Слово «мехатроника» образовано из двух слов - «механика» и «электроника». Этот термин в 1969 году предложил старший разработчик фирмы Yaskawa Electric, японец по имени Тецуро Мори. В 20 веке компания Yaskawa Electric специализировалась на разработке и совершенствовании электроприводов и электродвигателей постоянного тока, в связи с чем достигла больших успехов на данном направлении, например первый двигатель постоянного тока с дисковым якорем был разработан именно там.
Далее последовали разработки, касаемые первых аппаратных систем ЧПУ. А в 1972 году здесь же был зарегистрирован бренд «Мехатроника». Вскоре компания сильно преуспела в развитии техники электропривода. Позже от слова «Мехатроника», как от торговой марки, в компании решили отказаться, поскольку термин получил очень широкое распространение как в Японии, так и по всему миру.
В любом случае, именно Япония является родиной наиболее активного становления такого подхода в технике, когда для реализации высокоточного управления электроприводом стало необходимым объединить механические элементы, электрические машины, силовую электронику, микропроцессоры и ПО.
Распространенным графическим символом мехатроники стала диаграмма с вебсайта RPI (Rensselaer Polytechnic Institute, NY,USA):
Мехатроника - это компьютерное управление движением.
Цель мехатроники - создание качественно новых модулей движения, мехтронных модулей движения, интеллектуальных мехатронных модулей, а на их основе - движущихся интеллектуальных машин и систем.
Исторически мехатроника развилась из электромеханики и, опираясь на ее достижения, идет дальше путем системного объединения электромеханических систем с компьютерными устройствами управления, встроенными датчиками и интерфейсами.
Электронные, цифровые, механические, электротехнические, гидравлические, пневматические и информационные элементы - могут входить в состав мехатронной системы, как изначально элементы разной физической природы, однако собранные вместе для получения от системы качественно нового результата, которого невозможно было бы достичь от каждого элемента как от отдельного исполнителя.
Отдельный шпиндельный двигатель не сможет сам выдвинуть лоток DVD-плеера, но под управлением схемы с ПО на микроконтроллере, да будучи правильно соединенным с винтовой передачей - все легко получится, и выглядеть будет так, словно это - простая монолитная система. Тем не менее, несмотря на внешнюю простоту, одна мехатронная система по определению включает в себя несколько мехатронных узлов и модулей, связанных друг с другом, и совместно взаимодействующих для выполнения конкретных функциональных действий, для решения какой-то определенной задачи.
Один мехатронный модуль - это самостоятельное изделие (конструктивно и функционально), предназначенное для осуществления движений с взаимопроникновением и одновременной целенаправленной аппаратно-программной интеграцией его составляющих.
Типичная мехатронная система представляет собой объединенные друг с другом электромеханические компоненты и компоненты силовой электроники, которые в свою очередь управляются ПК или микроконтроллерами.
При проектировании и построении такой мехатронной системы, стараются избежать лишних узлов и интерфейсов, стремятся сделать все лаконично и как можно более цельно, не только для того чтобы улучшить массо-габаритные характеристики устройства, но и для повышения надежности системы в целом.
Иногда инженерам приходится непросто, они вынуждены находить очень необычные решения именно в силу того, что разные узлы находятся в разных рабочих условиях, делают совершенно разное. Например, кое-где обычный подшипник не подойдет, и его заменяют на электромагнитный подвес (так сделано, в частности, в турбинах, качающих газ по трубам, поскольку обычный подшипник быстро вышел бы здесь из строя из-за проникновения в его смазку газа).
Так или иначе, сегодня мехатроника проникла всюду, начиная от бытовой техники, заканчивая строительной робототехникой, оружием и космической авиацией. Все станки с ЧПУ, жесткие диски, электрические замки, система АБС в вашем автомобиле и т. д. - везде мехатроника оказывается не просто полезной, а необходимой. Уже редко где можно встретить ручное управление, все идет к тому, что нажал на кнопку без фиксации или просто дотронулся до сенсора - получил результат - вот, пожалуй, самый примитивный пример того, что сегодня представляет собой мехатроника.
Схема иерархии уровней интеграции в мехатронике
Первый уровень интеграции образуют мехатронные устройства и их элементы. Второй уровень интеграции образуют интегрированные мехатронные модули. Третий уровень интеграции образуют интеграционные мехатронные машины. Четвертый уровень интеграции образуют комплексы мехатронных машин. Пятый уровень интеграции образуют на единой интеграционной платформе комплексы мехатронных машин и роботы, которые предполагают формирование реконфигурируемых гибких производственных систем.
Сегодня мехатронные модули и системы находят широкое применение в следующих областях:
станкостроение и оборудование для автоматизации, технологических процессов в машиностроении;
промышленная и специальная робототехника;
авиационная и космическая техника;
военная техника, машины для полиции и спецслужб;
электронное машиностроение и оборудование для быстрого прототипирования;
автомобилестроение (приводные модули «мотор-колесо», антиблокировочные устройства тормозов, автоматические коробки передач, системы автоматической парковки);
нетрадиционные транспортные средства (электромобили, электровелосипеды, инвалидные коляски);
офисная техника (например, копировальные и факсимильные аппараты);
периферийные устройства компьютеров (например, принтеры, плоттеры, дисководы CD-ROM);
медицинское и спортивное оборудование (биоэлектрические и экзоскелетные протезы для инвалидов, тонусные тренажеры, управляемые диагностические капсулы, массажеры и т. д.);
бытовая техника (стиральные, швейные, посудомоечные машины, автономные пылесосы);
микромашины (для медицины, биотехнологии, средств связи и телекоммуникации);
контрольно-измерительные устройства и машины;
лифтовое и складское оборудование, автоматические двери в отелях и аэропортах; фото- и видеотехника (проигрыватели видеодисков, устройства фокусировки видеокамер);
тренажеры для подготовки операторов сложных технических систем и пилотов;
железнодорожный транспорт (системы контроля и стабилизации движения поездов);
интеллектуальные машины для пищевой и мясомолочной промышленности;
полиграфические машины;
интеллектуальные устройства для шоу-индустрии, аттракционы.
Соответственно возрастает потребность в кадрах, владеющих мехатронными технологиями.
Современную жизнь невозможно представить без автомобилей, а движение в городском режиме должно происходить максимально комфортно для водителя. Удобство управления автомобилем обеспечивается при помощи различных трансмиссий (АКПП, роботизированной КПП).
Значительной популярностью пользуется роботизированная коробка из-за плавности движения и экономичного расхода топлива, наличия ручного режима, позволяющего подстроить манеру вождения под нужды водителя.
DSG – механическая КПП, оснащенная автоматическим приводом для смены ступеней, и имеющая в составе две корзины сцепления.
Коробка ДСГ связана с двигателем через два сцепления, располагающихся поосно. Нечетные и задняя ступени функционируют через одно сцепление, а четные – через другое. Такое устройство обеспечивает плавную смену ступеней без снижения и прерывания мощности, осуществляя непрерывную передачу вращающего момента от мотора к ведущей оси колес.
Во время разгона на первой ступени, шестеренки второй передачи уже находятся в зацеплении. Когда блок управления передает команду смены ступеней, гидравлические приводы КПП осуществляют отпускание одного сцепления и зажим второго, производя переход вращающего момента от мотора с одной ступени на другую.
Таким образом, процесс происходит до крайней ступени. При снижении скорости и изменении других условий процедура осуществляется в обратном порядке. Смена ступеней происходит с помощью синхронизаторов.
Смена ступеней в коробке ДСГ осуществляется с высокой скоростью, недоступной даже профессиональным гонщикам.
Управление обоими сцеплениями и сменой ступеней происходит при помощи блока управления, состоящего из гидравлического и электронного узлов, датчиков. Этот блок называется Мехатроник и располагается в картере КПП.
Датчики встроенные в Мехатроник, осуществляют контроль состояния КПП и отслеживают работу основных деталей и узлов.
Параметры, контролируемые датчиками Мехатроника:
На последних моделях коробок ДСГ устанавливается ЕСТ (электронная система, управляющая сменой ступеней).
Помимо вышеперечисленных параметров ЕСТ контролирует:
Считывание этих параметров продляет срок службы КПП и двигателя.
В настоящий момент существует две разновидности коробок ДСГ:
Первой преселективной (роботизированной) КПП являлась шестиступенчатая DSG, которая была разработана в 2003г.
Конструкция DSG-6:
В DSG-6 используется два сцепления мокрого типа, которые неизменно находятся в трансмиссионной жидкости, обеспечивающей смазывание механизмов и охлаждение дисков сцепления, тем самым продляя эксплуатационный период КПП.
Два сцепления передают вращающий момент на ряды ступеней коробки. Ведущий диск КПП соединяется с муфтами маховиком специальной ступицы, объединяющей ступени.
Основные компоненты Мехатроника (электрогидравлического модуля), расположенного в корпусе КПП:
При изменении положения селектора включаются распределители КПП. Ступени изменяются при помощи электромагнитных клапанов, а корректирование положения фрикционных муфт происходит при помощи клапанов давления. Эти клапаны являются «сердцем» КПП, а Мехатроник – «мозгом».
Мультиплексор КПП осуществляет управление гидравлическими цилиндрами, которых в такой КПП 8 штук, но одновременно функционирует не более 4-х клапанов КПП. В различных режимах КПП работают разные цилиндры, в зависимости от необходимой ступени.
Передачи в DSG-6 сменяются циклически. Одновременно задействованы два ряда ступеней, только один из них не используется – находится в режиме ожидания. При изменении передаточного момента сразу задействуется второй ряд, переходя в активный режим. Такой механизм функционирования КПП обеспечивает смену передач менее чем за доли секунды, движение транспорта при этом происходит плавно и равномерно, без медлительности и рывков.
DSG-6 является более мощной роботизированной КПП. Крутящий момент мотора автомобиля с такой КПП порядка 350 Нм. Весит такая коробка под 100 килограмм. Трансмиссионного масла для DSG-6 требуется более 6 литров.
На данный момент DSG-6 в основном устанавливается на следующие транспортные средства:
Коробки ДСГ оснащаются Типтроником, осуществляющим перевод коробки в режим ручного управления.
DSG-7 была разработана в 2006 году специально для автомобилей эконом-класса. Коробка DSG весит 70-75 кг. и содержит объем масла менее 2-х литров. Данная КПП устанавливается на бюджетные машины с крутящим моментом двигателя не более 250 Нм.
На сегодняшний момент DSG-7 в основном устанавливается на следующие автомобили:
Основным отличием ДСГ-7 от ДСГ-6 является присутствие 2-х сухих дисков сцепления, не находящихся в трансмиссионной жидкости. Такие изменения позволили уменьшить расход топлива, снизить стоимость сервисного обслуживания.
Роботизированная КПП имеет свои достоинства и недостатки в сравнении с другими трансмиссиями.
Достоинства коробки ДСГ:
Недостатки коробки ДСГ:
Роботизированная коробка является, по сути, усовершенствованной МКПП, переключение ступеней в которой происходит при помощи мехатроника на основании различных параметров, считываемых датчиками. При соблюдении определенных рекомендаций можно существенно продлить срок службы роботизированной коробки.
О том, что такое мехатроник не знают не только многие владельцы машин, но и представители некоторых СТО. Хотя с изучения именно этого агрегата стоит начинать знакомство с «роботами».
Мехатронный модуль - важнейший элемент в системе трансмиссии. В список его задач входит все, что связано с управлением коробкой передач. Кроме того, агрегат является устройством контроля и связующим звеном. Однако его главная функция - своевременное переключение ступеней. Благодаря работе мехатрона, в коробках ДСГ этот процесс происходит крайне быстро и без потери мощности.
Естественно, при выходе агрегата их строя, трансмиссия начинает работать некорректно. Неполадки могут проявляться в виде рывков при разгоне, посторонних шумах и вибрациях, задержках при включении ступеней. При наличии признаков поломки, эксплуатация машины затруднена и небезопасна.
Mechatronic находится прямо в картере коробки передач. Несмотря на сложность устройства, его размеры довольно компактны. Условно, в конструкции можно выделить следующие элементы:
Каждая поколение DSG имеет свою версию мехатрона. Это не универсальный узел, который можно просто переставить с одной машины на другую. На заводе, в процессор прибора вносятся уникальные данные по конкретному автомобилю - особенности его двигателя, передаточные числа КПП и т.д.
Для корректной работы на «неродном» авто, модуль также должен пройти настройку и перепрошивку. Грамотно выполнить эту процедуру готовы мастера нашего техцентра.
Позвоните нам, если заинтересованы в профессиональном ремонте, диагностике или замене mechatronic.
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.
Мехатроник имеет довольно сложную конструкцию, объединяющую в себе:
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.
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.
В подавляющем большинстве случаев проблемы с коробкой с двумя сцеплениями начинаются из-за мехатроника (собственно он и управляет процессом переключения). На ДСГ 6 в среднем всё случается позже, нежели на ДСГ 7.
Проблемы с ним могут возникать из-за мех. износа соленоидов (появляются рывки). В этом случае обычно полная замена мехатроника не потребуется, а меняются лишь соленоиды.
Вторым проблемным местом является электронный блок управления мехатроника, обычно с ним проблемы возникают из-за перегрева (при запуске на холодную система переходит в аварийный режим). Если блок восстановить не удается, то производится замена с последующим перепрограммированием под нужную машину. Производим перепрограммирование мехатроников DSG7 DQ200 DQ500 DL501 0AM 0B5 0BT 0BH под конкретный автомобиль.
В основном, предвестником проблем является появление рывков, толчков при начале движения и при переходе на пониженные передачи (переключение вниз). При более худшем варианте - кпп не включается и, соответственно, машина не едет. В большинстве случаев коробка переходит в аварийный режим, который не уходит при сбросе ошибок (не всегда). В случае если ремонт не возможен, то производится замена мехатроника DSG 7 0AM 0B5 0BT 0BH 0CW 0CK 0CL 0СJ.
Такое бывает и нередко (обычно после аварий). Нужно заменить на б/у, ремонтный или новый, а затем перепрограммировать под нужный автомобиль. У нас на складе б/у, ремонтные мехатроники на DSG 7 в наличии. На месте же перепрограммируем под нужный автомобиль в течении 20 мин. Стоимость работы указаны в таблице (см. ниже).
DSG7 диагностика мехатроника: 0 руб.
DSG7 0AM ремонт мехатроника: 20000-30000 руб. Гарантия 6 мес.
DSG7 0AM ремонтный мехатроник: 30000 руб. Гарантия 6 мес.
DSG7 0B5 ремонт мехатроника: 25000-65000 руб. Гарантия 6 мес.
DSG7 0B5 ремонтный мехатроник: 65000 руб. Гарантия 6 мес.
DSG7 0B5 ЭБУ мехатроника: 37000 руб. Гарантия 6 мес.
DSG7 0BT/0BH ремонт мехатроника: 25000-50000 руб. Гарантия 6 мес.
DSG7 0BT/0BH ремонтный мехатроник: 50000 руб. Гарантия 6 мес.
Примеры
Skoda Octavia A5 2011 1.4Т 122 лс DSG 7 0AM DQ200 замена мехатроника. Родной ремонту не подлежал.
Входящая диагностика показала неисправность гидравлической части мехатроника, а также достаточный износ сцепления. После согласования с клиентом решено было отремонтировать только гидравлическую часть мехатроника, а замену сцепления отложить до лета - при нормальной диагностики возможно спрогнозировать критический износ сцепления и сказать сколько оно еще проездит. Заменили гидравлическую часть, залили новое масло в коробку и произвели адаптацию.
Skoda Octavia 2012 года 1,4Т 122 лс DSG 7 0AM DQ200 замена сцепления + ремонт мехатроника. Пробег на одометре 104580, автомобиль прибыл на эвакуаторе, со слов клиента отсутствует переключении передач.
Входящая компьютерная диагностика показала: Низкое давление в гидравлической системе мехатроника и максимальное допустимые значения по сцеплению (на грани пробуксовки сцепления).
Согласовали с клиентом замену сцепления и и гидралической части мехатроника.
При демонтаже кпп при визуальном осмотре было обнаружена течь масла со стороны первичного вала. При замене сальников первичного вала-правильным методом необходимо разбирать кпп, а не просто как в большинстве случаев установить их по верх старых-как иногда предлагают делать. Итого по затратам сальники на кпп, масло для кпп, масло для мехатроника, комплект сцепления, 5 литров очистителя для размывки корпуса коробки, ремонтный гидроблок для мехатроника (собственного производства) и 8 световых часов для устранения поломки (учитывая время согласования с клиентом).
Это далеко не полный перечень проблем и ошибок. Если у вас есть какие либо вопросы, то можно позвонить либо .
