доступ. Як контролер верхнього рівня (бортовий комп'ютер) використовується PCM-3350 фірми Advantech, виконаний у форматі PC/104. Як контролер нижнього рівня – спеціалізований мікроконтролер TMS320F2406 фірми Texas Instruments для керування електродвигунами. Загальна кількість контролерів нижнього рівня, які відповідають за роботу окремих блоків, – 13: десять контролерів керування приводами; контролер рульової головки, що відповідає також за індикацію інформації, що виводиться на дисплей; контролер визначення залишкової ємності акумуляторної батареї; контролер заряду та розряду акумуляторної батареї. Обмін даними між бортовим комп'ютером трансскутера та периферійними контролерами підтримується по загальній шині з CAN-інтерфейсом, що дозволяє мінімізувати кількість провідників та досягти реальної швидкості передачі даних 1 Мбіт/с.

Завдання бортового комп'ютера: керування електроприводами, обслуговування команд від кермової головки; розрахунок та виведення на індикацію залишкового заряду акумуляторної батареї; вирішення траєкторної задачі для пересування сходами; можливість віддаленого доступу. За допомогою бортового комп'ютера реалізуються такі програми:

Розгону та гальмування скутера з керованим прискоренням/уповільненням, яке персонально адаптується для користувача;

Програма, що реалізує алгоритм роботи задніх коліс при поворотах;

Поздовжньої та поперечної гіростабілізації;

Подолання поребрика вгору та вниз;

Рухи сходами вгору і вниз,

Адаптації до розмірів сходів;

Ідентифікація параметрів сходів;

Зміни колісної бази (від 450 до 850 мм);

Моніторинг датчиків скутера, блоків управління приводами, акумуляторної батареї;

Емуляції на основі показань датчиків роботи паркувального радара;

Віддалений доступ до керуючих програм, зміни параметрів налаштування через Інтернет.

Трансскутер має у своєму складі 54 датчики, що дозволяють йому пристосуватися до навколишнього середовища. Серед них: датчики Холла, вбудовані у вентильні електродвигуни; абсолютні датчики кута, що визначають положення складових частин трансскутера; резистивний датчик повороту керма; інфрачервоний датчик відстані для паркувального радара; інклінометр, що дозволяє визначати нахил скутера під час руху; акселерометр і датчик кутової швидкості, що служать для управління гіростабілізацією; радіочастотний приймач для дистанційного керування; резистивний датчик лінійного переміщення для визначення положення крісла щодо рами; шунти для вимірювання струму двигунів та залишкової ємності акумулятора; потенціометричний задатчик швидкості руху; тензометричний датчик ваги для контролю розважування апарату.

Загальна блок-схема СУ представлена на рис.5.35.

Мал. 5.35. Блок-схема СУ трансскутером сімейства "Кенгуру"

Умовні позначення:

RMC – абсолютні датчики кута; ДХ – датчики Холла; БО – блок управління; РКІ – рідкокристалічний індикатор; МКЛ - мотор-колесо ліве; МКП - мотор-колесо праве; BMS – система керування харчуванням; LAN – порт для зовнішнього підключення бортового комп'ютера з метою програмування, налаштування тощо; Т – гальмо електромагнітне.

До основних переваг мехатронних пристроїв у порівнянні з традиційними засобами автоматизації слід віднести:

Відносно низьку вартість завдяки високому ступеню інтеграції, уніфікації та стандартизації всіх елементів та інтерфейсів;

Висока якість реалізації складних та точних рухів унаслідок застосування методів інтелектуального управління;

Високу надійність, довговічність та схибленість;

Конструктивну компактність модулів (аж до мініатюризації та мікромашин);

Поліпшені масогабаритні та динамічні характеристики машин унаслідок спрощення кінематичних ланцюгів;

Можливість комплексування функціональних модулів у складні мехатронні системи та комплекси під конкретні завдання замовника.

Обсяги світового виробництва мехатронних пристроїв щорічно збільшуються, охоплюючи нові сфери. Сьогодні мехатронні модулі та системи знаходять широке застосування у таких областях:

Верстатобудування та обладнання для автоматизації технологічних процесів;

Робототехніка (промислова та спеціальна);

Авіаційна, космічна та військова техніка;

Автомобілебудування (наприклад, антиблокувальні системи гальм, системи стабілізації руху автомобіля та автоматичного паркування);

Нетрадиційні транспортні засоби (електровелосипеди, вантажні візки, електроролери, інвалідні візки);

Офісна техніка (наприклад, копіювальні та факсимільні апарати);

Елементи обчислювальної техніки (наприклад, принтери, плотери, дисководи);

Медичне обладнання (реабілітаційне, клінічне, сервісне);

Побутова техніка (пральні, швейні, посудомийні та інші машини);

Мікромашини (для медицини, біотехнології, засобів зв'язку та телекомунікації);

Контрольно-вимірювальні пристрої та машини;

Фото- та відеотехніка;

Тренажери для підготовки пілотів та операторів;

Шоу-індустрія (системи звукового та світлового оформлення).

Безперечно, цей список може бути розширений.

Стрімкий розвиток мехатроніки в 90-х роках як нового науково-технічного спрямування обумовлений трьома основними факторами:

Нові тенденції світового індустріального розвитку;

Розвиток фундаментальних основ та методології мехатроніки (базові наукові ідеї, принципово нові технічні та технологічні рішення);

Активність фахівців у науково-дослідній та освітній сферах.

Сучасний етап розвитку автоматизованого машинобудування в нашій країні відбувається в нових економічних реаліях, коли стоїть питання про технологічну спроможність країни та конкурентоспроможність своєї продукції.

Можна виділити такі тенденції зміни у ключових вимогах світового ринку в даній галузі:

Необхідність випуску та сервісу обладнання відповідно до міжнародної системи стандартів якості, сформульованих у стандартах ISOсерії 9000 ;

Інтернаціоналізація ринку науково-технічної продукції і, як наслідок, необхідність активного впровадження у практику форм та методів
міжнародного інжинірингу та трансферу технологій;

Підвищення ролі малих і середніх виробничих підприємств в економіці завдяки їх здатності до швидкого і гнучкого реагування на вимоги ринку, що змінюються;

Бурхливий розвиток комп'ютерних систем та технологій, засобів телекомунікації (у країнах ЄЕС у 2000 році 60% зростання Сукупного Національного Продукту відбулося саме за рахунок цих галузей); прямим наслідком цієї загальної тенденції є інтелектуалізація систем керування механічним рухом та технологічними функціями сучасних машин.

Як основна класифікаційна ознака в мехатроніці є доцільним прийняти рівень інтеграції складових елементів.Відповідно до цієї ознаки можна розділяти мехатронні системи за рівнями або поколіннями, якщо розглядати їх появу на ринку наукомісткої продукції історично мехатронні модулі першого рівня являють собою об'єднання лише двох вихідних елементів. Типовим прикладом модуля першого покоління може бути "мотор-редуктор", де механічний редуктор і керований двигун випускаються як єдиний функціональний елемент. Мехатронні системи на основі цих модулів знайшли широке застосування під час створення різних засобів комплексної автоматизації виробництва (конвеєрів, транспортерів, поворотних столів, допоміжних маніпуляторів).

Мехатронні модулі другого рівня з'явилися у 80-х роках у зв'язку з розвитком нових електронних технологій, які дозволили створити мініатюрні датчики та електронні блоки для обробки їх сигналів. Об'єднання приводних модулів із зазначеними елементами призвело до появи мехатронних модулів руху, склад яких повністю відповідає введеному вище визначенню, коли досягнуто інтеграції трьох пристроїв різної фізичної природи: 1) механічних, 2) електротехнічних та 3) електронних. На базі мехатронних модулів даного класу створено 1) керовані енергетичні машини (турбіни та генератори), 2) верстати та промислові роботи з числовим програмним управлінням.

Розвиток третього покоління мехатронних систем обумовлено появою над ринком порівняно недорогих мікропроцесорів і контролерів з їхньої основі і спрямовано інтелектуалізацію всіх процесів, які у мехатронної системі, насамперед процесу управління функціональними рухами машин і агрегатів. Одночасно йде розробка нових принципів та технології виготовлення високоточних та компактних механічних вузлів, а також нових типів електродвигунів (насамперед високомоментних безколекторних та лінійних), датчиків зворотного зв'язку та інформації. Синтез нових 1) прецизійних, 2) інформаційних та 3) вимірювальних наукомістких технологій дає основу для проектування та виробництва інтелектуальних мехатронних модулів та систем.

Надалі мехатронні машини та системи об'єднуватимуться у мехатронні комплекси на базі єдиних інтеграційних платформ. Мета створення таких комплексів - домогтися поєднання високої продуктивності і одночасно гнучкості техніко-технологічного середовища за рахунок можливості її реконфігурації, що дозволить забезпечити конкурентоспроможність і високу якість продукції, що випускається.

Сучасні підприємства, які приступають до розробки та випуску мехатронних виробів, повинні вирішити в цьому плані такі основні завдання:

Структурна інтеграція підрозділів механічного, електронного та інформаційного профілів (які, як правило, функціонували автономно та роз'єднано) у єдині проектні та виробничі колективи;

Підготовка "мехатронно-орієнтованих" інженерів та менеджерів, здатних до системної інтеграції та керівництва роботою вузькопрофільних фахівців різної кваліфікації;

Інтеграція інформаційних технологій із різних науково-технічних областей (механіка, електроніка, комп'ютерне управління) до єдиного інструментарію для комп'ютерної підтримки мехатронних завдань;

Стандартизація та уніфікація всіх використовуваних елементів та процесів при проектуванні та виробництві МС.

Вирішення перерахованих проблем найчастіше вимагає подолання сформованих на підприємстві традицій в управлінні та амбіцій менеджерів середньої ланки, які звикли вирішувати лише свої вузькопрофільні завдання. Саме тому середні та малі підприємства, які можуть легко та гнучко варіювати свою структуру, виявляються більш підготовленими до переходу на виробництво мехатронної продукції.

Подібна інформація.

Автомобільний транспорт відіграє у суспільстві транспортної системи країни, господарстві. Автомобіль широко використовується для підвезення вантажів до залізниць, річкових та морських причалів, обслуговування промислових торгових підприємств, працівників сільського господарства, забезпечує перевезення пасажирів. Перед автомобільного транспорту припадає близько половини пасажирських і вантажоперевезень (рис. 12.1)

Малюнок 12.1– Розподіл транспортних перевезень

Пройшло буквально сто з невеликим років з моменту появи першого автомобіля, а вже немає практично сфери діяльності, в якій би він не використовувався. Тому автомобільна промисловість економіки розвинених країн є нині провідною галуззю машинобудування. На це є причини:

По-перше, людям з кожним днем потрібно все більше автомобілів для вирішення різних господарських завдань;

По-друге, ця промисловість є наукомісткою та високотехнологічною. Вона «тягне» за собою багато інших галузей, підприємства яких виконують її численні замовлення. Інновації, що впроваджуються в автомобільній промисловості, неминуче змушують ці галузі вдосконалювати свої виробництва. У силу того, що таких галузей досить багато, то в результаті спостерігається підйом усієї промисловості, а, отже, і економіки загалом;

По-третє, автомобільна промисловість у всіх розвинених країнах належить до найбільш прибуткових галузей народного господарства, оскільки вона сприяє підвищенню товарообігу і приносить у державну скарбницю чималі доходи з допомогою продажу на внутрішньому, і на світовому ринку;

По-четверте, автомобільна промисловість є стратегічно важливою галуззю. Розвиток цієї галузі робить країну економічно сильною і тому незалежнішою. Широке використання найкращих зразків автомобільної техніки в армії, безперечно, підвищує оборонну міць країни.

Зараз в автомобільній промисловості існує низка тенденцій, які свідчать про її важливість та значення, а також суміжних із нею галузей в економіці промислово розвинених країн. Спостерігається абсолютно новий підхід до технічного розвитку автомобіля, організації та технології його виробництва. Науково-технічні тенденції полягають у зменшенні витрат палива та зниженні шкідливих викидів, розробці надлегкого автомобіля, підвищенні безпеки, якості, надійності та довговічності, а також розвитку інтелектуальних автомобільно-дорожніх систем.

Розвиток мехатроніки в автомобілях (рис. 12.2) та на виробничих машинах має свої особливості. В автомобілях експансія автоматики, а отже, і мехатроніки, почалася переважно у сфері пристроїв комфорту. Першим з мехатронних агрегатів, як це історично повелося, там став двигун із системою паливоподачі та автоматикою її регулювання. Другим – система силового керування навісним пристроєм (EHR), світовим лідером у виробництві якої фірма Bosch. Третім – трансмісія. Тут процес почався з появи механічних трансмісій із перемиканням ступенів під навантаженням. Там з'явилися гідравлічні, потім електрогідравлічні пристрої перемикання, та був і електронна автоматика управління перемиканнями. Західні фірми (Німецька ZF та інші) почали постачати автомобільним заводам і виробляти на продаж трансмісії у такому саме повному комплекті

Сила та вигода мехатронного виконання агрегатів особливо яскраво видно на прикладі трансмісій, які за наявності та відсутності автоматики управління при однакових інших компонентах комплексу виявляють разючий контраст у характеристиках як їх самих, так і обладнаних ними автомобілів. У мехатронному вигляді вони забезпечують на порядок вигідніші характеристики практично за всіма показниками роботи машин: технічним, економічним та ергономічним.

Порівнюючи мехатронні комплекси з їх не мехатронними прообразами за технічною досконалістю легко побачити, що перші значно перевершують останні, не тільки за загальними показниками, але й за рівнем та якістю проектування. Не дивно: синергічний ефект проявляється у кінцевому продукті, а й у процесі проектування внаслідок нового підходу до проектування.

Малюнок 12.2– Класифікація мехатронних систем автомобіля

При керуванні роботою двигуна автомобіля застосовують різні системи:

- AVCS (Active Valve Control System)- система регулювання фаз газорозподілу на автомобілях Subaru змінює висоту підйому клапанів залежно від миттєвого навантаження двигуна. Common Rail(Nissan) - система упорскування, що подає паливо в циліндри через загальну магістраль під високим тиском. Відрізняється рядом переваг, завдяки яким водіння приносить водієві більше задоволення: для дизелів з Common Rail характерні одночасно відмінна прийомистість і низька витрата палива, що позбавляє необхідності часто зупинятися на заправках.

- GDI- Gasoline Direct Injection, що можна перевести як "двигун з безпосереднім упорскуванням палива", тобто паливо на такому двигуні впорскується не у впускний колектор, а прямо в циліндри двигуна. M-Fire- система управління процесом згоряння - суттєво знижується димність відпрацьованих газів та вміст у них окислів азоту при одночасному збільшенні потужності та зниженні рівня шуму.

- MIVEC(Mitsubishi) - оптимально управляє моментом відкриття впускних клапанів відповідно до умов роботи двигуна, що покращує стабільність роботи двигуна на холостому ходу, потужнісні та моментні характеристики для всього робочого діапазону.

- VTEC(Honda) - Система змінних фаз газорозподілу. Застосовуються для покращення характеристик крутного моменту в широкому діапазоні обертів, а також для покращення економічності та екологічних характеристик двигуна. Також застосовується на автомобілях Mazda.

- DPS- Dual Pump System - два масляні насоси, з'єднані послідовно (тобто один за одним). При рівній частоті обертання обох масляних насосів має "рівномірна" циркуляція олії, тобто. відсутні області з підвищеним та зниженим тиском (рис. 12.3).

Малюнок 12.3- Dual Pump Sysytem

- Common rail(англ. загальна магістраль) - сучасна технологія систем подачі палива в дизельних двигунах із прямим упорскуванням. У системі common rail насос нагнітає паливо під високим тиском (250 – 1800 бар, залежно від режиму роботи двигуна) у загальну паливну магістраль. Керовані електронікою форсунки з електромагнітними або п'єзоелектричними клапанами впорскують паливо в циліндри. Залежно від конструкції, форсунки виробляють від 2 до 5 упорскування за 1 такт. Точний розрахунок кута початку упорскування і кількості палива, що впорскується, дозволяють дизельним двигунам виконати зрослі екологічні та економічні вимоги. Крім того дизельні двигуни з системою common rail за своїми потужнісними і динамічними характеристиками впритул наблизилися, а в деяких випадках перевершили бензинові двигуни.

Вирізняють різні типи мехатронного пристрою трансмісій:

- CVT- Автоматична трансмісія з варіатором. Являє собою механізм з діапазоном зміни передавального числа більшим, ніж у 5-ступінчастої механічної КПП.

- DAC- Downhill Assist Control – система контролює поведінку машини на крутих спусках. На колесах встановлені датчики, які вимірюють швидкість обертання коліс і постійно зіставляють її зі швидкістю автомобіля. Аналізуючи отримані дані, електроніка вчасно підгальмовує передні колеса до швидкості близько 5 км/год.

- DDS- Downhill Drive Support – система контролю руху в автомобілях марки Nissan на крутих спусках. DDS автоматично підтримує швидкість 7 км/год під час спуску, не дозволяючи колесам заблокуватися.

- Drive Select 4x4- привід на всі колеса можна ввімкнути та вимкнути на ходу на швидкості до 100 км/год.

- TSA(Trailer Stability Assist) – система стабілізації автомобіля під час руху з причепом. При втраті стійкості автомобіль, як правило, починає базікати по дорозі. У цьому випадку TSA гальмує колеса "по діагоналі" (переднє ліве - заднє праве або переднє праве - заднє ліве) у протифазу коливань, одночасно знижуючи швидкість машини шляхом зменшення подачі палива в двигун. Використовується на автомобілях Honda.

- Easy Select 4WD- система повного приводу, що широко застосовується в автомобілях Mitsubishi, дозволяє міняти 2WD на 4WD, і навпаки, під час руху машини.

- Grade Logic Control- система «розумного» вибору передач, що забезпечує рівномірну тягу, що особливо важливо при підйомі в гору.

- Hypertronic CVТ-M6(Nissan) – забезпечують плавне, безступінчасте прискорення без ривків, характерних для традиційних автоматів. До того ж вони економічніші, ніж традиційні автоматичні коробки передач. CVT-М6 призначений для водіїв, які хочуть поєднати переваги автоматичної та механічної коробок водних передач. Перевівши важіль перемикання передач у далекий від водія проріз, Ви отримуєте можливість перемикати шість передач із фіксованими передавальними числами.

- INVECS-II- адаптивний автомат (Mitsubishi) - автоматична трансмісія зі спортивним режимом та можливістю механічного керування.

- EBA- електронна система управління тиском у гідравлічній системі гальм, яка у разі потреби екстреного гальмування та недостатнього при цьому зусилля на педалі гальма самостійно підвищує тиск у гальмівній магістралі, роблячи це набагато швидше людиною. А система EBD рівномірно розподіляє гальмівні зусилля та працює в комплекті з ABS – антиблокувальною системою.

- ESP+- протизаносна система стабілізації ESP - найбільш складна система із задіянням можливостей антиблокувальної, антипробуксової з контролем тяги та електронної систем управління дросельною заслінкою. Контрольний блок отримує інформацію з датчиків кутового прискорення автомобіля, кута повороту рульового колеса, інформацію про швидкість автомобіля та обертання кожного з коліс. Система аналізує ці дані і розраховує траєкторію руху, а у випадку, якщо в поворотах або маневрах реальна швидкість не збігається з розрахунковою і автомобіль "виносить" назовні або всередину повороту, коригує траєкторію руху, підгальмовуючи колеса та знижуючи тягу двигуна.

- HAC- Hill-start Assist Control – система контролює поведінку машини на крутих підйомах. HAC не тільки запобігає пробуксовування коліс при початку руху вгору по слизькому схилу, але й здатна запобігти скачування назад, якщо швидкість автомобіля занадто мала і він ковзає вниз під вагою кузова.

- Ніл Holder- за допомогою цього пристрою автомобіль утримується на гальмах навіть після того, як педаль гальма відпущена, відключається Нill Holder тільки після того, як педаль зчеплення відпускається. Призначений для початку руху у гірку.

- AIRMATIC Dual Control– активна повітряна підвіска з електронним регулюванням та адаптивною системою демпфування ADS II працює повністю в автоматичному режимі (рис. 12.4). У порівнянні з традиційною сталевою підвіскою вона значно покращує комфорт та безпеку руху. AIRMATIC DC працює з повітряними подушками, які електроніка в залежності від дорожньої ситуації робить жорсткішими або м'якшими. Якщо датчики, наприклад, визначили спортивний стиль руху, комфортна в нормальному режимі повітряна підвіска автоматично стає жорсткішою. Підвіску та характер демпфування можна налаштувати на спортивний або комфортний режим також вручну за допомогою перемикача.

Електроніка працює з чотирма різними режимами демпфування (ADS II), які автоматично адаптуються на кожному колесі під стан дороги. Таким чином, автомобіль навіть на поганій дорозі м'яко котиться без шкоди для стабільності.

Малюнок 12.4– AIRMATIC Dual Control

Система оснащена також функцією регулювання рівня автомобіля. Вона забезпечує навіть на завантаженому автомобілі майже постійний дорожній просвіт, що надає стабільності автомобіля. Під час руху на високій швидкості автомобіль може автоматично опускатися, щоб зменшити нахили кузова. При швидкості понад 140 км/год автомобіль автоматично опускається на 15 мм, а при швидкості нижче 70 км/год нормальний рівень знову відновлюється. Крім того, для поганої дороги є можливість підняти автомобіль вручну на 25 мм. При тривалому русі зі швидкістю близько 80 км/год. або при перевищенні швидкості 120 км/год. автоматично знову відновлюється нормальний рівень.

Також у автомобілях використовуються різні гальмівні системи, які використовуються для значного скорочення гальмівного шляху, грамотної інтерпретації поведінки водія під час гальмування, активації максимального гальмівного зусилля у разі розпізнавання екстреного гальмування.

- Гальмівний асистент (BAS), що встановлюється серійно на всіх легкових автомобілях Mercedes-Benz, інтерпретує поведінку водія під час гальмування та у разі розпізнавання екстреного гальмування створює максимальне гальмівне зусилля, якщо водій сам недостатньо натискає на педаль гальма. Розробка гальмівного помічника ґрунтується на даних, які отримав відділ Mercedes-Benz з вивчення аварій: у критичній ситуації водії натискають на педаль гальма швидко, але недостатньо. У цьому випадку гальмівний помічник зможе ефективно підтримати водія.

Для кращого розуміння зробимо короткий огляд техніки сучасних гальмівних систем: гальмівний підсилювач, який посилює тиск, що створюється ногою водія, складається з двох камер, які розділені між собою за допомогою рухомої мембрани. Якщо гальмування не проводиться, то обох камерах знаходиться вакуум. Завдяки натисканню на педаль гальма в гальмівному підсилювачі відкривається механічний клапан, що управляє, який перепускає повітря в задню камеру і змінює співвідношення тиск у двох камерах. Максимум зусилля створюється, як у другій камері панує атмосферний тиск. У гальмівному помічнику (BAS)так званий датчик руху мембрани визначає, чи є гальмування екстремальним. Він визначає рух мембрани між камерами і передає значення блок управління BAS. Порівнюючи постійно значення мікрокомп'ютер розпізнає момент, коли швидкість натискання на педаль гальма (рівна швидкості пересування мембрани в гальмівному підсилювачі) перевищує стандартне значення - це є екстреним гальмуванням. В цьому випадку система активує магнітний клапан, через який миттєво наповнюється повітрям задня камера та створюється максимальне гальмівне зусилля. Незважаючи на таке автоматичне повне гальмування колеса не блокуються, тому що відома антиблокувальна система ABS дозує гальмівне зусилля, оптимально утримуючи його на межі блокування, завдяки цьому зберігається керованість автомобіля. Якщо водій прибирає ногу з педалі гальма, спеціальний датчик спрацьовування закриває магнітний клапан і автоматичне посилення гальма відключається.

Малюнок 12.6- Гальмівний асистент (BAS) Мерседес

- Антиблокувальна система (АБС)(Нім. Antiblockiersystem англ. Anti-lock Brake System (ABS)) - система, що запобігає блокуванню коліс транспортного засобу при гальмуванні. Основне призначення системи полягає в тому, щоб зменшити гальмівний шлях та забезпечити керованість транспортного засобу в процесі різкого гальмування, та виключити ймовірність його неконтрольованого ковзання.

АБС складається з наступних основних компонентів:

Датчики швидкості чи прискорення (уповільнення) встановлені на маточях коліс транспортного засобу.

Керуючі клапани, які є елементами модулятора тиску, встановлені у магістралі основної гальмівної системи.

Блок керування, що отримує сигнали від датчиків, та керуючий роботою клапанів.

Після початку гальмування АБС починає постійне та досить точне визначення швидкості обертання кожного колеса. У тому випадку, якщо якесь колесо починає обертатися значно повільніше за інших (що означає, що колесо близьке до блокування), клапан у гальмівній магістралі обмежує гальмівне зусилля на цьому колесі. Як тільки колесо починає обертатися швидше за інших, гальмівне зусилля відновлюється.

Цей процес повторюється кілька разів (або кілька десятків разів) на секунду, і зазвичай призводить до помітної пульсації гальмівної педалі. Гальмівне зусилля може обмежуватися як у всій гальмівній системі одночасно (одноканальна АБС), так і в гальмівній системі борту (двоканальна АБС) або навіть окремого колеса (багатоканальна АБС). Одноканальні системи забезпечують досить ефективне уповільнення, але тільки в тому випадку, якщо умови зчеплення всіх коліс більш-менш однакові. Багатоканальні системи дорожчі і складніші за одноканальні, але мають більшу ефективність при гальмуванні на неоднорідних покриттях, якщо, наприклад, при гальмуванні одне або кілька коліс потрапили на лід, мокру ділянку дороги, або узбіччя.

Широке поширення в сучасних автомобілях набувають системи керування та навігації. .

- Система DISTRONIC– здійснює електронне регулювання відстань до автомобіля, що йде попереду за допомогою радара, просте управління за допомогою важеля TEMPOMAT, забезпечує додатковий комфорт на автобанах та аналогічних дорогах, підтримується робочий стан водія.

Регулятор відстані DISTRONIC підтримує необхідну відстань до автомобіля, що йде попереду. Якщо відстань зменшується, активується гальмівна система. Якщо попереду не їде жоден автомобіль, DISTRONIC підтримує встановлену водієм швидкість. DISTRONIC надає для руху автобаном та аналогічними дорогами додатковий комфорт. Мікрокомп'ютер обробляє на швидкості від 30 до 180 км/год сигнали радара, який встановлений за решіткою радіатора. Імпульси радара відбиваються від автомобіля, що йде попереду, обробляються і на підставі цієї інформації розраховується відстань до переднього автомобіля і його швидкість. Якщо автомобіль Mercedes-Benz із системою DISTRONIC наближається надто сильно до переднього автомобіля, то DISTRONIC автоматично зменшує газ і активує гальмо, щоб підтримати задану відстань. Якщо гальмувати необхідно сильно, то водій інформується про це за допомогою акустичного сигналу і лампочки, що застерігає - це означає, що водій повинен натиснути на педаль гальма сам. Якщо відстань збільшується, DISTRONIC знову забезпечує необхідну відстань і прискорює автомобіль до заданої швидкості. DISTRONIC є подальшим розвитком серійної функції TEMPOMAT із змінним обмеженням швидкості руху SPEEDTRONIC

Малюнок 12.7– Система управління та навігації

Компанія Mercedes-Benz представила першу мехатронну пневматичну підвіску AIR-matic із системою регулювання амортизаторів ADS у стандартній комплектації седанів S-класу.

У системі AIR-matic стійка седана S-класу містить пневматичний пружний елемент: роль звичних нам пружин тут виконує стиснене повітря, укладений під гумокордною оболонкою. Ще в стійці є амортизатор з незвичайною прибудовою збоку. Звичайно, в автомобілі передбачена повноцінна пневмосистема (компресор, ресивер, магістралі, клапанні пристрої). А ще – мережа датчиків і, звичайно, процесор. Як система працює? По команді процесора клапани відкривають доступ повітря з пневмосистеми в пружні елементи (або їдять повітря звідти). Таким чином, змінюється рівень підлоги кузова: в систему закладена його залежність від швидкості руху автомобіля. Водій також може "виявити волю" - підняти автомобіль, скажімо, для переїзду значних нерівностей.

ADSвиконує більш «тонку» роботу – керує амортизаторами. При ході штока амортизатора частина рідини перетікає не тільки через клапани в поршні, але й через ту саму «прибудову», всередині якої виконавчий пристрій – система клапанів, що забезпечує чотири можливі режими роботи амортизатора. На підставі інформації, що надходить від датчиків, і відповідно до обраного водія алгоритму («спортивний» або «комфортний») процесор вибирає для кожного амортизатора режим, що найбільше відповідає «поточному моменту», і посилає команди на виконавчі пристрої.

Сучасні автомобілі оснащуються системою клімат-контролю. Дана система призначена для створення та автоматичної підтримки мікроклімату в салоні автомобіля. Система забезпечує спільну роботу систем опалення, вентиляції та кондиціювання за рахунок електронного керування.

Застосування електроніки дозволило досягти зонального регулювання клімату в салоні автомобіля. Залежно від кількості температурних зон розрізняють такі системи клімат-контролю:

· Однозонний клімат-контроль;

· Двозонний клімат-контроль;

· Тризонний клімат-контроль;

· Чотиризонний клімат-контроль.

Система клімат-контролю має таке загальний пристрій:

· Кліматична установка;

· система управління.

Кліматична установкавключає конструктивні елементи систем опалення, вентиляції та кондиціювання, у тому числі:

· Радіатор обігрівача;

· Вентилятор припливного повітря;

· Кондиціонер, що складається з випарника, компресора, конденсатора та ресивера.

Основними елементами системи керування кліматомє:

· Вхідні датчики;

· блок керування;

· Виконавчі пристрої.

Вхідні датчикивимірюють відповідні фізичні параметри та перетворюють їх на електричні сигнали. До вхідних датчиків системи управління відносяться:

· Датчик температури зовнішнього повітря;

· Датчик рівня сонячного випромінювання (фотодіод);

· Датчики вихідної температури;

· Потенціометри заслінок;

· Датчик температури випарника;

· Датчик тиску в системі кондиціювання.

Кількість датчиків вихідної температури визначається конструкцією системи клімат-контролю. До датчика вихідної температури може бути доданий датчик вихідної температури ножний простір. У двозонній системі клімат-контролю число датчиків вихідної температури подвоюється (датчики ліворуч та праворуч), а в тризонній – потроюється (ліворуч, праворуч та ззаду).

Потенціометри заслінок фіксують поточне положення повітряних заслінок. Датчики температури випарника та тиску забезпечують роботу системи кондиціювання. Електронний блок управління приймає сигнали від датчиків і відповідно до закладеної програми формує керуючі впливу на виконавчі пристрої.

До виконавчих пристроїв відносяться приводи заслінок та електродвигун вентилятора припливного повітря, за допомогою яких створюється та підтримується заданий температурний режим. Заслінки можуть мати механічний чи електричний привід. У конструкції кліматичної установки можуть застосовуватися такі заслінки:

· заслінка припливного повітря;

· Центральна заслінка;

· заслінки температурного регулювання (у системах з двома і більше зонами регулювання);

· заслінка рециркуляції;

· Заслінки для відтавання скла.

Система клімат-контролю забезпечує автоматичне регулювання температури у салоні автомобіля в межах 16-30 °С.

Бажане значення температури встановлюється за допомогою регулювальників на панелі приладів автомобіля. Сигнал від регулятора надходить до електронного блоку управління, де активується відповідна програма. Відповідно до встановленого алгоритму блок управління обробляє сигнали вхідних датчиків і задіює необхідні виконавчі пристрої. За потреби включається кондиціонер.

Сучасний автомобіль є джерелом підвищеної небезпеки. Неухильне зростання потужності та швидкості автомобіля, щільності руху автомобільних потоків значно збільшують ймовірність аварійної ситуації.

Для захисту пасажирів під час аварії активно розробляються та впроваджуються технічні пристрої безпеки. Наприкінці 50-х років минулого століття ремені безпекипризначені для утримання пасажирів на своїх місцях під час зіткнення. На початку 80-х років були застосовані подушки безпеки.

Сукупність конструктивних елементів, що застосовуються для захисту пасажирів від травм під час аварії, становить систему пасивної безпеки автомобіля. Система повинна забезпечувати захист не лише пасажирів та конкретного автомобіля, а й інших учасників дорожнього руху.

Найважливішими компонентами системи пасивної безпеки автомобіля є:

· ремені безпеки;

· Натягувачі ременів безпеки;

· Активні підголівники;

· подушки безпеки;

· кузов автомобіля, стійкий до деформації;

· аварійний розмикач акумуляторної батареї;

· низка інших пристроїв (система захисту при перекиданні на кабріолеті; дитячі системи безпеки - кріплення, крісла, ремені безпеки).

Сучасна система пасивної безпеки автомобіля має електронне керування, що забезпечує ефективну взаємодію більшості компонентів.

Система управліннявключає:

· Вхідні датчики;

· блок керування;

· Виконавчі пристрої компонентів системи.

Вхідні датчики фіксують параметри, у яких виникає аварійна ситуація, і перетворюють в електричні сигнали. До вхідних датчиків належать:

· Датчик удару;

· Вимикач замку ременя безпеки;

· Датчик зайнятості сидіння переднього пасажира;

· датчик положення сидіння водія та переднього пасажира.

На кожну зі сторін автомобіля встановлюється, як правило, по два датчика удару. Вони забезпечують роботу відповідних подушок безпеки. У задній частині датчики удару використовуються при обладнанні автомобіля активними підголовниками з електричним приводом. Вимикач замку ременя безпеки фіксує використання ременя безпеки.

Датчик зайнятості сидіння переднього пасажира дозволяє у разі аварійної ситуації та відсутності на передньому сидінні пасажира зберегти відповідну подушку безпеки.

Залежно від положення сидіння водія та переднього пасажира, яке фіксується відповідними датчиками, змінюється порядок та інтенсивність застосування компонентів системи.

На підставі порівняння сигналів датчиків з контрольними параметрами блок управління розпізнає настання аварійної ситуації та активізує необхідні виконавчі пристрої елементів системи.

Виконавчими пристроями елементів системи пасивної безпеки є:

· піропатрон подушки безпеки;

· піропатрон натягувача ременя безпеки;

· піропатрон (реле) аварійного розмикача акумуляторної батареї;

· піропатрон механізму приводу активних підголовників (при використанні підголовників з електричним приводом);

· контрольна лампа, що сигналізує про непристебнуті ремені безпеки.

Активізація виконавчих пристроїв проводиться у певному поєднанні відповідно до закладеного програмного забезпечення.

ISOFIX- Ізофікс - система кріплення дитячих крісел. Зовні дитячі крісла з цією системою відрізняються двома компактними замками, розташованими на задній частині санок. Замки захоплюють шестиміліметровий пруток, захований за заглушками в основі спинки сидіння.

Надіслати свою гарну роботу до бази знань просто. Використовуйте форму нижче

Студенти, аспіранти, молоді вчені, які використовують базу знань у своєму навчанні та роботі, будуть вам дуже вдячні.

Розміщено на http://www.allbest.ru/

Міністерство Вищої та Середньої Спеціальної Освіти Республіки Узбекистан

Бухарський інженерно-технологічний інститут

Самостійна робота

Мехатронні системи автомобільного транспорту

План

Вступ

1. Мета та постановка задачі

2. Закони управління (програми) перемикання передач

3. Сучасний автомобіль

4. Переваги новинки

Список літератури

Вступ

Мехатроніка виникла як комплексна наука від злиття окремих частин механіки та мікроелектроніки. Її можна визначити як науку, що займається аналізом та синтезом складних систем, у яких однаковою мірою використовуються механічні та електронні керуючі пристрої.

Усі мехатронні системи автомобілів за функціональним призначенням ділять на три основні групи:

Системи керування двигуном;

Системи управління трансмісією та ходовою частиною;

Системи керування обладнанням салону.

Система управління двигуном поділяється на системи управління бензиновим та дизельним двигуном. За призначенням вони бувають монофункціональні та комплексні.

У монофункціональних системах ЕБУ подає сигнали лише системі упорскування. Упорскування може здійснюватися постійно і імпульсами. При постійній подачі палива його кількість змінюється за рахунок зміни тиску паливопроводу, а при імпульсному - за рахунок тривалості імпульсу і його частоти. На сьогодні одним з найперспективніших напрямків застосування систем мехатроніки є автомобілі. Якщо розглядати автомобілебудування, то впровадження подібних систем дозволить дійти достатньої гнучкості виробництва, краще вловлювати віяння моди, швидше впроваджувати передові напрацювання вчених, конструкторів і тим самим отримувати нову якість для покупців машин. Сам автомобіль, тим більше сучасний автомобіль, є об'єктом пильного розгляду з конструкторської точки зору. Сучасне використання автомобіля вимагає від нього підвищених вимог до безпеки управління, в силу все більшої автомобілізації країн і посилення нормативів з екологічної чистоти. Особливо це актуально для мегаполісів. Відповіддю на сьогоднішні виклики урбанізму та покликані конструкції мобільних стежать систем, що контролюють та коригують характеристики роботи вузлів та агрегатів, досягаючи оптимальних показників з екологічності, безпеки, експлуатаційної комфортності автомобіля. Нагальна необхідність комплектувати двигуни автомобілів більш складними і дорогими паливними системами багато в чому пояснюється введенням все більш жорстких вимог щодо вмісту шкідливих речовин у газах, що відпрацювали, що, на жаль, тільки починає відпрацьовуватися.

У комплексних системах один електронний блок керує декількома підсистемами: упорскування палива, запалення, фазами газорозподілу, самодіагностики та ін. В електронній системі управління трансмісією об'єктом регулювання є переважно автоматична трансмісія. На підставі сигналів датчиків кута відкриття дросельної заслінки та швидкості автомобіля ЕБУ вибирає оптимальну передатну кількість трансмісії, що підвищує паливну економічність та керованість. Управління ходовою частиною включає управління процесами руху, зміни траєкторії і гальмування автомобіля. Вони впливають на підвіску, кермо та гальмівну систему, забезпечують підтримку заданої швидкості руху. Управління обладнанням салону покликане підвищити комфортабельність та споживчу цінність автомобіля. З цією метою використовуються кондиціонер повітря, електронна панель приладів, мультифункціональна інформаційна система, компас, фари, склоочисник з переривчастим режимом роботи, індикатор ламп, що перегоріли, пристрій виявлення перешкод при русі заднім ходом, протиугінні пристрої, апаратура зв'язку, центральне блокування замку скло-підйомники, сидіння зі змінним положенням, режим безпеки і т.д.

1. Мета та постановка задачі

Те визначальне значення, яке належить електронній системі в автомобілі, змушує приділяти особливу увагу проблемам, пов'язаним з їх обслуговуванням. Вирішення цих проблем полягає у включенні функцій самодіагностики до електронної системи. Реалізація цих функцій ґрунтується на можливостях електронних систем, які вже використовуються на автомобілі для безперервного контролю та визначення несправностей з метою зберігання цієї інформації та діагностики. Самодіагностика мехатронних систем автомобілів. Розвиток електронних систем керування двигуном та трансмісією призвело до поліпшення експлуатаційних властивостей автомобіля.

На підставі сигналів датчиків ЕБУ виробляє команди на включення та вимкнення зчеплення. Ці команди подаються на електромагнітний клапан, який здійснює включення та вимкнення приводу зчеплення. Для перемикання передач використовуються два електромагнітні клапани. Поєднанням станів "відкритий-закритий" цих двох клапанів гідравлічна система задає чотири положення передач (1, 2, 3 і передача, що підвищує). При перемиканні передач зчеплення вимикається, виключаючи цим наслідки зміни моменту, що з перемиканням передач.

Закони управління (програми) перемикання передачв автоматичній трансмісії забезпечують оптимальну передачу енергії двигуна колесам автомобіля з урахуванням необхідних тягово-швидкісних властивостей та економії палива. При цьому програми досягнення оптимальних тягово-швидкісних властивостей та мінімальної витрати палива відрізняються одна від одної, оскільки одночасне досягнення цих цілей не завжди можливе. Тому залежно від умов руху та бажання водія можна вибрати за допомогою спеціального перемикача програму "економія" для зменшення витрат палива, програму "потужність". Якими були параметри вашого настільного комп'ютера п'яти-семирічної давності? Сьогодні системні блоки кінця XX століття здаються атавізмом і претендують хіба що на роль машини. Аналогічний стан справ із автомобільною електронікою.

3. Сучасний автомобіль

Сучасний автомобіль тепер неможливо уявити без компактних керуючих блоків та виконавчих механізмів – актюаторів. Незважаючи на деякий скепсис, їхнє впровадження йде семимильними кроками: нас уже не здивуєш електронним упорскуванням палива, сервоприводами дзеркал, люків та стекол, електропідсилювачем керма та мультимедійними розважальними системами. А як не згадати, що впровадження в автомобіль електроніки, по суті, було розпочато з найвідповідальнішого органу - гальм. Нині вже в далекому 1970 році спільна розробка "Бош" та "Мерседес-Бенц" під скромною абревіатурою АБС здійснила переворот у забезпеченні активної безпеки. Антиблокувальна система не тільки забезпечила керованість машини з натиснутою "в підлогу" педаллю, а й підштовхнула до створення кількох суміжних пристроїв – наприклад, систему тягового контролю (TCS). Ця ідея була вперше реалізована ще в 1987 році одним із провідних розробників бортової електроніки - компанією "Бош". По суті, тяговий контроль - антипод АБС: остання не дає колесам ковзати при гальмуванні, а TCS - при розгоні. Блок електроніки відстежує тягу на колесах за допомогою кількох датчиків швидкості. Варто водієві сильніше за звичайне "топнути" по педалі акселератора, створивши загрозу прослизання колеса, пристрій просто "придушить" двигун. Конструкторський "апетит" ріс рік у рік. Усього через кілька років була створена ESP – програма курсової стійкості (Electronic Stability Program). Забезпечивши машину датчиками кута повороту, швидкості обертання коліс і поперечного прискорення, гальма стали допомагати водію в складних ситуаціях, що виникають. Підгальмовуючи те чи інше колесо, електроніка зводить до мінімального ризику зносу машини при швидкісному проходженні складних поворотів. Наступний етап: бортовий комп'ютер навчили підгальмовувати... одночасно 3 колеса. За деяких обставин на дорозі тільки так можна стабілізувати автомобіль, який відцентрові сили руху намагатимуться вивести з безпечної траєкторії. Але поки що електроніці довіряли лише "наглядову" функцію. Тиск у гідравлічному приводі водій, як і раніше, створював педаллю. Традицію порушила електро-гідравлічна SBC (Sensotronic Brake Control), яка з 2006 року серійно встановлюється на деякі моделі "Мерседес-Бенц". Гідравлічна частина системи представлена акумулятором тиску, головним гальмівним циліндром та магістралями. Електрична - насосом, що створює тиск 140-160 атм. , датчиками тиску, швидкості обертання коліс та ходу педалі гальма. Натискаючи останню, водій не переміщає звичний шток вакуумного підсилювача, а натискає ногою на "кнопку", подаючи сигнал комп'ютеру - ніби керує якимось побутовим приладом. Цей же комп'ютер розраховує оптимальний тиск для кожного контуру, а насос за допомогою клапанів керування подає рідину до робочих циліндрів.

4. Переваги новинки

Переваги новинки- швидкодія, суміщення функцій АБС та системи стабілізації в одному пристрої. Є й інші переваги. Наприклад, якщо різко скинути ногу з педалі газу, гальмівні циліндри підведуть колодки до диска, готуючи екстрене гальмування. Система пов'язана навіть зі склоочисниками. За інтенсивністю роботи "двірників" комп'ютер робить висновок про рух у дощ. Реакція – короткі та непомітні для водія торкання колодок об диски для просушування. Ну а якщо "пощастило" стати в пробку на підйомі, не варто хвилюватися: машина не відкотиться назад, поки водій переноситиме ногу з гальма на газ. Зрештою, при швидкості менше 15 км/год можна активувати функцію так званого плавного уповільнення: при скиданні газу автомобіль зупинятиметься так м'яко, що водій навіть не відчує фінального "клювання". мехатроніка мікроелектроніка двигун трансмісія

А якщо електроніка вийде з ладу? Нічого страшного: спеціальні клапани повністю відкриються, і система працюватиме подібно до традиційної, щоправда, без вакуумного підсилювача. Поки що конструктори не наважуються повністю відмовитися від гідравлічних пристроїв гальм, хоча імениті фірми вже розробляють "безрідкісні" системи. Наприклад, "Делфай" оголосила про вирішення більшості технічних проблем, які ще недавно здавалися тупиковими: потужні електромотори - замінники гальмівних циліндрів розроблені, а електричні виконавчі механізми вдалося зробити навіть компактнішими ніж гідравлічні.

Список л ітератури

1. Бутилін В.Г., Іванов В.Г., Лепешко І.І. та ін. Аналіз та перспективи розвитку мехатронних систем управління гальмуванням колеса // Мехатроніка. Механіка. Автоматика. Електроніка Інформатики. – 2000. – №2. – С. 33 – 38.

2. Данов Б.А., Тітов Є.І. Електронне обладнання іноземних автомобілів: Системи керування трансмісією, підвіскою та гальмівною системою. - М: Транспорт, 1998. - 78 с.

3. Данов Б. А. Електронні системи керування іноземних автомобілів. – М.: Гаряча лінія – Телеком, 2002. – 224 с.

4. Сіга Х., Мідзутані С. Введення в автомобільну електроніку: Пер. з японськ. - М: Мир, 1989. - 232 с.

Розміщено на Allbest.ru

Подібні документи

Знайомство з особливостями діагностування та обслуговування сучасних електронних та мікропроцесорних систем автомобіля. Аналіз основних критеріїв класифікації електронних компонентів автомобіля. Загальна характеристика систем керування двигуном.

реферат, доданий 10.09.2014

Поняття датчика та датчикової апаратури. Діагностика електронної системи керування двигуном. Опис принципу роботи датчика дросельної заслінки двигуна внутрішнього згоряння. Вибір та обґрунтування типу пристрою, твір патентного пошуку.

курсова робота , доданий 13.10.2014

Архітектура мікропроцесорів та мікроконтролерів автомобіля. Перетворювачі аналогових та дискретних пристроїв. Електронна система впорскування та запалювання. Електронна система подачі палива. Інформаційне забезпечення систем керування двигуном.

контрольна робота , доданий 17.04.2016

Вивчення влаштування квадрокоптера. Огляд вентильних двигунів та принципів роботи електронних регуляторів ходу. Опис основ керування двигуном. Розрахунок усіх сил та моментів доданих до квадрокоптера. Формування контуру управління та стабілізації.

курсова робота , доданий 19.12.2015

Загальне влаштування автомобіля та призначення його основних частин. Робочий цикл двигуна, параметри його роботи та влаштування механізмів та систем. Агрегати силової передачі, ходової частини та підвіски, електрообладнання, рульового керування, гальмівної системи.

реферат, доданий 17.11.2009

Поява нових видів транспорту. Позиції у транспортній системі світу та Росії. Технології, логістика, координація у діяльності автомобільного транспорту. Інноваційна стратегія США та Росії. Інвестиційна привабливість автомобільного транспорту.

реферат, доданий 26.04.2009

Аналіз розвитку автомобільного транспорту як елемента транспортної системи, його місце та роль у сучасному господарстві Росії. Техніко-економічні особливості автотранспорту, характеристика основних факторів, що визначають шляхи його розвитку та розміщення.

контрольна робота , доданий 15.11.2010

Блок двигуна та кривошипно-шатунний механізм автомобіля НІССАН. Газорозподільний механізм, системи змащення, охолодження та живлення. Комплексна система керування двигуном. Підсистеми управління упорскуванням палива та кутом випередження запалення.

контрольна робота , доданий 08.06.2009

Транспорт та її роль соціально-економічному розвитку Російської Федерації. Характеристика транспортної системи області. Розробка програм та заходів щодо її регулювання. Принципи та напрями стратегічного розвитку автомобільного транспорту.

дипломна робота , доданий 08.03.2014

Федеральний Закон "Про автомобільний транспорт у Російській Федерації". Федеральний Закон "Статут автомобільного транспорту Російської Федерації". Правові, організаційні та економічні умови функціонування автомобільного транспорту РФ.