Принцип работы актуатора турбины: Как работает актуатор турбины — Авто-ремонт

Содержание

Актуатор турбины. Настройка и принцип его работы

Зачем нужен актуатор?

Есть люди, для которых автомобиль – это не просто средство для передвижения, это хобби, это часть их жизни. Они готовы тратить кучу времени и средств на улучшение характеристик своего железного друга. Тюнинг двигателя, пожалуй, один из самых любимых занятий, и самым распространённым способом улучшения мощности двигателя является установка турбины. И не простой турбины, а турбины высокого давления, которая отличается наличием клапана, призванным справляться с избыточным давлением на высоких оборотах. Этот клапан называют «актуатор турбины», его еще называют «вакуумный регулятор» или «вестгейт» на английский манер.

Принцип работы актуатора достаточно прост: когда двигатель раскручивается до высоких оборотов и давление отработавших газов увеличивается, их необходимо выпустить в обход турбины. Вот здесь как раз и нужен актуатор, который устанавливается до турбины, открывающий в нужный момент обходной клапан. Для чего это нужно? Всё так же просто: выпуск отработанных газов позволяет турбине «глотнуть» больше воздуха тем самым увеличивая мощность.

Типы вакуумных регуляторов

Существует два типа актуаторов: пневматический и электромеханический. Пневматический привод состоит из пружины и прижатой ею диафрагмы. При увеличении оборотов, пружина разжимается под действием давления и выпускает отработавшие газы. В этом типе актуатора есть свои плюсы – надежность и простота, и минусы – тонкость настройки.

Второй тип вестгейта – электромеханический, управляемый электронным блоком управления (ЭБУ). Система считывает показания с различных датчиков и по заложенному алгоритму регулирует заслонку. Минус такого типа актуатора – дорогостоящий ремонт.

Тонкости настройки актуатора

Любителям тюнинга известно, что именно благодаря актуатору можно повышать эффективность работы турбины. Но здесь нужно идти на компромисс с турбокомпрессором: увеличивая давление повышается и износ турбины.

Ремонт турбины в Туле

Любая турбина, невзирая на её эксплуатацию, рано или поздно потребует к себе внимания. Мы рады сообщить, что любую проблему с Вашим турбокомпрессором возможно решить в Туле, в нашем сервисном центре, буквально за несколько часов. Настройка актуатора, капитальный ремонт турбины или замена картриджа. Обращайтесь в сервис-центр «ТурбоТула» на Венёвском шоссе, 27а. Звоните: +7 (903) 035-55-55

Регулировка и ремонт актуатора турбины своими руками

Турбонаддув сегодня является одним из самых распространенных способов, который позволяет существенно увеличить мощность бензинового или дизельного двигателя без увеличения рабочего объема силового агрегата.  Установка турбокомпрессора также является более эффективным решением по сравнению с механическими нагнетателями.

Рекомендуем также прочитать статью о том, что лучше, турбина или компрессор. Из этой статьи вы узнаете о преимуществах и недостатках указанных способов увеличения мощности силовой установки.

Основой турбонаддува является подача воздуха в цилиндры ДВС под давлением. Чем больше воздуха удается подать в мотор, тем большее количество топлива получается сжечь. Гражданские версии турбомоторов имеют не слишком большой наддув, которого достаточно для достижения необходимых показателей. Вполне очевидно, что для достижения максимальной производительности на двигатели устанавливаются турбины, которые способны обеспечить высокое давление. В этой статье мы поговорим о том, для чего нужен актуатор на турбине, каков принцип работы актуатора турбины, а также как производится проверка актуатора турбины и настройка данного элемента.

Содержание статьи

Актуатор турбины: особенности работы

Актуатор, он же вестгейт или вакуумный регулятор — клапан для сброса избыточного давления воздуха на высоких оборотах двигателя. Задачей данного решения является своеобразная защита турбокомпрессора и двигателя. Указанный регулятор для защиты от избыточных нагрузок находится в выпускном коллекторе (фактически, на самой турбине), местом установки является область перед турбиной.

Работает вестгейт по следующему принципу: если обороты двигателя высокие, в результате чего растет давление отработавших газов и давление надувочного воздуха, тогда открывается клапан. Его открытие перенаправляет часть выхлопных газов в обход турбинного колеса.

Другими словами, отработавшие газы, вращающие крыльчатку турбинного колеса и вал, на котором параллельно установлена крыльчатка компрессорного колеса, перепускаются. В результате интенсивность работы турбины снижается, уменьшается подача воздуха в цилиндры ДВС.

Так происходит в том случае, когда турбинное колесо раскручивается выхлопными газами до слишком высоких оборотов, в результате чего актуатор инициирует срабатывание обходного клапана, то есть отработавшие газы проходят мимо турбинного колеса. Получается, вестгейт попросту не позволяет турбонагнетателю раскручиваться до максимума под действием слишком сильного потока выхлопа на высоких оборотах мотора.

Добавим, что турбомоторы с завода изначально точно настроены. Во время тюнинга ДВС или установки турбонаддува на атмосферный мотор актуатор необходимо настраивать отдельно. Настройка и регулировка актуатора турбины является важным моментом, так как от нормальной работы системы зависит исправность двигателя и турбокомпрессора. Вестгейт желательно настраивать при помощи спецоборудования, но также это можно сделать самостоятельно, о чем мы расскажем ниже.

Распространенные неисправности вестгейта

Теперь давайте поговорим о частых неисправностях, при которых неизбежна замена актуатора турбины или требуется ремонт данного элемента. Начнем с того, что причин для выхода из строя указанной детали несколько. Прежде всего, ломаются электронные компоненты, возможны неисправности электромотора, а также происходит поломка зубьев шестерней привода клапана.

В ряде случаев проблема устраняется после диагностики в специализированных сервисах по ремонту турбин. Специалисты проводят проверку работоспособности контроллера, выполняют целый ряд тестов. Частой неисправностью, которую помогает устранить ремонт актуатора турбины без замены, является вышедшая из строя манжета (мембрана актуатора турбины).

В полседнем случае к поломке приводит значительный пробег и естественный износ деталей, в результате часто указанная манжета повреждается. Для устранения необходимо снять актуатор турбины, после чего из корпуса вынимается старая мембрана. Далее поверхности следует обезжирить, после чего новая манжета приклеивается клеем к корпусу с двумя колпачками и дополнительно проходит процесс круговой завальцовки.  Затем производится настройка актуатора турбины.

Как отрегулировать актуатор турбины

О необходимости регулировки вестгейта говорит появление узнаваемого дребезга в месте установки турбокомпрессора в тот момент, когда двигатель глушат. Также вибрации и дребезжание появляется при пергазовках, в момент сброса газа. Такой дребезг появляется в результате того, что шток актуатора начинает болтаться, сам дребезжащий звук создает «калитка» регулятора. Еще на проблемы с актуатором укажет недостаточный наддув воздуха в том случае, если с герметичностью на впуске и другими элементами системы турбонаддува никаких неполадок не было обнаружено.

Итак, перейдем к регулировкам. В самом начале отметим, что ответственность за возможные последствия, к которым может привести регулировка актуатора турбины своими руками, целиком и полностью ложится на плечи владельца автомобиля. Другими словами, если вы не уверены в своих силах, тогда лучше доверить указанную процедуру опытным специалистам.

Еще хотелось бы добавить, что многие водители прибегают к манипуляциям с вестгейтом не только по причине неполадок, но и в целях увеличения производительности и повышения давления наддува, то есть реализуют своеобразный тюнинг системы.

  1. Для того чтобы увеличить давление, существует несколько доступных вариантов. Самым простым считается замена пружины регулятора. Чем большую упругость имеет пружина, тем большее давление будет выдавать турбина до момента срабатывания клапана.
  2. Еще одним вариантом выступает затяжка или послабление конца регулятора, что непосредственно влияет на открытие и закрытие заслонки. Если конец расслаблен, тогда тяга клапана удлиняется, затягивание приведет к укорачиванию. Чем короче тяга, тем плотнее будет закрываться заслонка. Соответственно, для открытия потребуется большее давление и временной промежуток. Это позволяет турбине выходить на высокие обороты, причем происходит это достаточно быстро.
  3. Третьим вариантом для увеличения наддува является буст-контроллер. Данный механизм представляет собой соленоид, который способен подменить реальные данные по давлению. Такое устройство ставится перед актуатором, главной задачей является снижение показателя давления, от которого зависит работа вестгейта. Буст-контроллер фактически частично перепускает воздух, что не позволяет актуатору оценивать реальное давление.

Для настройки и регулировки вестгейта необходимо добраться до регулировочной гайки. Сделать это можно после снятия турбины. Также на некоторых автомобилях доступ можно получить не снимая турбокомпрессор. Достаточно добраться до места установки байпаса. Подтягивание указанной гайки позволяет укоротить шток, в результате чего «калитка» будет закрыта сильнее. Чтобы выполнить данную работу, желательно заранее снять катализатор. Это позволит на глаз определить степень закрытия актуатора. Для настройки необходимо иметь ключ под регулировочную гайку (подходит ключ на 10) и плоскогубцы. Весь процесс представляет собой следующие действия:
  • в самом начале со штока снимается скоба, далее ключом ослабляется гайка;
  • затем плоскогубцами подтягивается регулировочный винт вестгейта. Делать это нужно против часовой стрелки;
  • подтяжка происходит до того момента, пока калитка не окажется полностью закрытой;

Чтобы ответить на вопрос, как проверить актуатор турбины самому, достаточно просто постучать по калитке. Дребезга и вибраций быть не должно. По окончании винт проворачивается еще на 2-3 или даже 4 витка по резьбе. Следует учитывать, что один такой оборот практически равен показателю чуть более 0.3 Бар на мембране.

Завершением процесса регулировки можно считать затяжку гайки ключом на 10, а также установку скобы на место. В результате после такой настройки актуатор должен иметь максимальную степень закрытия. После можно запустить двигатель и проверить работу устройства на разных режимах работы ДВС. Посторонних звуков от вестгейта  на перегазовках и при глушении мотора быть не должно, давление наддува также прогнозируемо достигает желаемых показателей.

Читайте также

Принцип работы актуатора

Что такое актуатор турбины в автомобиле? Принцип работы

Актуатор представляет собой техническое устройство или спусковой механизм, передающий усилие от управляющего на управляемый объект.

Само воздействие может быть разнообразным: от линейного до вращающего.

Актуатор турбины

Актуатор турбины управляет специальным клапаном, который открывает или закрывает путь к выхлопным газам. В закрытом состоянии они раскручивают крыльчатку, что постепенно повышает давление. В заданный момент времени актуатор открывает клапан. Затем выводит выхлопные газы в выпускной коллектор автомобиля, что сразу понижает допустимое давление. Если этого не делать, всю систему можно просто вывести из строя.

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

Тонкости настройки актуатора турбины

Существует несколько способов настройки:

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

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

При регулировке жесткости пружины надо просто заменить на подходящую по жёсткости пружину.

Установка контроллера перед актуатором - самый дорогой вариант, но и самый перспективный. В этом случае становится возможным тонкая настройка и управление клапаном по условиям, запрограммированным в этом контроллере.

Особенности актуаторов коробки передач

Как определить, что с актуатором в автоматической коробке передач автомобиля что-то не так? Это будет понятно по рывкам в момент переключения. Необходимо вовремя разобраться в проблеме, посмотрев на актуатор.

Применение актуаторов

Наибольшее распространение актуаторы получили в сфере автомобилей и обустройстве объектов как промышленного, так и жилого направления. В транспорте применение приборов начинается от простых приводов закрытия дверей и багажников (также не забываем про домкраты), заканчивается сложными системами турбоагрегатов и роботизированными коробками передач. 

Актуатор системы сцепления

Актуатор системы сцепления - механическое устройство на электронике, которое выполняет деятельность по сжиманию пружинки диска выжима сцепления. Оно функционирует по командам, которые исходят из блока трансмиссионного управления.

Каркас актуатора сделан из 2х частей. Внутри стоит вал с червячной шестеренкой.

При деятельности на него направлены три силы - усилие в червячном сцеплении, усилие пружинки компенсации, а еще усилие, которое исходит от корзинки системы сцепления.

Актуатор сцепления в поперечном сечении.

Когда поступает сигнал от управляемого блока, то смещается вал, который через рабочий механизм, приводит в движение корзинку сцепления. А вот на практике, именно актуатор системы сцепления, чаще остальных элементов в механизме авто-трансмиссии поврежден поломкам, тем самым водитель лишается возможности пользования автомобилем.

Причина поломки актуатора

Самой часто причиной неисправности - бывает то, что выходят из строя втулки актуатора, установленные на оси шестерни, которая называется червяной. Они вращают шестерни при выжимании корзинки сцепления.

Для уменьшения трения втулки покрывают тефлоном. Но время деятельности втулок очень мало и равняется, примерно, 100 000 км езды.

При эксплуатации без покрытия сила трения растет так, что актуатор просто уже не способен работать. Решение  - замена заводских втулок на бронзовые или латунные.

Ремонт включает смену втулок, которые заточены, а также устранение выработки на валу актуатора сцепления. Это нужно для достижения ровного и плавного скольжения деталей.

Но лучше всег выполнить смену втулок на подшипники с шариками. Они дадут нужную твердость, плавность качания, а еще бывают со своей собственной смазкой, находящейся все время, в их каркасе.

.

Источники:

Понравилась статья? Расскажите друзьям: Оцените статью, для нас это очень важно:

Проголосовавших: 1 чел.
Средний рейтинг: 5 из 5.

Как работает актуатор турбины. Регулировка актуатора турбины. Настройка актуатора турбины

Существует множество вариантов конструкции приводов. Наиболее простые приводы состоят из ходового винта, тисков, зажима и рычагов. Такие системы можно встретить в различных механизмах: от соковыжималки до дробилки камней.

Более продвинутые линейные приводы включают в себя баллоны со сжатым воздухом, которые используются для обеспечения большей мощности частей машин. Они используются в гидравлических цилиндрах и, нередко являются составной частью строительной техники, такой как отбойные молотки, подъемники и домкраты.

Существует и третий тип приводов – электрические. Они состоят из катушек с проволокой, которые вращаются под действием электромагнитной силы. Электрические линейные приводы чаще всего используются для открытия или закрытия дверей в автомобилях. Их еще можно встретить внутри двигателей электротранспорта или на конвейерах.

Специализированные приводы

Специализированные линейные приводы используются для узкого круга важных задач. Такими могут быть гидравлические детали для управления полетом на больших самолетах, которые должны перемещаться с точностью в десятые доли миллиметра. Еще их используют для станочного оборудования с крошечными серводвигателями и зубчатыми ремнями. Даже недорогие шаговые двигатели с линейным приводом, используемые в принтерах для домашних компьютеров, имеют шаг до одного миллиметра.

Особенности конструкции в зависимости от применения

Инженеры, интегрирующие линейные приводы в оборудование, должны детально понимать условия их работы, чтобы определить, какую конструкцию применять в той или иной ситуации. Это делается из экономических соображений, так как чем меньше ход рабочего цикла привода, тем дороже он стоит.

Например, печатная головка в принтере должна располагаться очень точно над листом бумаги. Тормозные цилиндры в автомобиле, напротив, должны поглощать большое количество энергии, чтобы уменьшить время торможения и путь до полной остановки.

Гидравлические цилиндры на больших экскаваторах, используемых в строительстве, должны уметь перемещать сотни килограммов груза с относительно маленькой погрешностью.

Линейные приводы с электронным управлением, используемые в процессе сборки небольших деталей, перемещаются с ослепительной скоростью и собирают сотни микрочипов за небольшое время.

Как видно из всего вышесказанного, линейные приводы, хоть и имеют общие конструктивные особенности, сильно отличаются друг от друга по применению. Это обусловлено многими факторами: нагрузкой на прибор, размером, скоростью работы и многим другим.

Для многих водителей автомобиль – это просто средство передвижения, тогда как для других машина является хобби, в которое они готовы вкладывать время и деньги, чтобы добиться улучшения базовых характеристик. Одним из наиболее популярных способов тюнинга двигателя автомобиля является установка турбины (турбокомпрессора). Турбина способна значительно повысить мощность мотора, если ее правильно подобрать и настроить.

В настоящее время наибольшую популярность имеют турбины высокого давления, которые отличаются от базовых вариантов турбокомпрессоров наличием клапана. Он необходим, чтобы справляться с избыточным давлением при работе двигателя на высоких оборотах.

Оглавление:

Обратите внимание: В автомобильном сленге данный клапан может носить разные названия, среди которых самые распространенные следующие: вестгейт, актуатор, вакуумный регулятор. Следует понимать, что под всеми этими терминами подразумевается одна деталь, которая занимается защитой турбины от перегрузок при работе на высоких оборотах.

В процессе эксплуатации актуатор турбины может выйти из строя, и владельцу автомобиля потребуется его замена, чтобы продолжить эксплуатировать автомобиль с турбированным мотором. Замена вестгейта подразумевает не только его установку, но и регулировку, которую крайне важно выполнить правильно. В рамках данной статьи рассмотрим, как настроить клапан турбины самостоятельно, не обращаясь к специалистам сервисных центров.

Как работает актуатор турбины

Как было отмечено выше, задачей актуатора турбины является снижение давления при работе мотора на высоких оборотах. Он монтируется до турбины в выпускной коллектор автомобиля.

Принцип работы вестгейта крайне простой. Когда в двигателе повышаются обороты, а вместе с тем возрастает давление отработавших газов, стоит задача пустить их мимо самого турбинного колеса. Соответственно, в этот момент происходит открытие актуатора, установленного до турбины, и через него выходят отработавшие газы. За счет этого в клапаны попадает больше воздуха, что необходимо для максимального разгона турбонагнетателя.

Распространенные неисправности актуатора турбины

Можно выделить три главных причины, почему ломается вестгейт:

  • Выходят из строя электронные составляющие компонента системы, которые отвечают за его своевременное открытие/закрытие;
  • Ломаются зубья шестерней привода, что приводит к сложностям при открытии и закрытии клапана;
  • Выход из строя электромотора, который отвечает за работу створки, вследствие чего система не функционирует должным образом.

В условиях специализированного сервисного центра можно устранить все описанные выше проблемы, но важно отметить, что для начала необходимо правильно диагностировать поломку, для чего потребуются специальные тестеры. Соответственно, самостоятельный ремонт актуатора турбины часто невозможен из-за отсутствия необходимого оборудования.

Чаще всего, когда клапан турбины выходит из строя, его целесообразнее не ремонтировать, а заменить. Особенно это актуально, когда выходят из строя манжет или маслосъемные колпачки, которые не подлежат замене. В таком случае потребуется снять актуатор турбины и установить на его место новый. Делается это следующим образом:


Как настроить актуатор турбины

Первый вопрос, который возникает у водителя после установки актуатора на турбину – «Зачем его настраивать?». Ответ на этот вопрос очень простой – если не произвести настройку (или настроить актуатор неправильно), то во время работы турбины в период перегазовок будет ощущаться серьезное дрожание системы. Кроме того, оно будет заметно при остановке двигателя. Еще один момент, который явно указывает на то, что актуатор турбины не настроен должным образом, это недостаточный наддув.

Обратите внимание: Недостаточный наддув может возникать не только по причине плохой настройки турбины. Также он проявляется, если впуск системы негерметичен.

Есть три способа, как настроить актуатор турбины:


Это три самых распространенных способа настройки актуатора турбины, каждый из которых имеет свои преимущества и недостатки.

Встретив словосочетание «актуатор турбины» (actuator, westgate — вестгейт) и задумавшись над тем, что это такое, большинство автомобилистов из самого названия, а точнее из его русскоязычного аналога, понимают, что это устройство, регулирующее работу турбины на двигателях таковой оснащенных. И это действительно так.

Турбонаддув силового агрегата авто за счет увеличения количества поступающего в цилиндры воздуха (создаваемого им давления) увеличивает его мощность. Учитывая тот факт, что, в большинстве своем, энергия, раскручивающая турбокомпрессор, берется из давления выхлопных газов, выходящих из выпускного коллектора, следует понимать следующее: выше мощность → больше давление выхлопных газов → сильнее раскручивается турбина → растет нажим во впуске.

Да, со стороны кажется – вечный двигатель, но это давление выше необходимого, и оно вредит механизмам двигателя и самой турбины, поэтому его польза уже становится не так актуальна. Для решения проблем, связанных с регулировкой давления, создаваемого турбокомпрессором, служит актуатор.

Как он работает?

Принцип работы актуатора, или как его еще называют, вакуумного регулятора в целом прост: при наличии избыточного давления заслонка либо клапан открывается и излишний воздух (газы) не попадает в механизмы турбины/двигателя, а по специальным каналам отводится, минуя их, не позволяя турбине раскручиваться более определенного количества оборотов.

Открытие осуществляется 2 способами:

1. Пневматически.

Привод заслонки соединен мембраной либо цилиндром (в зависимости от производителя), прижатым в закрытом положении пружиной. При определенном нажиме, создаваемым турбиной, силы пружины не хватает удерживать заслонку в закрытом положении, и она открывается, направляя часть выхлопных газов мимо крыльчатки, уменьшая скорость вращения турбонаддува.

Плюс такого устройства – простота и надежность. Минус – сложность тонкой настройки.

2. Электромеханически.

Здесь клапан подчиняется электронному блоку управления двигателем через различные датчики, установленные, как в самой турбине, так и на впускном, выпускном коллекторах. Как следствие, такая система более отзывчива к регулировке и подстраивается под работу двигателя в любых условиях.

Недостаток всего один – сложность и высокая стоимость ремонта.

Видео с описанием работы турбокомпрессора с вакуумным регулятором.

Неисправности.

Неисправности могут быть как механические, вследствие больших температур выпускных газов, их агрессивной среды либо банального старения механизма и его износа, так и электромеханические, по тем же причинам.

Электронные системы, проще в диагностике, сам ЭБУ их диагностирует и может конкретно указать на проблему.

В полностью пневматическом устройстве все сложнее.

Во-первых, без специального оборудования и наличия регламентных показателей рабочей системы сложно разобраться, имеется ли проблема вовсе. О неполадке может сказать лишь уже в целом некорректно работающий двигатель, а сама проблема может быть запущена до сложного и дорого ремонта. Хотя в таких системах первоначальным источником проблемы могла быть попросту ослабшая пружина либо небольшая негерметичность в пневматической части.

Во-вторых, если и захочется разобраться в диагностике и наличии неисправности в турбонаддуве, сперва придется изучить сервисную документацию по конкретному автомобилю и алгоритмам диагностики работы его вестгейта, что довольно долго и не всегда возможно, поэтому если есть подозрения на неправильную работу турбины/вакуумного регулятора, большинству автовладельцев дорога только в специализированный сервис.

Тонкости настройки актуатора турбины.

Для любителей поковыряться в машине отметим, настройка актуатора – это как раз та единственная вещь, благодаря которой можно увеличить эффективность действия турбонаддувом выше предусмотренных производителем показателей. Конечно, надо понимать, увеличивая давление, создаваемое турбокомпрессором и, как следствие, мощность двигателя, вы расплачиваетесь меньшим ресурсом его работоспособности.

Если это вас не останавливает – в простых пневматических системах стремитесь к увеличению давления, при котором начинает открываться заслонка вестгейта. Как этого добиться, уже зависит непосредственного от устройства турбокомпрессора и тех компонентов, позволяющих это сделать, которые предусмотрел производитель, возможно, придется что-то усовершенствовать. В электронных системах произвести настройку работы актуатора, конечно, проще, но нужно учитывать, что сама настройка будет происходить посредством перепрограммирования ЭБУ. Если в целом вы знакомы с этим, больших проблем такая процедура не составит. Главное – вовремя остановиться в диапазоне регулировок. Однако это не всегда возможно вовсе – производители заботятся, чтобы лишние люди не лазили там, где им не следует, поэтому максимально блокируют возможность постороннего вмешательства в функционирование систем.

Видео о проверке и настройке актуатора турбины.

Подытожим.

Актуатор турбины – агрегат, основанная задача которого – защита от переизбытка давления и самой турбины, и двигателя в целом.

Принцип работы актуатора может быть различен, все зависит от производителя и конкретного устройства системы.

Ремонт и настройка актутора – непростая задача, как в диагностике, так и самом ремонте. Если читаете это материал, то, наверное, вам еще рано вмешиваться в работу данной системы, в помощь будут только специализированные сервисы. Если же хочется самостоятельно разобраться, необходимо обзавестись сервисной литературой по данной тематике конкретного производителя, что не всегда просто, ввиду редко имеющегося у такового желания делиться подобными секретами, уменьшая собственную прибыль на сервисе.

, микроэлектромеханические системы , многофункциональные наночастицы в медицине , олигонуклеотид Определение Исполнительное устройство или его активный элемент, преобразующий один из видов энергии (электрической, магнитной, тепловой, химической) в другую (чаще всего - в механическую), что приводит к выполнению определенного действия, заданного управляющим сигналом. Описание

Слово «актуатор» происходит от английского термина actuator – устройство или элемент какого-либо устройства, который может «действовать». Как правило, когда говорят об актуаторах, речь идет о механическом действии – например, о линейном перемещении или вращении. В микро- и наносистемах вместо электромагнитного принципа преобразования энергии, используемого повсеместно в макроэлектронике, часто используют пьезоэлектрический или электростатический эффекты.

К простейшим типам электрических актуаторов относятся электростатические устройства на основе плоскопараллельных конденсаторов. Тепловые актуаторы обычно создают, используя эффекты теплового расширения или деформации контакта двух материалов (часто – пары металл-диэлектрик) с разной величиной коэффициента линейного теплового расширения. Разогрев элементов производят, пропуская через них электрический ток или нагревая окружающую среду. Такие актуаторы могут развивать достаточно большие усилия, однако эффективность использования энергии в них весьма мала. И обычно не превышает 0,1%.

Химическое управление актуаторами может осуществляться при помощи изменения состава окружающей среды, ее кислотности и других факторов, в частности, света. В качестве специфической разновидности химических наноактуаторов можно рассматривать так называемые биологические молекулярные моторы. Примером такого мотора может быть фермент эндонуклеаза рестрикции EcoR124I. Это крошечное устройство способно выталкивать и втягивать стержень диаметром 2 нанометра, сделанный из молекулы ДНК, со скоростью почти 190 нанометров в секунду, а общее перемещение может достигать 3-х микрометров. Вместо «нанобатарейки» такой молекулярный мотор использует молекулы АТФ (АТФ - аденозин 5"-трифосфат) – источник энергии, используемый живыми клетками. Чтобы «включить» такой «мотор», нужно «впрыснуть» порцию молекул АТФ.

Другой молекулярный мотор - ATФ-синтетаза, предназначенный для синтеза или гидролиза молекул АТФ, а также для переноса протонов (Н +)через мембрану клетки. По эффективности работы и развиваемой силе АТФ-синтетаза существенно превосходит все известные в природе молекулярные моторы. Типичная сила, продуцируемая такой молекулярной турбиной, составляет около 1 пкН, а мощность – порядка 1 аВт (1·10 -18). Существует множество других наноактуаторов, созданных на основе биологических молекул, полимеров, кремния и других материалов.

  • Гудилин Евгений Алексеевич, д.х.н.
  • Шляхтин Олег Александрович, к.х.н.
Ссылки
  1. K?hler M., Fritzsche W. Nanotechnology: An Introduction to Nanostructuring Techniques. - Weinheim: Wiley-VCH, 2004 - 272 pp.
  2. Fennimore A.M., Yuzvinsky T.D., Wei-Qiang Han et al. Rotational actuators based on carbon nanotubes // Nature. - № 424, 2003 - P. 408-410
  3. Нанотехнологии. Азбука для всех. Под ред. Ю.Д. Третьякова. - М.: ФИЗМАТЛИТ, 2008. - 368 с.
  4. Наноэлектромеханические системы / Сайт "Нанометр". URL: http://www.nanometer.ru/2008/12/21/nems_54998.html (дата обращения 22.10.2009)
  5. Cornelius T. Handbook Techniques and Applications Design Methods; Fabrication Techniques; Manufacturing Methods; Sensors and Actuators; Medical Applications. - Springer, 2007 - 1350 p.
  6. Poole C.P., Owens F.J. Introduction to Nanotechnology. - New Jersey: Wiley-interscience, 2003 - 388 p.
  7. Микроэлектромеханические системы / Сайт "Нанометр" http://www.nanometer.ru/2008/12/18/nanoazbuka_54965.html (дата обращения 22.10.2009)
Иллюстрации

Наноактуатор-мотор. Вверху приведена схема, а внизу – реальное изображение, полученное с помощью сканирующего электронного микроскопа. Вращающаяся часть, называемая ротором, – крошечная золотая пластинка размером около 250 нм, которая закреплена на оси – углеродной нанотрубке. Вокруг ротора расположено три электрода – два по бокам и один снизу. Подавая на электроды переменное электрическое напряжение с амплитудой около 5 В, можно заставить наномотор вращаться.



Источник: Нанотехнологии. Азбука для всех. Под ред. Ю.Д. Третьякова. - М.: ФИЗМАТЛИТ, 2008. - 368 с.

Теги МЭМС НЭМС Разделы Молекулярные моторы
Микро(нано)электромеханические системы (MEMS/NEMS)
Микромеханические системы, наноприводы, наноманипуляторы
Бионанотехнологии, биофункциональные наноматериалы и наноразмерные биомолекулярные устройства
Системная интеграция нано/микро/макро структур, наноэлектромеханические системы, манипуляторы и актуаторы, нанотехнологии в робототехнике
Молекулярная электроника и устройства на ее основе

Энциклопедический словарь нанотехнологий. - Роснано . 2010 .

Смотреть что такое "актуатор" в других словарях:

    - … Википедия

    Трёхмерная модель исполнительного устройства, построенная на основе теории эластичности. Исполнительное устройство, актуатор, актюатор в кибернетике подсистема, передающая воздействие с управляющего устройства на объект управления. Часто… … Википедия

    Поворотный пневмоцилиндр. Пневматический привод (пневмопривод) силовое устройство, преобразующее энергию (обычно сжатого воздуха) в движение. В зависимости от характера воздействия на рабочий орган это движение может быть вращательным или… … Википедия

    Система централизованной блокировки замков, которая позволяет одновременно закрыть или открыть все двери автомобиля. Система может иметь дистанционное управление и относится к разряду вспомогательных систем автомобиля. Содержание 1 Функции 2… … Википедия

    Термин лаборатория на чипе Термин на английском lab on a chip Синонимы микросистемы полного анализа, micro total analysis systems Аббревиатуры LOC, µTAS Связанные термины актуатор, биологические моторы, биомедицинские микроэлектромеханические… …

    Термин микроэлектромеханические системы Термин на английском Micro electro mechanical systems Синонимы Microelectromechanical systems, Micromachines (Japan), Micro Systems – MST (Europe) Аббревиатуры МЭМС, MEMS Связанные термины актуатор,… … Энциклопедический словарь нанотехнологий

    Термин многофункциональные наночастицы в медицине Термин на английском multifunctional nanoparticles in medicine Синонимы наносомы, динамические наноплатформы Аббревиатуры Связанные термины "двуликие" частицы, абляция, актуатор,… … Энциклопедический словарь нанотехнологий

    Термин олигонуклеотид Термин на английском oligonucleotide Синонимы Аббревиатуры Связанные термины актуатор, биологические нанообъекты, биосенсор, генная инженерия, геном, ДНК, ДНК зонд, ДНК микрочип, РНК, многофункциональные наночастицы в… … Энциклопедический словарь нанотехнологий

    Термин "умные" материалы Термин на английском smart materials Синонимы Аббревиатуры Связанные термины "умные" композиты, актуатор, наночастица, сканирующая зондовая микроскопия, пьезоэффект, магнитная жидкость Определение… … Энциклопедический словарь нанотехнологий

    Термин биологические моторы Термин на английском biological motors Синонимы моторные белки, биологические наномоторы, молекулярные моторы, motor proteins, molecular motors Аббревиатуры Связанные термины актуатор, белки, биологические нанообъекты … Энциклопедический словарь нанотехнологий

Многих людей интересует различие понятия "актуаторы", "линейные приводы", "прямоходные механизмы" и т.п.

По большому счету, никакой разницы между ними нет, это просто вопрос личных предпочтений. Но мы лично под определением "актуаторы" имеем ввиду компактные и маломощные механизмы, которые могут использоваться не только в промышленных установках, но и для бытовых целей - например для открывания дверей или багажника автомобиля, для распашных или раздвижных ворот и т.п. Любой актуатор преобразует вращательное движение вала в поступательное перемещающее движение штока. В основном перемещает с малым усилием на небольшие расстояния.

В общем виде он представляет собой систему позиционирования рабочего органа с электродвигателем, с возможностью подключение устройства управления.
Диапазон нарузок и скоростей вы видите в анонсах продукции.

Конструкция компактная, легкая, просто монтируется и обслуживается, высоконадеженая, при правильной эксплуатации и соблюдении всех условий прослужит Вам долгие годы.

Использованием актуатора в наше время никого не удивишь. Он используется в и в тяжелой промышленности и бытовых приборах повсеместно. Он осуществляет прямоходное перемещение в передах заданного расстояния. Может использоваться в крышках, дверях, задвижках и т.п.

Когда говорят о линейном актуаторе сразу представляют собой небольшой мезанизм, который легко применить и монтировать. Наиболее часто используется в автомобилях - в дверях и их замках, например в замке багажника. Обычно они все подключены к устройству управления, которое фиксирует состояние и изменения и реагирует на них

Также широко применяются они в медицине, мебельном производстве, пищевой промышленности, деревообработке, космической индустрии и других отраслаях.

Основу актуатора составляет винтовая или шарико винтовая передача, дополненная прочным корпусом из алюминиевого сплава.

Могут быть с выдвижным штоком, либо с перемещающейся по направлящей (винту) гайкой, в нашем случае это винтовые дократы.

Очень важным параметром явkяется точность позиционирования, вплоть до долей миллиметра. Не менее значима и способность выдерживать нагрузки при эксплуатации, а также механическая прочность.

Как работает актуатор турбины - Camaro club — сообщество опытных автолюбителей и профессионалов

Содержание статьи:

Актуаторы турбин – причины и следствия проблем с вестгейт-клапаном турбонаддува

Актуатор турбины он же Wastegate, или клапан управления турбиной

Как следует из английского названия, этот клапан управления турбиной служит для сброса излишков вращающих крыльчатку ротора выхлопных газов через отводной, или байпасный, канал. Если этого не делать, вал обретёт чрезмерную скорость на больших частотах вращения коленвала, что чревато аварийным ростом давления наддува, а при закрытом дросселе – помпажом нагнетателя. Уменьшение производительности компрессора не поможет, тогда его возможностей на малых и средних оборотах не хватит, двигатель попадёт в так называемую «турбояму». Отказы устройства связаны именно со случаями избытка или недостатка нагнетаемого потока. Рассмотрим подробнее их проявления.

Вестгейт – ограничитель на службе повышения мощности

Некоторые турбокомпрессоры обходятся без байпасного режима. Это турбины низкого давления, в силу своей компактности и низкой производительности они не выходят на режимы, требующие ограничения потока с горячей стороны. Достаточно иногда сбрасывать избыток на выходе, для чего применяется более простое устройство.

Другая ситуация с мощными турбонаддувами, способными создавать очень высокий напор при большом расходе. Тут и потребуется лимитировать газовый поток выхлопа на более эффективную крыльчатку.

Клапан управления турбиной: устройство и принцип действия

Клапан турбины состоит из корпуса, разделённого эластичной мембраной на две части. В первую поступает управляющее воздействие подаваемого на впуск воздуха, а из второй выходит подпружиненный шток, механически подсоединённый к диафрагме. Как только сила на единицу площади мембраны превысит определённую величину, пружина сожмётся и шток придёт в движение, открыв перепускной канал выхлопа. Газы будут направлены в обход турбинного колеса, и скорость его вращения снизится.

Внимание

Симптомы неисправностей актуатора турбины

Нештатное состояние актуатора турбины подразумевает два отклонения от нормальной работы мотора – избыточный напор турбины и недостаточный, в зависимости от конкретного характера поломки.

  • При отказавшей в закрытом состоянии «калитке» вестгейта турбина станет вращаться с превышением оборотов, то есть передувать. Если даже при этом не произойдёт механических разрушений в агрегате, что весьма вероятно, двигатель начнёт получать избыточное количество воздуха. Последствиями станут переобеднение смеси, вплоть до пропусков зажигания, детонация в цилиндрах, быстрый выход из строя свечей.
  • Если калитка окажется постоянно открытой, то компрессор не сможет развивать требуемые показатели производительности и расхода воздуха. Мотор потеряет мощность, автомобиль не сможет энергично разгоняться, обязательно возрастёт расход топлива из-за переобогащённой смеси. Особенно это скажется на переходных режимах.
  • Возможны промежуточные состояния неуверенной работы актуатора. Появится характерный звук дребезга клапана, в частности при холостых оборотах и остановке двигателя, мощность и крутящий момент станут неравномерными, возможны рывки и подхваты.

Причины поломок, диагностика, возможность ремонта

Основная беда актуатора турбины – старение диафрагмы и потеря ею герметичности. Клапан перестаёт реагировать на изменения выходного давления, и не управляет открытием байпаса. Проверить это достаточно просто, достаточно подуть в приёмный штуцер. Не должно появиться никаких признаков утечки пневмокамеры.

Повреждённую диафрагму можно заменить, при наличии запасных частей. Корпус вестгейта развальцовывается, из него извлекается мембрана и заменяется на новую. Попутно из корпуса удаляются загрязнения.

Более продуктивным станет замена актуатора на новый. Надёжность при подобном ремонте выше.

Возможны варианты исполнения

Не все актуаторы выглядят и исполнены одинаково. Они разделяются на:

  • чисто пневматические,
  • работающие под электронным управлением,

  • гибридные, например имеющие на управляющем входе воздушный редуктор. Он, в свою очередь, может управляться от электронного программируемого блока, регулирующего максимальный турбонаддув – буст-контроллера. Такая вариативность исполнений позволяет более точно управлять турбомотором в зависимости от ситуации.

Но зная принцип работы актуатора турбины и характер проявления его вероятных поломок, можно определиться с необходимостью ремонта любого по сложности конструктива при появлении тревожных симптомов.

Актуатор турбины: принцип работы и настройка

Для многих водителей автомобиль – это просто средство передвижения, тогда как для других машина является хобби, в которое они готовы вкладывать время и деньги, чтобы добиться улучшения базовых характеристик. Одним из наиболее популярных способов тюнинга двигателя автомобиля является установка турбины (турбокомпрессора). Турбина способна значительно повысить мощность мотора, если ее правильно подобрать и настроить.

В настоящее время наибольшую популярность имеют турбины высокого давления, которые отличаются от базовых вариантов турбокомпрессоров наличием клапана. Он необходим, чтобы справляться с избыточным давлением при работе двигателя на высоких оборотах.

Обратите внимание: В автомобильном сленге данный клапан может носить разные названия, среди которых самые распространенные следующие: вестгейт, актуатор, вакуумный регулятор. Следует понимать, что под всеми этими терминами подразумевается одна деталь, которая занимается защитой турбины от перегрузок при работе на высоких оборотах.

В процессе эксплуатации актуатор турбины может выйти из строя, и владельцу автомобиля потребуется его замена, чтобы продолжить эксплуатировать автомобиль с турбированным мотором. Замена вестгейта подразумевает не только его установку, но и регулировку, которую крайне важно выполнить правильно. В рамках данной статьи рассмотрим, как настроить клапан турбины самостоятельно, не обращаясь к специалистам сервисных центров.

Как работает актуатор турбины

Как было отмечено выше, задачей актуатора турбины является снижение давления при работе мотора на высоких оборотах. Он монтируется до турбины в выпускной коллектор автомобиля.

Принцип работы вестгейта крайне простой. Когда в двигателе повышаются обороты, а вместе с тем возрастает давление отработавших газов, стоит задача пустить их мимо самого турбинного колеса. Соответственно, в этот момент происходит открытие актуатора, установленного до турбины, и через него выходят отработавшие газы. За счет этого в клапаны попадает больше воздуха, что необходимо для максимального разгона турбонагнетателя.

Распространенные неисправности актуатора турбины

Можно выделить три главных причины, почему ломается вестгейт:

  • Выходят из строя электронные составляющие компонента системы, которые отвечают за его своевременное открытие/закрытие;
  • Ломаются зубья шестерней привода, что приводит к сложностям при открытии и закрытии клапана;
  • Выход из строя электромотора, который отвечает за работу створки, вследствие чего система не функционирует должным образом.

В условиях специализированного сервисного центра можно устранить все описанные выше проблемы, но важно отметить, что для начала необходимо правильно диагностировать поломку, для чего потребуются специальные тестеры. Соответственно, самостоятельный ремонт актуатора турбины часто невозможен из-за отсутствия необходимого оборудования.

Чаще всего, когда клапан турбины выходит из строя, его целесообразнее не ремонтировать, а заменить. Особенно это актуально, когда выходят из строя манжет или маслосъемные колпачки, которые не подлежат замене. В таком случае потребуется снять актуатор турбины и установить на его место новый. Делается это следующим образом:

Первым делом потребуется достать из корпуса старую манжету;

  • Далее крайне важно обезжирить поверхности, чтобы они плотно скрепились друг с другом;
  • После этого, используя герметичный клей, нужно наклеить новую манжету на корпус с двумя колпачками;
  • Для создания необходимого вакуума между колпачками создается зазор, вместе с тем обеспечивается дополнительная смазка;
  • Далее при помощи клея крепится мембрана, и ее важно завальцевать по всей окружности.
  • На этом можно считать установку активатора завершенной. Остается его настроить, чтобы он правильно работал с системой.

    Как настроить актуатор турбины

    Первый вопрос, который возникает у водителя после установки актуатора на турбину – «Зачем его настраивать?». Ответ на этот вопрос очень простой – если не произвести настройку (или настроить актуатор неправильно), то во время работы турбины в период перегазовок будет ощущаться серьезное дрожание системы. Кроме того, оно будет заметно при остановке двигателя. Еще один момент, который явно указывает на то, что актуатор турбины не настроен должным образом, это недостаточный наддув.

    Обратите внимание: Недостаточный наддув может возникать не только по причине плохой настройки турбины. Также он проявляется, если впуск системы негерметичен.

    Есть три способа, как настроить актуатор турбины:

    Заменить пружину. Это самый простой вариант, который основывается на том, что при замене пружины устанавливается более упругая деталь, которая увеличивает давление. При необходимости можно установить более мягкую пружину, чтобы это давление снизить;

  • Регулировка конца актуатора. Если ослабить конец вестгейта, удастся удлинить тягу перепускного клапана, а если его затянуть, то тяга сократится. Если в результате такой настройки сократить тягу, удастся более плотно прижать заслонку. Соответственно, потребуется большее усилие, чтобы ее открыть. Это приводит к тому, что крыльчатка раскручивается в меньшие сроки;
  • Установка буст-контроллера. Еще один вариант, позволяющий повысить наддув. Данный механизм меняет настоящее значение давления. Его требуется установить до вестгейта, чтобы он снижал воздействующее на него давление. Буст-контроллер будет заниматься тем, что выпустит часть воздуха самостоятельно, соответственно, оставив меньше работы для актуатора.
  • Это три самых распространенных способа настройки актуатора турбины, каждый из которых имеет свои преимущества и недостатки.

    Актуатор турбины: принцип работы и настройка

    Для многих водителей автомобиль – это просто средство передвижения, тогда как для других машина является хобби, в которое они готовы вкладывать время и деньги, чтобы добиться улучшения базовых характеристик. Одним из наиболее популярных способов тюнинга двигателя автомобиля является установка турбины (турбокомпрессора). Турбина способна значительно повысить мощность мотора, если ее правильно подобрать и настроить.

    В настоящее время наибольшую популярность имеют турбины высокого давления, которые отличаются от базовых вариантов турбокомпрессоров наличием клапана. Он необходим, чтобы справляться с избыточным давлением при работе двигателя на высоких оборотах.

    Обратите внимание: В автомобильном сленге данный клапан может носить разные названия, среди которых самые распространенные следующие: вестгейт, актуатор, вакуумный регулятор. Следует понимать, что под всеми этими терминами подразумевается одна деталь, которая занимается защитой турбины от перегрузок при работе на высоких оборотах.

    В процессе эксплуатации актуатор турбины может выйти из строя, и владельцу автомобиля потребуется его замена, чтобы продолжить эксплуатировать автомобиль с турбированным мотором. Замена вестгейта подразумевает не только его установку, но и регулировку, которую крайне важно выполнить правильно. В рамках данной статьи рассмотрим, как настроить клапан турбины самостоятельно, не обращаясь к специалистам сервисных центров.

    Как работает актуатор турбины

    Как было отмечено выше, задачей актуатора турбины является снижение давления при работе мотора на высоких оборотах. Он монтируется до турбины в выпускной коллектор автомобиля.

    Принцип работы вестгейта крайне простой. Когда в двигателе повышаются обороты, а вместе с тем возрастает давление отработавших газов, стоит задача пустить их мимо самого турбинного колеса. Соответственно, в этот момент происходит открытие актуатора, установленного до турбины, и через него выходят отработавшие газы. За счет этого в клапаны попадает больше воздуха, что необходимо для максимального разгона турбонагнетателя.

    Распространенные неисправности актуатора турбины

    Можно выделить три главных причины, почему ломается вестгейт:

    • Выходят из строя электронные составляющие компонента системы, которые отвечают за его своевременное открытие/закрытие;
    • Ломаются зубья шестерней привода, что приводит к сложностям при открытии и закрытии клапана;
    • Выход из строя электромотора, который отвечает за работу створки, вследствие чего система не функционирует должным образом.

    В условиях специализированного сервисного центра можно устранить все описанные выше проблемы, но важно отметить, что для начала необходимо правильно диагностировать поломку, для чего потребуются специальные тестеры. Соответственно, самостоятельный ремонт актуатора турбины часто невозможен из-за отсутствия необходимого оборудования.

    Чаще всего, когда клапан турбины выходит из строя, его целесообразнее не ремонтировать, а заменить. Особенно это актуально, когда выходят из строя манжет или маслосъемные колпачки, которые не подлежат замене. В таком случае потребуется снять актуатор турбины и установить на его место новый. Делается это следующим образом:

    1. Первым делом потребуется достать из корпуса старую манжету;
    2. Далее крайне важно обезжирить поверхности, чтобы они плотно скрепились друг с другом;
    3. После этого, используя герметичный клей, нужно наклеить новую манжету на корпус с двумя колпачками;
    4. Для создания необходимого вакуума между колпачками создается зазор, вместе с тем обеспечивается дополнительная смазка;
    5. Далее при помощи клея крепится мембрана, и ее важно завальцевать по всей окружности.

    На этом можно считать установку активатора завершенной. Остается его настроить, чтобы он правильно работал с системой.

    Как настроить актуатор турбины

    Первый вопрос, который возникает у водителя после установки актуатора на турбину – «Зачем его настраивать?». Ответ на этот вопрос очень простой – если не произвести настройку (или настроить актуатор неправильно), то во время работы турбины в период перегазовок будет ощущаться серьезное дрожание системы. Кроме того, оно будет заметно при остановке двигателя. Еще один момент, который явно указывает на то, что актуатор турбины не настроен должным образом, это недостаточный наддув.

    Обратите внимание: Недостаточный наддув может возникать не только по причине плохой настройки турбины. Также он проявляется, если впуск системы негерметичен.

    Есть три способа, как настроить актуатор турбины:

    • Заменить пружину. Это самый простой вариант, который основывается на том, что при замене пружины устанавливается более упругая деталь, которая увеличивает давление. При необходимости можно установить более мягкую пружину, чтобы это давление снизить;
    • Регулировка конца актуатора. Если ослабить конец вестгейта, удастся удлинить тягу перепускного клапана, а если его затянуть, то тяга сократится. Если в результате такой настройки сократить тягу, удастся более плотно прижать заслонку. Соответственно, потребуется большее усилие, чтобы ее открыть. Это приводит к тому, что крыльчатка раскручивается в меньшие сроки;
    • Установка буст-контроллера. Еще один вариант, позволяющий повысить наддув. Данный механизм меняет настоящее значение давления. Его требуется установить до вестгейта, чтобы он снижал воздействующее на него давление. Буст-контроллер будет заниматься тем, что выпустит часть воздуха самостоятельно, соответственно, оставив меньше работы для актуатора.

    Это три самых распространенных способа настройки актуатора турбины, каждый из которых имеет свои преимущества и недостатки.

    (413 голос., средний: 4,52 из 5)

    Актуатор турбины: как работает и для чего нужен

    Многие водители предпочитают тюнинговать двигатель турбокомпрессором. Это агрегат, правильное название которого — актуатор турбины. При корректной настройке устройство может серьезно увеличить мощностные характеристики мотора. Сейчас широкое распространение получили актуаторы высокого давления. В конструкции устройства есть клапан, который препятствует росту давления при работе двигателя на повышенных оборотах.

    Как работает актуатор турбины дизельного двигателя?

    На сленге автолюбителей этот узел имеет разные названия — например, вестгейт, вакуумный регулятор. Как и другие механические узлы, актуатор может сломаться, и тогда, чтобы продолжить эксплуатировать турбированный двигатель, его приходится менять. Но замена — это полбеды. Потом вестгейт придется регулировать, и это уже серьезная задача, правильно выполнить которую сможет только опытный водитель.

    Регулятор ставят в выпускной коллектор машины. Принцип его действия простой. При увеличении скорости мотор начинает работать на повышенных оборотах. Давление отработанного газа растет. Появляется необходимость провести его мимо колеса турбины. Тогда и начинает действовать вестгейт — его клапан открывается и пропускает газы через себя.

    Не работает актуатор турбины: признаки

    Симптомов поломки турбокомпрессора несколько, но основной – синий выхлоп. Особенно ярко он выражается во время разгона, но когда работа силового агрегата стабилизируется, выхлоп приобретает обычный цвет. Дым синеет из-за сгорания масла, которое попало в мотор по причине его вытекания из турбокомпрессора.

    Из выхлопной трубы может выходить и черный дым, что говорит о сгорании обогащенного топлива из-за утечки воздуха в интеркулере. Также выхлоп может быть черным из-за поломки управляющей системы турбокомпрессора.

    Выход дыма белого цвета также говорит о неисправности турбокомпрессора. Выхлоп белеет из-за засора в сливе турбинного маслопровода. Другими явными признаками неисправности актуатора являются потеки масла на турбине и значительное увеличение его расхода. Это свидетельство засора в каналах подачи воздушной массы или маслопровода.

    Если автомобиль стал разгоняться медленнее обычного, дело также может быть в турбокомпрессоре. Его неисправность может стать причиной недостаточного поступления воздушной массы в силовой агрегат. Нехватка воздуха приводит к серьезному падению мощности мотора.

    Еще один признак поломок в турбине — сильный шум при работе двигателя. Его появление бывает вызвано протеканием воздуха между выходом компрессора и мотором. Вместе с шумом появляется неприятный скрежет при включенном турбокомпрессоре. Скрежет или шум могут быть следствием образования трещин, вмятин или других механических повреждений, которых касаются лопасти агрегата.

    Если расход масла значительно увеличился, а выхлоп стал более токсичным, проверьте воздушный фильтр или подключенный к турбине воздушный канал. Может быть, проблема в том, что эти элементы засорились.

    Последний признак нерабочего состояния вестгейта – самый распространённый. Это выход масла из компрессора. Причина неоригинальна — это все то же замусоривание кожуха оси турбогенератора. Также выход масла мог быть спровоцирован неисправностью смазочной системы или ее закоксовыванием.

    Как проверить актуатор турбины?

    Диагностика электронного турбокомпрессора начинается с проверки тестером. Актуатор можно тестировать на автомобиле, а можно предварительно демонтировать.
    Проверке подлежат:

    • вакуумный клапан;
    • исполнительный механизм;
    • турбинный клапан.

    Диагностику нужно периодически проводить, даже если вестгейт не дает повода. Когда происходит незначительная поломка турбины, это ведет к чрезмерному нагреву подшипников и, как следствие, к полной поломке агрегата.

    Тестирование можно производить так – запускаем двигатель и газуем на месте. При этом нужно посматривать на шток вестгейта — в какой-то момент он начнет двигаться. Запомните, на каких оборотах мотора турбокомпрессор начал срабатывать — это будет ориентиром для проверки его исправности. Более точные показания можно получить на стенде.

    Настройка актуатора турбины

    Регулировка актуатора турбины должна производиться обязательно. Если этого не сделать, во время работы двигателя вся система будет дрожать. Если же настройку произвести некорректно, наддув будет недостаточным. Однако неполный наддув может проявиться, если впуск системы потерял герметичность.

    Приступаем к настройке. Сделать её можно по-разному:

    1. Увеличить давление при помощи замены старой пружины на более упругую. Если, наоборот, надо снизить нажим, можно установить пружину из мягкой стали. Для удлинения тяги перепускного клапана нужно ослабить конец актуатора, для уменьшения, наоборот — затянуть. Если тяга будет сокращена, заслонку получится прижать плотнее. Тогда для ее открытия придется прикладывать значительное усилие, а значит, крыльчатка будет раскручиваться быстрее.
    2. Повысить наддув можно установкой буст-контроллера. Этот механизм способен изменять давление. Чтобы он снижал давление на вестгейт, его нужно устанавливать перед ним. Буст-контроллер берет часть нагрузки на себя, так как выпускает часть воздуха.

    Настройка штока

    Чтобы убрать передув, нужно укоротить шток, закручивая регулировочную гайку (то есть крутя ее по часовой). Тогда лопатки геометрии будут открываться не слишком сильно. Если нужно исправить недодув, действовать нужно наоборот — откручивать регулировочную гайку.

    Замена актуатора: когда требуется?

    Иногда турбина выходит из строя сразу, но обычно это происходит постепенно. Чтобы определить поломку на ранней стадии, нужно присмотреться к работе машины. Если все усилия по ремонту этого устройства не дали результатов, придется купить новый актуатор.

    Раньше замена производилась в сборе с турбиной, теперь актуатор можно заменить отдельно. Некоторые мастера вообще рекомендуют не пытаться ремонтировать это устройство, а сразу его менять – если, конечно, дело не в закисшем соединении. Узел обязательно придется заменить, если шарнир тяги на регуляторе износился. Работа эта не такая уж и сложная. После замены девайса понадобится время на его адаптацию.

    К преждевременному выходу из строя актуатора приводят агрессивный стиль езды, применение некачественного топлива и моторного масла. Чтобы агрегат прослужил дольше, допускать подобного не стоит – лучше использовать только сертифицированные техжидкости.

    Турбина гонит масло в интеркулер: что делать?

    Масло в интеркулере может стать причиной серьезных неисправностей, вплоть до выхода ДВС из строя. В этой статье мы вам расскажем, почему масло появляется в этом узле и как можно устранить эту проблему.

    Как выполнить ремонт турбокомпрессора?

    Турбокомпрессор – деталь, позволяющая значительно уменьшить расход топлива двигателя. Выполнить ремонт турбокомпрессора довольно сложно – необходимы профессиональные инструменты.

    Турбированные двигатели и особенности их эксплуатации

    Турбированные силовые агрегаты: их конструкционные особенности, эксплуатационные характеристики и наиболее частые причины поломок.

    Применение двухходовых клапанов в системах автомобилей

    Поскольку в многочисленных системах автомобиля постоянно требуется перекрывать, перенаправлять и смешивать разнообразные потоки жидкостей или газов, то требуется применение различных перепускных устройств – таких, как клапана. Принципы их работы построен на разных приводах: пневматического,

    Система турбонаддува на дизельных двигателях

    На многих современных автомобилях устанавливаются турбокомпрессоры для повышения мощности двигателя. Они бывают разных видов и форм, но принцип их работы одинаков. Идея турбирования двигателей возникла давно. Одни из первых турбокомпрессоров устанавливались на гоночные авто в начале прошлого века.

    Возможности установки турбокомпрессора на атмосферные силовые агрегаты

    Идея турбирования силовых агрегатов возникла из-за необходимости экономичного увеличения мощности двигателя. Прибавлять мощность простым увеличением объема стало нецелесообразным, поскольку это приводит к значительному расходу топлива. Технология турбирования основана на подаче воздуха в камеру

    Как работает актуатор турбины

    Автомобиль – неизменных помощник практически половины населения страны. Не удивительно, что многие стараются получить максимальную пользу с машины, с минимальными вложениями. И сегодня, чтобы улучшить тяговые характеристики авто, не нужно что-то кардинально менять. Увеличить тяговые характеристики машины можно просто установив турбонаддув.

    Суть улучшения – турбонаддув позволяет принудительно увеличить объемы воздуха, подающиеся в камеру сгорания, тем самым улучшить процесс сгорания топлива без необходимости физического изменения параметров самого двигателя.

    Здесь важно учесть, что больший объем сожженного топлива увеличивает давление и объем выхлопных газов. Поэтому требуется усиленное, оперативное их отведение, чтобы освободить место для новой порции воздуха. Именно на этом и базируется принцип работы актуатора турбины, который мы сегодня рассмотрим.

    Как работает актуатор турбины

    Для начала определимся в терминологии. Актуатор может иметь множество разговорных названий – вестгейт, вакуумный регулятор, избыточный клапан. Все это одна деталь, базовая роль которой сводится к выполнению функции сброса повышенного давления воздуха (выхлопных газов), во время работы двигателя автомобиля. Этот элемент выступает промежуточным звеном между турбокомпрессором и двигателем, оберегая их от перегрузки.

    Устанавливается практически на турбине.

    • Принцип работы актуатора сводится к тому, что при высоких оборотах двигателя, когда возрастает давление выхлопных газов с одной стороны и воздуха, направляемого через турбокомпрессор в двигатель с другой открывается клапан и стабилизирует ситуацию. Во время открытия клапана часть выхлопных газов попросту проходят мимо турбинного колеса, что приводит к снижению работы турбинного нагнетающего колеса и снижает давление воздуха.

    Снижение давления выхлопных газов и направление их в обход турбинного колеса выполняется через актуатор. Иными словами, картридж турбокомпрессора обеспечивает оптимальное соотношение работы отвода выхлопов и нагнетания воздуха для последующих операций сгорания. Тем самым потребность в воздухе для горючей смеси четко соответствует моменту очищения камеры сгорания от выхлопных газов.

    Наиболее распространенные поломки актуатора

    • получают повреждение электрические элементы вестгейта, отвечающие за своевременное выполнение действия по открытию и закрытию клапана;
    • ломаются зубья шестерёнок, отвисающих за запуск в работу клапана, что в дальнейшем приводит к сложностям его работы;
    • выходит из строя электромотор, базовая роль которого обеспечивать открытие и закрытие створок.

    В таких случаях, чтобы отремонтировать актуатор турбины, необходимо выполнить его диагностику с целью точно определить поломку. Для устранения неисправности целесообразно обратиться в специализированный сервисный центр. Устранить поломку самостоятельно будет достаточно сложно – для определения неисправности нужно специальное оборудование, которое в большинстве случаев отсутствует в домашних условиях. А если покупать отдельно – намного дешевле ремонт актуатора провести в сервисном центре.

    Проверка актуатора

    Изначально, в момент реализации, актуатор имеет заводские настройки и, фактически, готов к работе. Но после установки на транспортное средство целесообразно проверить актуатор и отрегулировать. Характерным сигналом выполнить такие действия будет дребезжание компрессора в момент глушения двигателя авто. Здесь не стоит паниковать, это не поломка актуатора. Просто шток клапана излишне болтается в процессе работы .

    Кроме этого, часто, если правильно настроить актуатор, можно существенно увеличить производительность турбокомпрессора путем наращивания давления воздуха, подаваемого в двигатель.

    Регулировка осуществляется несколькими путями

    1. Самый простой и распространенный способ – просто выполнить замену пружины на более мощную. То позволит увеличить и поддерживать высокое давление турбины до момента срабатывания выпускного клапана.
    2. Следующий вариант, это выполнить подтяжку (можно затянуть, либо послабить) регулятора, влияющего на процесс открытия и последующее закрытия заслонки. При расслаблении тяга удлиняется. Если немного подтянуть – укорачивается. От длины тяги напрямую зависит плотность закрытия заслонки. Чем она меньше, тем плотнее будет примыкать заслонка. Следовательно, чтобы ее открыть нужно больше давления и времени. Тем самым турбина получает возможность обеспечить высокие обороты за короткий промежуток времени.
    3. Еще один вариант – установка буст-контроллера. Устройство устанавливают перед вестгейтом и обеспечивает снижение давления, при котором срабатывает мембрана актуатора. Фактически такое устройство берет на себя часть функции регулирования давления, вследствие чего клапан не получает информации о реальном давлении газов и продолжает работать в штатном режиме.

    Настройка актуатора

    Конечно, ремонт турбин следует выполнять в условиях профессиональных сервисных центров, имеющих все необходимое диагностическое оборудование и запасные детали в случае необходимости что-либо менять. Вместе с этим обычная настройка может быть выполнена в домашних условиях.

    Для этого потребуется пассатижи и ключ на 10. Последовательность действий будет такой:

    1. Снять турбокомпрессор (некоторые модели машин дают возможность добраться до клапана без необходимости выполнения этой процедуры).
    2. Снять скобу со штока, ослабить гайку, подтянуть винт регулировки (необходимо крутить влево).
    3. Выполнить легкое постукивание по заслонке. Подтягивать до момента, пока не пропадет небольшое дребезжание. Учитывайте, чем туже затягиваете, тем сильнее будет возрастать давление на мембране.
    4. Затяните гайку, верните скобу в исходное положение.

    Чтобы проверить правильность ваших действий при настройках – запустите мотор и опробуйте его на разных режимах работы. Если все действия были верными – посторонних звуков не будет, в том числе и в момент глушения двигателя.

    Для того,чтобы идентифицировать турбокомпрессор,необходимо правильно «прочитать» информационную табличку,которая на нем установлена.

    Ниже приведены фотографии информационных табличек наиболее распространенных турбокомпрессоров – Garrett,Mitsubishi,IHI,KKK,Holset с описанием нанесенной на них информации.

    Настройка актуатора турбины своими руками

    С целью повышения мощности автомобильного двигателя некоторые водители прибегают к установке турбины (или, как ее еще называют, «турбокомпрессора»). В этом плане, наиболее эффективными считаются турбины высокого давления, конструкция которых отличается от обычных устройств наличием клапана, устраняющим избыточное давление на высоких оборотах. Этот клапан может иметь разные названия: «актуатор», «вестгейт» или «вакуумный регулятор», но все они обозначают деталь, отвечающую за защиту турбины от перегрузок в процессе ее работы на высоких оборотах.

    Однако, как и все детали, актуатор иногда выходит из строя, из-за чего его приходится менять. Штатные детали настраиваются производителем, а вот сменные запчасти приходится регулировать в самостоятельном порядке. Многие специалисты советуют доверить вопрос настройки вестгейта опытным мастерам, у которых есть для этого все необходимое оборудование, но, в крайнем случае, можно попробовать обойтись и собственными силами; а о том, как это сделать, Вы узнаете из данной статьи. Но для начала разберемся с принципом работы и наиболее распространенными поломками актуатора.

    1. Как работает «защитник» турбины?

    Итак, мы уже выяснили, что актруатор турбины является специальным регулятором, ограждающим устройство от перегрузок и представляющим из себя клапан, который устанавливается в выпускном коллекторе непосредственно перед самой турбиной.

    Принцип работы такого регулятора заключается в следующем: когда обороты силового агрегата, а соответственно, и давление отработанных газов, вместе с оборотами колеса турбины возрастают, открывается обходной клапан, через который газы проходят мимо турбинного колеса. Если рассматривать процесс более детально, то, перемещаясь через горячую часть турбокомпрессора, выхлопные газы активизируют движение крыльчатки и самого вала, на котором еще находится крыльчатка холодной части устройства турбины. Именно эта часть создает давление во впускном коллекторе, что обеспечивает подачу воздуха в камеру сгорания. Когда турбинное колесо достигает больших оборотов и давление выхлопных газов увеличивается, в игру вступает актуатор, открывающий обходной клапан и способствующий выходу отработанных газов мимо колеса турбины.

    Достигнув высоких оборотов, турбонагнетатель просто не способен самостоятельно разогнаться в полную силу, и в этом ему помогает описанное устройство. При нажатии на педаль «газа» на турбине открывается вестгейт, сквозь который выходят выхлопные газы, позволяя большому количеству воздуху попасть в клапаны.

    2. Причины поломки и замена актуатора турбины

    Среди наиболее распространенных поломок актуаторов выделяют повреждения его электронных составляющих, неисправности электромотора и поломку зубьев шестерней привода. При наличии соответствующих запасных деталей ликвидировать появившуюся проблему не составит большого труда, особенно в условиях специализированных мастерских. Чтобы точно определить, с чем приходится иметь дело, выполняют тестирование турбокомпрессора, а для проведения процедуры необходимы специальные тестеры, использующиеся с целью проверки состояния контроллера. Конечно, в «домашних условиях» всего необходимого оборудования может и не оказаться, но это не мешает многим автовладельцам браться за ремонт без него.

    В некоторых случаях, в ходе продолжительной эксплуатации транспортного средства, может понадобиться не только ремонт, но и полная замена вышедшего из строя актуатора. Как правило, причиной такой необходимости является поломка манжеты и маслосъемных колпачков, а следствием – снятие старого вестгейта и установка нового устройства.

    Процедура монтажа начинается с изъятия из корпуса старой манжеты, после чего обе поверхности обезжириваются, и, за счет клея-герметика, новая манжета наклеивается на корпус с двумя колпачками. Чтобы обеспечить вакуум и дополнительную смазку после застывания Литола, между колпачками набивается зазор. Мембрана сажается на клей и завальцовывается по кругу, а в завершение процесса производится настройка актуатора.

    3. Как настроить актуатор турбины?

    Внешним проявлением необходимости регулировки актуатора является характерное дребезжание в области турбины при глушении двигателя и в ситуациях перегазовок на сбросе. Появление дребезжания чаще всего обусловлено свободным ходом штока и исходит от калитки регулятора. Также о необходимости настройки будет свидетельствовать недостаточный наддув, конечно, при условии исправности всех остальных узлов и полной герметичности впуска.

    Нужно отметить, что процедура самостоятельной регулировки актуатора всегда выполняется на собственный страх и риск, и ответственность за результат всегда лежит на самом автовладельце. Для увеличения давления наддува могут применяться несколько способов. Наиболее простой – это замена пружины устройства, так как более упругая деталь сможет увеличить давление, в то время как более мягкая, наоборот, снизит его.

    Второй способ - затягивание либо расслабление конца вестгейта, что регулирует уровень открытия/закрытия заслонки. Расслабление конца удлинит тягу перепускного клапана, а затягивание – укоротит. Более короткая тяга будет способствовать плотному закрытию заслонки, что потребует большего давления и времени для ее открытия. За счет этого удается добиться быстрого раскручивания крыльчатки.

    И еще один вариант действий, который помогает увеличить наддув – это установка соленоида (буст-контроллера), механизма, который изменяет реальный показатель давления. Он устанавливается перед актуатором и снижает давление, воздействующее на вестгейт. Буст-контроллер выпускает часть воздуха, обманывая таким образом актуатор.

    Обратите внимание! Подлезть к нужной регулирующей гайке можно, лишь сняв турбокомпрессор или из-под машины, протянув руку в район байпаса. Подтянув гайку, Вы укоротите шток, и калитка прикроется. Для выполнения этой задачи потребуется определенный инструментарий, а точнее, ключ на 10 и плоскогубцы с длинными «носами». Выполнять процедуру рекомендуется после предварительного снятия катализатора, что даст возможность дополнительного визуального контроля степени закрытия актуатора.

    То есть, сначала нужно снять скобу со штока, затем отвернуть гайку на 10 (вполне возможно, что она будет болтаться), после чего с помощью плоскогубцев следует подтянуть регулировочную гайку (хотя на гайку деталь не очень похожа) против часовой стрелки до тех пор, пока калитка полностью не закроется (для проверки просто постучите по ней пальцем, она не должна вибрировать). Выполнив эти действия, подтяните гайку еще на 3-4 витка резьбы (каждый оборот – это примерно 0,315 Бар на мембране актуатора), а после осуществления настройки необходимо законтрить гайку на 10 и установить скобу обратно. В спокойном положении актуатор должен быть закрыт по максимуму.

    Подписывайтесь на наши ленты в таких социальных сетях как, Facebook, Вконтакте, Instagram, Pinterest, Yandex Zen, Twitter и Telegram: все самые интересные автомобильные события собранные в одном месте.

    чистка и ремонт вакуумных актуаторов турбин в Санкт-Петербурге

    Сегодня подавляющее большинство автомобилей с дизельными двигателями оснащается турбинами. Также многие бензиновые моторы, особенно в последнее время, комплектуются турбонагнетателями. Для этого есть несколько весомых причин:

    1. Турбина позволяет исключить падение крутящего момента дизельного двигателя на высоких оборотах.
    2. Как для бензиновых, так и для дизельных моторов, турбонагнетатель дает существенный прирост мощности.
    3. Немного повышается КПД двигателя, что снижает расход топлива.

    Существует несколько конструкций турбин. Однако, наибольшее распространение получили версии этих устройств, работающие на кинетической энергии выхлопных газов.

    Конструктивно такие турбины состоят из следующих основных частей: двух корпусных деталей (так называемых улиток), двух крыльчаток и картриджа, через который происходит соединение горячей и холодной частей. Выхлопные газы раскручивают горячую крыльчатку. Она, в свою очередь, через вал ротора вращает крыльчатку, расположенную в холодной улитке. Холодная крыльчатка нагнетает воздух во впускную магистраль под давлением. За счет этого происходит увеличение мощности двигателя.

    Управление нагнетаемым потоком в разных конструкциях реализовано по-разному. Есть несколько распространенных схем:

    • механизм изменяемой геометрии;
    • калитка Вестгейта;
    • система Blowoff;
    • система Bypass.

    Первые две схемы являются управляющими и призваны контролировать давление, создаваемое турбиной. Вторые две осуществляют предохранительные функции. Их задача сбросить давление, если оно достигнет определенного предела. Чаще всего в системе нагнетания воздуха установлено несколько из вышеперечисленных механизмов.

    Механизм изменяемой геометрии и калитка Вестгейта управляются при помощи актуатора. В зависимости от типа энергии, приводящей в движение эти механизмы, различают электрические и вакуумные актуаторы.

    Рассмотрим более детально вакуумный актуатор.

    Конструкция и принцип работы

    Вакуумный актуатор состоит из следующих составных частей:

    • шток с регулировочной резьбой;
    • нижняя часть корпуса с отверстием для штока;
    • верхняя часть корпуса с трубкой для подключения вакуумного шланга;
    • подвижная тарелка;
    • возвратная пружина;
    • мембрана.

    Управляется актуатор при помощи клапана, который сигналы с ЭБУ. Эти сигналы формируются на основании данных с датчика давления в системе впуска. В момент, когда фиксируется избыточное давление во впускной магистрали, клапан открывается, и по вакуумному каналу происходит отток воздуха из верхней части корпуса актуатора. Мембрана, под действием разности давлений в камерах, давит на тарелку, которая смещается и тянет за собой шток. Шток связан с рычагом управления геометрией или клапаном Вестгейта.

    Ремонт актуатора турбины: предпосылки и предварительная диагностика

    Существует несколько распространенных неисправностей, при которых потребуется ремонт вакуумных актуаторов турбин:

    • нарушение герметичности манжеты;
    • разрушение или потеря рабочих свойств пружины;
    • сквозная коррозия корпуса;
    • обрыв штока в точке закрепления к рабочей тарелке;
    • сбой регулировки выхода штока или люфты в кинематической цепи;
    • засорение внутренней полости актуатора.

    Выражаются подобные неисправности в сбоях работы турбины. Нужно обращать внимание на следующие признаки:

    • падение или переменчивость мощности двигателя;
    • посторонние металлические или свистящие звуки со стороны турбины;
    • появление так называемого эффект «помпажа», когда избыточное давление во впускном тракте, создаваемое турбиной при нерабочем механизме контроля, входит в резонанс с характерным грохотом;
    • ошибка ЭБУ.
    Все эти причины лишь косвенно указывают на проблемы с актуатором и могут являться следствием неисправностей в других узлах. В цепи управления давлением могут быть неисправности, не связанные напрямую с актуатором. Например, сбои в работе вакуумного клапана, проблема с механизмом изменяемой геометрии или клапаном Вестгейта. Для точного определения необходимо пройти диагностику.

    Перед демонтажем актуатора выполняется первичная диагностика, которая состоит из следующих действий:

    • на запущенном двигателе визуально проверяется работа штока;
    • при наличии возможности подключается компьютер к блоку управления двигателем, и отслеживаются рабочие параметры турбонагнетателя;
    • проверяется кинематическая цепь на отсутствие подклиниваний и избыточных люфтов.

    Ремонт вакуумных актуаторов турбин

    Если на этом этапе возникли подозрения на некорректную работу актуатора или определена его явная неисправность – производится демонтаж. Выполняется проверка на специальном вакуумном стенде его работа. Если есть отклонение от рабочих параметров – актуатор разбирается.

    На большинстве конструкций части корпуса соединены между собой вальцовкой, что значительно усложняет разборку. Здесь требуется особое оборудование и высокая квалификация механика, чтобы не нанести критичных повреждений корпусным деталям.

    После вскрытия корпуса, актуатор разбирается на составные части и производится дефектовка. Корпус осматривается на наличие сквозных коррозионных повреждений. Если в части с отверстием под шток наличие небольших повреждений допустимо, то в вакуумной камере подобный дефект вызовет полный отказ.

    Осматривается состояние уплотнительной втулки в отверстии под шток. Большая выработка может вызвать перекос штока, что отразится на правильности работы всей системы.

    Проверяется манжета на наличие надрывов или других повреждений. Если имеются даже небольшие дефекты – манжета считается непригодной для дальнейшего использования.

    Оценивается состояние пружины, ее целостности и упругие качества. Если пружина потеряла свою жесткость или сильно корродировала, то выполняется ее замена на новую.

    Осматривается состояние рабочей тарелки. Особое внимание уделяется сохранности ее геометрии и точке крепления штока. В случае обнаружения нарушений геометрии или люфтов штока выполняется ремонт.

    После полного осмотра всех составных элементов вакуумного актуатора оценивается целесообразность его ремонта. Иногда, при наличии множественных повреждений, экономически целесообразнее приобрести новый актуатор.

    Чистка актуатора турбины

    Частой причиной нарушений работоспособности актуатора является не поломка какой-либо детали, а засорение, и требуется элементарная чистка актуатора турбины. Ввиду специфики работы, от создаваемого в камере вакуума, любое нарушение герметичности приводит к появлению подсоса воздуха из окружающей среды. Это означает, что частички пыли, влага, масло или любой другой засоритель под действием всасывающей силы попадают внутрь корпуса. Также проникновение внутрь посторонних элементов происходит через втулку штока.

    Влага вызывает коррозию внутренней части корпуса. Помимо образования хлопьев ржавчины, которая является абразивом, коррозионные процессы в итоге могут стать причиной сквозного повреждения корпуса. Корродирует пружина. Пыль и прочие мелкие засорители постепенно разрушают мембрану. Если не произвести своевременную чистку – актуатор полностью выйдет из строя.

    После разборки выполняется продувка элементов актуатора сжатым воздухом. Части корпуса, шток и рабочая тарелка предварительно очищаются механическим путем. Завершается процедура очистки промывкой в ультразвуковой ванне.

    После этого актуатор собирается. Выполняется его проверка на вакуумном цифровом стенде. Если по рабочим параметрам нет нареканий – производится установка актуатора на турбину.

    GCS-Woodward Steam Turbine Controls, 505, Micronet, ProTech, Varistroke, 505E, TG, PG, Peak 150, регуляторы, органы управления, турбина, ремонт, модернизация, капитальный ремонт

    Дом > Продукция> Вудворд > Паровая турбина > Привод

    Гидромеханические приводы Woodward являются важным связующим звеном между электронным регулятором и входом управления топливом турбины. В нашей обширной линейке продуктов представлены разнообразные решения для управления паровыми и промышленными газовыми турбинами.


    Преобразователь тока в давление CPC

    Преобразователь тока в давление Woodward CPC разработан для позиционирования паровых и топливных клапанов и / или соответствующих сервоприводов. Входной / выходной сигнал 4–20 мА линейно и пропорционально преобразуется в гидравлическое выходное давление. CPC может взаимодействовать с любым электронным управлением, таким как системы Woodward MicroNet и Woodward 505 Control. Он подключается к сервосистемам, работающим под давлением, и силовым цилиндрам одностороннего действия.CPC подходит как для новых, так и для модернизированных приложений.

    CPC-DX (двойная передача CPC)

    CPC-DX (преобразователь тока в давление с двойным переключением) представляет собой блок управления гидравлическим давлением, предназначенный для использования в позиционировании сервоприводов клапана паровой турбины одностороннего действия в критических областях применения. Этот резервный модуль CPC включает в себя два модуля CPC-II, сконфигурированных как ведущий / ведомый.Главный блок контролирует давление на выходе; ведомый блок отслеживает работу ведущего блока и без сбоев берет на себя управление давлением на выходе в случае отказа ведущего блока. При желании пользователи могут переключаться между преобразователями, чтобы проверить работу устройства, и при необходимости заменить любой преобразователь в оперативном режиме.

    Электрогидравлический цилиндр силовой (EHPC)

    Электрогидравлический силовой цилиндр Woodward (EHPC) обеспечивает усилие для управления регулирующими клапанами паровой турбины.EHPC предназначен для использования на механических приводах или турбинах с приводом от генератора. EHPC объединяет привод, пилотный клапан, устройство электронной обратной связи, конечный привод и силовой цилиндр в единый блок, устраняя необходимость в соединении и уменьшая количество гидравлических трубопроводов и проводов.

    Электрогидравлический сервопривод (EHPS)

    Электрогидравлический сервопривод Woodward (EHPS) представляет собой полностью интегрированный трехступенчатый сервоклапан, предназначенный для привода цилиндров регулирующего клапана паровой турбины низкого давления.EHPS в сочетании с новым или уже установленным цилиндром парового клапана обеспечивает линейное усилие срабатывания для управления регулирующими клапанами паровой турбины или клапанными стойками. Этот сервопривод может быть сконфигурирован для управления приводами одностороннего или двойного действия, а также для использования системы подачи смазочного масла турбины или отдельного источника масла (5,5–17,2 бар, 80–250 фунтов на кв. Дюйм).

    Привод H-Spring

    Привод Woodward с H-образной пружиной - это модульный гидравлический привод высокого давления, предназначенный для линейных или поворотных клапанов с большим усилием, требующих отказоустойчивой работы.Привод может быть сконфигурирован как для регулирования, так и для включения / выключения. Доступны как индивидуальные, так и стандартные конфигурации для соответствия требуемому применению. Приводы H-Spring предназначены для использования в регулирующих клапанах и запорных клапанах паровых турбин, впускных и перепускных воздушных клапанах газовых турбин, а также в других технологических процессах.

    Гидравлический усилитель

    Гидравлический усилитель Woodward с электрическим управлением - это линейный сервопривод с пилотным управлением, используемый в сочетании с электронными устройствами управления Woodward 2301, 505 или MicroNet.Усилитель содержит исполнительный механизм Woodward EG-3P, который преобразует электрический управляющий сигнал в поворотный выход, который управляет положением выхода сервопривода, принимаемым усилителем. Усилитель может управлять механизмами управления паровыми турбинами или большими двигателями, требующими относительно больших усилий и работоспособности.

    Привод / привод PG-PL

    Привод / привод

    Woodward PGPL - это электрогидравлический привод с пропорциональным интерфейсом привода, который может использоваться с электронными средствами управления, обеспечивающими сигнал положения от 0 до 200 мА.Привод разработан для использования с цифровыми блоками управления Woodward 2301A и D, 700-й серии, Peak® 150 и 505.

    Привод ProAct ™ Digital Plus

    Привод Woodward ProAct ™ Digital Plus предназначен для установки на двигателе для управления различными функциями, включая (но не ограничиваясь): позиционирование топливной рейки, управление синхронизацией, дроссельной заслонкой и позиционированием перепускной заслонки.Привод фактически представляет собой позиционер со встроенным приводом, который принимает сигнал команды положения от другого устройства в системе, такого как регулятор скорости. Привод ProAct ™ Digital Plus включает в себя встроенный цифровой драйвер, способный управлять приводом, обмениваться данными с внешней системой управления и содержащий встроенное программное обеспечение и интеллектуальные возможности для реализации функций мониторинга и настройки.

    Серворегулятор положения (SPC)

    Сервоконтроллер положения Woodward (SPC) - это драйвер сервоклапана, который принимает сигнал задания положения на основе DeviceNet ™ или 4–20 мА от системного контроллера и точно позиционирует пропорциональные или интегрирующие сервоклапаны.SPC имеет требуемую точность, оперативность и избыточность, необходимые для управления топливным клапаном паровой или газовой турбины. Для определения положения клапана SPC принимает сигналы обратной связи от одного или двух (резервных) устройств переменного тока или одного устройства постоянного тока. Программное обеспечение на базе Windows используется для настройки SPC, настройки параметров и контроля параметров через персональный компьютер. Для простоты обслуживания конфигурацию SPC можно выполнять при подключении или отключении от устройства. После создания конфигурации эта программа позволяет загружать конфигурации по желанию в другие SPC.


    Пропорциональные приводы TG-13E и TG-17E

    Пропорциональные приводы Woodward TG-13E и TG-17E представляют собой автономные электрогидравлические приводы для использования в паровых турбинах, где требуется изохронное управление, распределение нагрузки или другие функции. Их можно использовать со всеми доступными электронными регуляторами и аксессуарами Woodward. Приводы TG преобразуют электрический сигнал в соответствующее пропорциональное положение выходного вала для позиционирования клапана, который регулирует поток пара или энергетической среды к турбине.Они предназначены для управления небольшими паровыми турбинами, приводящими в движение такие нагрузки, как генераторы переменного тока, насосы генераторов постоянного тока, компрессоры, вентиляторы или бумагоделательные машины.

    Приводы TM-25LP и TM-200LP

    Приводы Woodward TM-25LP и TM-200LP представляют собой электрогидравлические пропорциональные приводы для позиционирования паровых и топливных регулирующих клапанов, требующих линейных входов низкого / высокого усилия.

    Привод UG 40

    Привод Woodward UG и привод UG40 предлагают преимущества электронного управления и систем распределения нагрузки при использовании удобных существующих приводов и рычагов типа UG.Приводы обеспечивают основу для аналоговых элементов управления Woodward, таких как 2301A, а также для цифровых элементов управления Woodward, таких как серии 500, 700 и IGEM? система управления двигателем. Приводы могут использоваться с дизельными, бензиновыми или газовыми двигателями, а также с паровыми и промышленными газовыми турбинами. Приводы имеют автономный масляный картер, поэтому отдельная подача масла не требуется.

    Линейный привод VariStroke

    Woodward VariStroke-I - это линейный электрогидравлический привод, который обеспечивает линейное усилие срабатывания для приведения в действие регулирующих клапанов паровой турбины или клапанных реек.Этот интегрированный привод предназначен для использования в паровых турбинах с механическим приводом или приводом от генератора и использует источник гидравлического масла низкого давления (обычно турбинное смазочное масло) для обеспечения усилия на выходном валу.

    4 Применение приводов в ветряных турбинах

    В настоящее время ветряные турбины играют большую роль в комбинированной выработке электроэнергии в США. Каждый день все больше и больше турбин устанавливается в разных штатах и ​​стране.Хотя клапаны не играют важной роли в производстве энергии ветра, приводы являются гораздо более важным элементом в работе ветряных турбин.

    Приведение в действие ветряных турбин используется во многих областях. Хотя в основном они используются для управления лопастями, приводы также могут использоваться для вентиляции, аварийных систем и люков доступа.

    Приводы для регулирования лопаток

    Приводы являются частью системы управления, которая регулирует лопасти ротора на ступице турбины, прикрепленной к главному валу.Когда скорости ветра недостаточно для достижения оптимальной номинальной мощности турбины, лопасти можно повернуть на несколько градусов, чтобы обеспечить максимальную мощность. Когда скорость ветра превышает скорость, при которой турбина достигает номинальной мощности, лопасти можно поворачивать на угол до 30 градусов, чтобы поддерживать выходную мощность на номинальной мощности. Наконец, лопасти можно повернуть на 90 градусов, заставляя ротор останавливаться или просто медленно работать на холостом ходу. Это также может быть положение отключения при необходимости обслуживания. В наиболее распространенных системах используются электродвигатели.Резервное питание на случай потери мощности обеспечивается батареями. Однако некоторые крупные производители турбин используют гидравлические системы, в которых резервирование обеспечивается гидроаккумуляторами.

    См. Серия Indelac Safe & Secure - Приводы с внутренней резервной батареей

    Электроприводы в системе вентиляции

    В этом случае электрические приводы обычно управляют заслонками вентиляции в гондоле. Демпферы используются для регулирования температуры внутри нервной системы ветряной турбины.Открытие или закрытие заслонок защищает от опасного падения или скачка температуры. Автоматические заслонки также можно использовать для регулировки вентиляции в других требуемых местах установки, например, в блоке трансформатора.

    Приводы для системы аварийной смазки

    В случае отказа основной системы смазки исполнительный механизм открывает систему аварийной смазки.

    Приводы для автоматизации люков

    Приводы

    , линейные или поворотные, в зависимости от ситуации, открывают люки и двери, обеспечивая доступ к различным областям установки.

    Электроприводы в графике техобслуживания

    Поскольку ветряные турбины обычно находятся в изолированных местах, доступ к ним может быть затруднен, поэтому при выборе продукта для работы ветряных турбин самой большой проблемой является надежность.

    Основная проблема - большое количество часов работы без присутствия людей. Турбины могут работать несколько тысяч часов без какого-либо осмотра или планового технического обслуживания.

    Для удаленных частей установки, таких как система управления лопастями, интервалы между посещениями для технического обслуживания могут составлять до десятков, даже сотен тысяч часов работы.Эти числа очень необычны для промышленных приводов, и, как и для других приложений с дистанционным приводом, высокая надежность является ключом к успеху приводов в ветряных турбинах.

    Заключение

    Отрасль ветроэнергетики развивается очень быстро и всегда стремится к повышению стоимости и надежности критически важных деталей, включая приводы.

    Если заглянуть дальше (или в данном случае в воздух), по мере роста спроса на более эффективные и тихие ветряные турбины производители приводов должны будут активно реагировать на спрос на инновационные продукты.

    Motion Control - решения для управления газовыми турбинами

    Такие сложные приложения, как управление газовыми турбинами, требуют надежной работы в опасных средах. Ведущая в отрасли линейка взрывозащищенных электрических сервоприводов Diakont используется для повышения эффективности, безопасности и надежности в газотурбинной промышленности для таких приложений, как:

    • Управление входными направляющими лопатками (IGV)
    • Управление направляющей лопаткой сопла (NGV)
    • Управление топливным клапаном

    Взрывозащищенные приводы и блоки управления Diakont обеспечивают исключительную надежность на протяжении более 20 лет безотказной работы.Приводы Diakont включают прогрессивные технологии, включая точно обработанные роликовые винты и синхронные двигатели с постоянными магнитами большой силы (PMSM). Эти компоненты объединены в единый блок, что обеспечивает исключительную производительность при компактных размерах. Гидравлические системы исторически использовались в индустрии управления турбинами. Однако гидравлические системы представляют собой проблемы сложности, затрат на техническое обслуживание и проблем с пространством из-за необходимости во вспомогательных гидравлических компонентах. Электрические сервоприводы Diakont представляют собой прямую замену гидравлическим системам и обеспечивают более компактное, более экономичное и безопасное решение.

    Обзор

    Преимущества замены существующих приводов на взрывозащищенные электрические сервоприводы Diakont включают:

    1. Низкие эксплуатационные расходы и длительный срок службы
    2. Идеально подходит для замены тяжелых / сложных гидравлических систем
    3. Самые компактные приводы с сопоставимой производительностью в сфере управления турбинами
    4. Высокая износостойкость в суровых условиях эксплуатации
    5. Интеллектуальный блок управления для простой интеграции и поиска неисправностей
    Низкие эксплуатационные расходы и длительный срок службы

    Электрические сервоприводы Diakont обеспечивают исключительный срок службы при минимальном техническом обслуживании.Как в линейных, так и в поворотных приводах Diakont используется передовая технология роликовых винтовых пар, которая обеспечивает срок службы 20 лет и более. Кроме того, надежные приводы Diakont требуют повторного смазывания только раз в четыре года.

    Компактный дизайн

    В электрических сервоприводах Diakont используются прогрессивные технологии, включая точно обработанные роликовые винты и синхронные двигатели с постоянными магнитами (PMSM) большой силы.Эти компоненты объединены в единый блок, что обеспечивает исключительную производительность при компактных размерах.

    Интеллектуальный блок управления

    Взрывозащищенный интеллектуальный блок управления Diakont обеспечивает возможность управления исполнительными механизмами с помощью аналогового интерфейса или интерфейса CAN, а также упрощает интеграцию исполнительных механизмов, обнаружение потенциальных неисправностей и устранение неисправностей.

    Параметры конфигурации

    Электрические сервоприводы Diakont доступны с различными опциями для обеспечения надежной работы в газотурбинных установках.

    • Пружина отказоустойчивая
    • Электромеханический тормоз
    • Клеммная коробка на приводе для легкого отсоединения кабелей
    • Резервный двигатель
    • Ручной привод и др.
    Технические характеристики привода IGV / NGV

    Варианты конфигурации

    Среднее усилие

    Высокая сила

    Номинальное усилие

    31 кН

    130 кН

    Максимальная скорость

    100 мм / сек

    55 мм / сек (опция 100 мм / сек)

    Тормоз

    Доступен вариант

    Доступен вариант

    Пружина безотказная

    Доступен вариант Доступен вариант

    Рабочая температура

    Привод: от -40 ° C до + 120 ° C

    Блок управления: от -40 ° C до + 60 ° C

    Температура хранения

    Привод: от -50 ° C до + 120 ° C

    Блок управления: от -40 ° C до + 85 ° C

    (Опция -50 ° C)

    Опасная зона

    Привод: Atex Zone 2 *, IECEx

    (Опция Atex Zone 1)

    Блок управления: Atex Zone 2, IECEx

    Вибростойкость

    До 10 Гбит / с (10-500 Гц)

    * Информацию о сертификатах UL и CSA запрашивайте у местного представителя компании Diakont

    .

    Технические характеристики привода топливного клапана

    Варианты конфигурации

    линейный

    Номинальное усилие

    6 кН

    Время принудительного закрытия

    0.25 секунд

    Время закрытия без питания

    0,35 с

    Пружина безотказная

    Да

    Точность положения

    ± 0.04 мм

    Рабочая температура

    Привод: от -40 ° C до + 100 ° C

    Блок управления: от -40 ° C до + 60 ° C

    Температура хранения

    Привод: от -50 ° C до + 100 ° C

    Блок управления: от -40 ° C до + 85 ° C

    (Опция -50 ° C)

    Опасная зона

    Привод: Atex Zone 1 *, IECEx

    Блок управления: Atex Zone 2, IECEx

    Вибростойкость

    До 10 Гбит / с (10-500 Гц)

    * Информацию о сертификатах UL и CSA запрашивайте у местного представителя компании Diakont

    .
    Пользовательские модификации

    Технические характеристики, перечисленные для приводов IGV / NGV и приводов топливных клапанов, основаны на типичных конфигурациях.Однако пользовательские модификации могут быть внесены в соответствии с конкретными требованиями заказчика. Свяжитесь с представителем Диаконт для получения дополнительной информации.

    Местная служба поддержки клиентов

    Обратитесь в местную службу технической поддержки и устраните неполадки на предприятиях компании Diakont в США (Сан-Диего), Италии (Ареццо) и России (Санкт-Петербург). Полевые бригады Diakont поддерживают установку, настройку и обслуживание. Diakont также имеет различные испытательные стенды для испытаний на выносливость и функциональные испытания.

    Типы приводов клапанов - электрические, гидравлические и пневматические

    Приводы клапанов - это устройства, используемые для позиционирования клапанов. Их можно использовать для полного открытия и закрытия клапана или в приложениях, требующих постоянного и точного управления, таких как регулирование потока топлива в газовую турбину, изменение положения клапана.

    Есть много приложений, которые требуют использования приводов, например:
    • Автоматизация процесса
    • Позиционирующие клапаны, для работы которых требуется большой крутящий момент
    • Мгновенное срабатывание систем защиты персонала и оборудования от опасных условий
    • Использование в контролирующих зонах, где ручное управление нецелесообразно или невозможно
    • Постоянно регулирующие системы, которые должны поддерживать желаемые параметры

    Типы приводов клапанов

    Существует три основных типа автоматических приводов клапана: те, которые управляются сжатым воздухом, с помощью электроэнергии или гидравлической силы.

    Выбор подходящего привода основан на следующих соображениях:
    • Клапан прикладной
    • Доступные средства для питания привода
    • Скорость, с которой клапан должен работать
    • Величина силы, необходимая для приведения в действие клапана
    • Тип клапана, который будет работать
    • Стоимость и выгода от использования каждого типа привода

    Пневматический привод

    Пневматические приводы используют сжатый воздух для управления клапаном.Они делают это, прикладывая силу воздуха к поршню или диафрагме, прикрепленной к штоку клапана.

    Пневматические приводы используются для обеспечения автоматической или полуавтоматической работы клапана и являются наиболее популярным типом в использовании благодаря своей надежности и простоте конструкции.

    К преимуществам пневмоприводов можно отнести:
    • Надежность и простота конструкции
    • Высокая скорость хода
    • Низкая пожароопасность
    • Низкие затраты
    • Сжатый воздух может храниться, поэтому клапаны могут работать при отключении питания
    К недостаткам пневмоприводов можно отнести:
    • Низкая производительность на малых скоростях
    • Сжимаемость воздуха, которая может привести к нестабильной скорости движения вала
    • Невозможно точно контролировать положение, если не полностью открыт или не закрыт

    Благодаря своей простой конструкции, высокой надежности и низкой стоимости пневматические мембранные приводы используются во многих промышленных приложениях.Например, пневматические мембранные приводы часто используются для управления потоком охлаждающей воды на электростанциях.

    Электрический привод

    Электрические приводы включают электродвигатели и электромагнитные клапаны. Электродвигатели можно использовать для открытия, закрытия и позиционирования клапана вручную, автоматически или полуавтоматически.

    Двигатель работает в обоих направлениях и приводит в движение шток клапана с помощью зубчатых муфт. Электромагнитные клапаны используют электроэнергию для притяжения магнитной пробки, прикрепленной к штоку клапана, и используются в системах автоматического открытия-закрытия.

    К преимуществам электроприводов можно отнести:
    • Источник сжатого воздуха или жидкости не требуется
    • Используется там, где низкие температуры могут вызвать замерзание конденсата в линиях подачи воздуха
    • Способен создавать очень большой крутящий момент
    • Обеспечивает постоянную и регулируемую рабочую скорость
    • Электрические кабели легче прокладывать к приводу, чем трубопроводы
    К недостаткам электроприводов можно отнести:
    • Дороже и сложнее, чем приводы других типов
    • Более низкие сравнительные рабочие скорости
    • Возможна потеря мощности
    • Потенциальная опасность пожара

    Также читайте: Детали привода электродвигателя

    Когда объект расположен в достаточно холодном климате, любая влага, попавшая в пневматические линии управления, может замерзнуть, что лишит этот клапан управления.В таких условиях многие предприятия будут полагаться на приводы электродвигателей для обеспечения надежности и эффективности при экстремальных температурах.

    Гидравлический привод

    Гидравлические приводы используют жидкость под давлением для управления движением клапана. Используемая гидравлическая жидкость представляет собой воду или масло и подается на одну или обе стороны поршня, вызывая движение.

    Гидравлические клапаны обеспечивают автоматический и полуавтоматический режим работы клапана.

    К преимуществам гидроприводов можно отнести:
    • Более мощный, чем пневматический привод того же размера
    • Точный контроль положения клапана
    • Может преобразовывать небольшое входное давление в большое выходное давление
    • Несжимаемость жидкости, что означает, что во время работы теряется очень мало энергии
    К недостаткам гидроприводов можно отнести:
    • Требуется внешний гидравлический насос
    • На КПД могут влиять изменения температуры
    • Дороже и сложнее пневмоприводов
    • Может протекать, что может привести к пожару

    Гидравлические приводы часто используются для управления главной запорной и регулирующей арматурой трубопроводов паровой турбины высокого давления.Способность привода управлять клапаном против пара высокого давления, а также способность быстро закрывать клапан при потере управляющего масла делает гидравлические приводы хорошо подходящими для этой задачи.

    Функции привода клапана

    Все приводы должны выполнять следующие функции:
    • Переместите запорный механизм (шар, диск или заглушку). Приводы должны иметь соответствующие органы управления и обеспечивать достаточный крутящий момент / тягу для перемещения запорного механизма как в мягких, так и в тяжелых условиях.
    • Удерживайте клапан закрытым в направленном положении. Приводы имеют необходимую пружину, силу жидкости или механическую жесткость, чтобы удерживать клапан в закрытом состоянии даже в дроссельных приложениях, когда жидкости создают против него чрезмерный крутящий момент.
    • Правильно установите клапан. Например, дроссельные заслонки считаются правильно установленными, если их диск установлен в упругом седле или футеровке.
    • Есть режим сбоя звука. В случае аварии системы, приводы клапанов должны быть оборудованы таким образом, чтобы они могли полностью открываться, закрываться или оставаться в исходном состоянии, в зависимости от области применения.
    • Может вращать необходимое вращение. Для большинства клапанов требуется поворот на 90 или 180 градусов. Часть выбора правильного привода клапана будет зависеть от знания необходимого вращательного хода для использования.
    • Может работать с требуемой скоростью. Скорость цикла - это то, как регулируется привод клапана.
    Статьи, которые могут вам понравиться:
    Детали регулирующего клапана
    Основы приводов
    Позиционеры клапана
    Пневматические приводы
    Мембранные клапаны

    9907-1320

    Varistroke I решает проблему надежности №1 для пользователей паровых турбин...грязное масло!

    Запатентованная грязеотталкивающая и самоочищающаяся технология приводов VariStroke компании Woodward обеспечивает большую общую надежность вашей паровой турбины. Линейные электрогидравлические приводы клапанов VariStroke работают с паровыми турбинами с механическим или генераторным приводом. В этих линейных приводах используется источник гидравлического масла низкого давления (обычно турбинное масло) для обеспечения усилия на выходном валу. Их превосходная точность и разрешающая способность делают их идеальными для управления паровым клапаном и соответствующего управления скоростью и нагрузкой турбины, где важны время безотказной работы и доступность турбины.

    Линия VariStroke конфигурируется с помощью простого удобного в использовании компьютерного сервисного инструмента для ПК, что позволяет пользователям легко конфигурировать, калибровать и регулировать все внутренние функции и параметры реакции. Его встроенный драйвер включает выходной канал 4-20 мА для индикации положения выходного вала (регулирующего клапана), а также выходы реле аварийной сигнализации и отключения для использования в качестве индикаторов работоспособности и состояния устройства. Входы по запросу 4–20 мА и датчики положения вала с двойным резервированием позволяют ему продолжать работать даже при сбоях входного сигнала или датчика обратной связи, обеспечивая увеличенное время работы между принудительными отключениями и ремонтом системы в режиме онлайн.

    Общая стоимость установки этого полностью интегрированного привода невысока, поскольку он полностью собирается и тестируется на заводе, что значительно сокращает время изготовления, тестирования и сборки на месте OEM и конечным пользователем. При модернизации привод VariStroke может использоваться для прямой замены существующей сервосистемы. Это экономит дорогостоящий ремонт существующих и устаревших сервоприводов, устраняет трудности с получением запасных частей для устаревшего оборудования, а также сокращает время и трудности калибровки.

    Грязеотталкивающая конструкция:

    Две движущиеся части

    Усилие сдвига стружки 50 фунтов

    Самоочищающийся клапан, конструкция

    Изменяемая / настраиваемая длина хода вала

    Скорость / время быстрого нарастания:

    Зависит от приложения

    Скорость нарастания до 762 мм / с (30 дюймов / с) при давлении питания 500 фунтов на кв. Дюйм без нагрузки

    Точный контроль положения

    Допуск к боковой нагрузке:

    Подшипник вала

    Технология тройного уплотнения

    Встроенный драйвер:

    4–20 мА

    Включенная таблица линеаризации расхода клапана

    Датчики положения MLDT с резервированием

    Сертифицировано для использования в опасных зонах

    Что нужно знать о деталях двигателя привода и регулятора Woodward

    Часто возникает путаница относительно разницы между регулятором и приводом.Несмотря на то, что обе они играют важную роль в любом двигателе, все же существует значительная разница между тем, как работают эти две части. Чтобы пролить свет на разницу между приводом и регулятором, наши специалисты по механике из Ace Power Parts расскажут, как работает каждая из этих частей двигателя. Читайте дальше, чтобы узнать больше о различиях между актуаторами Woodward и регуляторами Woodward. Ace Power Products, LLC - ведущий поставщик запчастей для промышленных машин в США. Позвоните в наш офис в Веллингтоне, Флорида, в компанию Ace Power Products, LLC сегодня!

    • Принцип работы регулятора Woodward. Регулятор спроектирован таким образом, чтобы поддерживать постоянную скорость двигателя путем регулирования нагрузки.Добавление дополнительной нагрузки замедлит двигатель и наоборот, поэтому здесь есть регулятор, чтобы обеспечить постоянную скорость независимо от того, увеличивается или уменьшается нагрузка. Регуляторы Woodward основаны на простом принципе: постоянная скорость поддерживается за счет управления топливными полками. У регуляторов есть собственная подача масла, и потеря давления масла активирует меры безопасности, безопасно выключая двигатель. Регулятор опирается на набор механических грузиков, которые сочетаются с гидравлическими поршнями.Положение грузиков в конечном итоге определяется частотой вращения двигателя, и при изменении скорости грузики перемещаются.
    • Принцип работы привода
    • Woodward - приводы получают сигнал вручную и позволяют двигателю включаться или отключаться. В зависимости от типа привода сигнал может быть электрическим, гидравлическим или любого другого происхождения. Роль исполнительного механизма в дизельном генераторе состоит в том, чтобы преобразовать сигнал блока управления в механическое управляющее движение, чтобы обеспечить регулярный прием топлива, и, следовательно, он служит важным связующим звеном между регулятором и входом управления топливом.Существуют различные типы приводов, отсортированные в соответствии с их системой управления, например, гидравлические или механические приводы с линейным или вращающимся выходным валом, который соединен с топливной системой. Если регулятор должен скорректировать подачу топлива, вал перемещается в правильном направлении, чтобы стабилизировать настройку впуска топлива. В электрических приводах электрический сигнал преобразуется в механическое движение, изменяющее настройку топлива.

    Типы приводов Woodward

    Woodward, ведущий производитель приводов в отрасли, предлагает линейные, поворотные и гидромеханические приводы.Некоторые из самых популярных моделей актуаторов Woodward:

    • Привод Woodward UG - имеет индивидуальную подачу масла и может использоваться с дизельными, газовыми или бензиновыми двигателями, а также с паровыми или газовыми турбинами.
    • Привод
    • Woodward PGA-EG - сочетает в себе надежность регулятора PG с гибкостью электронной системы управления.
    • Привод
    • Woodward PG-EG - это электрический привод, приводимый в действие гидравлической системой и способный заменить большинство стандартных регуляторов на дизельном двигателе.

    Свяжитесь с нами сегодня

    Важно знать разницу между приводами Woodward и регуляторами Woodward. Штаб-квартира Ace Power Products, LLC находится в Веллингтоне, Флорида, и осуществляет поставки по всей территории Соединенных Штатов. Позвоните в Ace Power Products, LLC, чтобы получить детали двигателя прямо сейчас!

    Патент США на приводное устройство для ветряной турбины, ветряной турбины и Патент на способ сборки (Патент № 10,961,980, выдан 30 марта 2021 г.)

    Уровень техники Область техники

    Следующее изобретение относится к исполнительному устройству для ветроэнергетической установки, в частности к лопасти ротора ветроэнергетической установки, к ветроэнергетической установке с этим исполнительным устройством, а также к способу сборки. для сборки исполнительного устройства.

    Описание предшествующего уровня техники

    Приводы преобразуют сигналы в механическое движение или другие физические переменные, такие как, например, давление, температура и так далее. Сигналы часто передаются по электрическим линиям. Известные приводы представляют собой, например, биметаллические приводы, гидравлические или пневматические приводы и пьезоприводы, и это лишь некоторые из них.

    Когда они используются в ветроэнергетических установках, в частности в лопастях ротора ветроэнергетических установок, исполнительные механизмы управляют, например, подъемом, поскольку они управляют заслонками лопастей ротора и / или вызывают скручивание самой лопасти ротора.Одним из недостатков известных приводных устройств для ветроэнергетических установок является восприимчивость к ударам молнии, которые влекут за собой электрические линии. Поэтому было бы желательно создать приводной механизм для лопастей ротора ветроэнергетических установок, который имеет меньший сопутствующий риск ударов молнии.

    КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ

    Предлагается исполнительное устройство для ветроэнергетической установки, ветроэнергетическая установка с этим исполнительным устройством и способ сборки исполнительного устройства, обеспечивающие большую надежность работы.

    В одном аспекте предусмотрено исполнительное устройство для ветроэнергетической установки, в частности для лопасти ротора ветроэнергетической установки, с исполнительным компонентом и управляющим элементом. Компонент исполнительного механизма имеет, по меньшей мере, один слой исполнительного механизма с предпочтительным направлением и, по существу, параллельный слою исполнительного механизма, по меньшей мере, один возбуждающий слой. Слой исполнительного механизма содержит фотоактиватор, причем фотоактиватор предназначен для изменения деформации и / или напряжения исполнительного слоя в предпочтительном направлении на основе возбуждающего света.Возбуждающий слой предназначен для направления возбуждающего света в исполнительный слой. Компонент управления содержит источник света и световод, при этом источник света расположен вдали от возбуждающего слоя и соединен с возбуждающим слоем посредством световода.

    Фотоактюатор имеет свойство преобразовывать падающий свет непосредственно в механическое движение, например, без предварительного преобразования его в электрическую энергию. Следовательно, использование фотоактюатора позволяет упростить два процесса преобразования, которые обычно требуются в случае светоуправляемых актуаторов, а именно: сначала преобразование световой энергии в электрическую, а затем преобразование электрической энергии в электрическую. механическая энергия.

    Тот факт, что управляющий компонент имеет световод, который соединяет источник света с возбуждающим слоем, позволяет обеспечить исполнительный компонент без электрических соединительных линий или электропроводящих компонентов. Свет источника света, направляемый через световод, воздействует на фотоактиватор, который преобразует падающий возбуждающий свет непосредственно в деформацию и / или напряжение исполнительного слоя.

    В одном варианте осуществления фотоактиватор содержит по меньшей мере один фотострикционный привод и / или фотомеханический привод.

    Фотострикция - это прямое преобразование излучаемого света в деформацию. Фотомеханические приводы обычно производят механическое движение как реакцию на облучение светом, независимо от деформации. В то же время фотомеханические исполнительные механизмы также включают те, которые основаны на вторичных эффектах светового излучения, таких как, например, нагрев.

    Фотоактиватор предпочтительно выполнен таким образом, чтобы возбуждение фотоактиватора инициировалось непосредственно как первичный эффект возбуждающим светом.В дополнение или в качестве альтернативы, вторичные эффекты, например, из-за теплового нагрева в результате падающего света, как возбуждение фотоактиватора, могут быть использованы для выполнения механической работы, например, для изменения деформации и / или напряжение в преимущественном направлении.

    В одном варианте осуществления фотомеханический привод содержит привод по меньшей мере из одной из следующих групп: a) поляризованные фотомеханические приводы, b) фотомеханические приводы на основе жидких кристаллов, c) фотомеханические приводы, основанные на оптотермических переходах, d) заряженные; индуцированные фотомеханические исполнительные механизмы и д) фотомеханические исполнительные механизмы, основанные на радиационном давлении.

    Поляризованные фотомеханические приводы - это оптомеханические приводы, которые демонстрируют вызванную светом механическую деформацию при облучении поляризованным светом. Одним из примеров материала, демонстрирующего такой эффект, является стекло, то есть аморфное твердое вещество, которое содержит один или несколько элементов из группы халькогенов. Фотомеханические актуаторы на основе жидких кристаллов уже были продемонстрированы, например, для нематических эластомеров. Например, для полимерных сеток, содержащих жидкие кристаллические фрагменты азобензола, можно было продемонстрировать, что нематический порядок может быть подавлен или восстановлен оптико-механическим срабатыванием.То есть оптическое облучение может, например, деформировать пленки азобензольного полимера на основе жидкокристаллического порядка.

    Оптотермические переходы по существу являются прямым оптическим эквивалентом электротермических переходов и основаны на том, что части энергии возбуждающего света поглощаются средой и преобразуются в тепловую энергию. Как правило, в дополнение к другим эффектам фотоактивирования фотоактюаторы всегда имеют по крайней мере элемент исполнительного механизма, основанный на оптотермических переходах.

    В случае фотомеханических актуаторов, индуцированных зарядом, фотоны поглощаются в полупроводнике, свободные электроны возбуждаются из валентной зоны в зону проводимости, и это оставляет дыры в решетке, которые вызывают локальную механическую деформацию в материале.

    Фотомеханические исполнительные механизмы, работающие на основе давления излучения, основаны на передаче импульса между светом и структурой исполнительного механизма. Эти физические принципы - лишь некоторые из возможных, которые заставляют фотоактуатор изменять деформацию и / или напряжение слоя исполнительного механизма.Возможны и другие возможные эффекты, например фотоактуатор может содержать полимер с памятью формы, который оптически активирован, или наноструктуру, которая имеет напряжения из-за локального неравномерного распределения генерируемых фотонами зарядов.

    В одном варианте реализации фотоактуатор содержит по меньшей мере один материал, принадлежащий к одной из следующих групп:

      • жидкокристаллические материалы, в частности жидкокристаллические эластомеры
      • фотоизомеризуемые органические соединения, в частности азосоединения, например азобензолы , а также фотохромные органические соединения, в которых фотохромное изменение цвета сочетается с изомеризацией изомера с открытым кольцом в изомер с закрытым кольцом, например фульгиды, гексатриены, диарилэтены, дитиенилциклопентены, предпочтительно фотохромные диарилэтены, в частности фотохромные монокристаллы диарилетена или сокристаллы фотохромных диарилэтенов, например 1,2-бис (2-метил-5- (1-нафтил) -3-тиенил) перфторциклопентены, с соединениями, содержащими перфторированные конденсированные кольцевые системы, например перфторнафталин, в частности сокристаллы 1,2-бис (2-метил-5- (1-нафтил) -3-тиенил) перфторциклопентенов с перфторнафталин
      • материалы со спиновым кроссовером, в частности комплексы со спиновым кроссовером, например каркас [Fe (L) {M (CN) 4}], где L представляет собой лиганд, например гетероароматическое соединение по меньшей мере с одним атомом азота атом в ароматической кольцевой структуре, например пиразин или 3-цианопиридин, и M представляет собой металл, например Pt или Au, например {Fe (3-CNpy) [Au (CN ) 2] 2} * 2 / 3h3O
      • углеродные нанообъекты, в частности углеродные нанотрубки (одностенные и многослойные), углеродные нановолокна и графен,
      • нанокомпозиты, содержащие углеродные нанотрубки, в частности многостенные углеродные нанотрубки MWCNT и / или графен , в матрице, предпочтительно в эластичной матрице, в частности, в эластичной полимерной матрице, например матрице, содержащей полидиметилсилоксан ПДМС, или матрице, содержащей жидкокристаллические эластомеры, или матрице, содержащей полимер с памятью формы
      • ламинаты, содержащие пленку углерода нанотрубки в сочетании с эластомерной пленкой м, например пленка, содержащая акриловый эластомер
      • светочувствительных полимеров, например, в форме светочувствительных гидрогелей, в частности гидрогелей ковалентно сшитых сополимерных сетей термореактивного полимера и хромофора
      • биологических светочувствительных молекул, например светочувствительных белки, например, бактериородопсин
      • халькогенидные стекла, например As 50 Se 50
      • сегнетоэлектрические материалы, например сегнетоэлектрические монокристаллы, и сегнетоэлектрические поликристаллические материалы, например поляризованная сегнетоэлектрическая керамика, например, цирконий свинца, модифицированный лантанатом. титанат (PLZT) и легированный титанат цирконата свинца, модифицированный лантаном, например титанат цирконата свинца, модифицированный лантаном, легированный WO 3
      • полярные полупроводники
      • ротаксаны
      • оптически активируемые пьезокристаллы.

    Использование этих и других материалов в качестве фотоактюаторов, если назвать лишь несколько примеров, известно из книги «Optical Nano and Micro Actuator Technology» (CRC Press 2012), из публикаций Iwaso et al., « Искусственные молекулярные мышцы сухого типа с быстрым откликом и гирляндными цепочками [c2] ”, Nature Chemistry, Vol. 9, июнь 2016 г., 625-631 DOI: 10.1038NCHEM.2513; Шеперд, Х. Дж. И др. «Молекулярные актуаторы, управляемые кооперативным переключением спиновых состояний» Nat. Commun. 4: 2607 DOI: 10.1038 / ncomms3607 (2013) и Моримото и др., «Сокристалл диарилетена, который превращает свет в механическую работу», Журнал Американского химического общества 2010, 132, 14172-14178. DE 10 2008 037 447 A1 описывает лопасть ( 20 ) ветроэнергетической установки, которая содержит датчик, расположенный перед задней кромкой лопасти для определения характеристики воздушного потока вблизи поверхности лопасти и исполнительный механизм, расположенный за датчиком для настройки потока воздуха в соответствии с измеряемой характеристикой.

    DE 10 2010 006 544 B4 раскрывает лопасть ротора, в частности, для ветроэнергетической установки, которая имеет по меньшей мере один силовой привод, содержащий привод и массу, и в которой масса может перемещаться линейно или дугообразно в маятниковом движении, отличающийся тем, что массовый привод образован датчиком и контроллером ( 9 ) как единое целое, с которым можно работать независимо. В документе ЕР №

    EP 2899395 B1 раскрыта лопасть ветряной турбины, содержащая деформируемую секцию задней кромки, проходящую по хорде и размаху, причем деформируемая секция задней кромки разделена на подсекцию на стороне всасывания и подсекцию на стороне нагнетания одной или несколькими прорезями, при этом деформируемая секция Секция задней кромки содержит один или несколько приводов, действующих по крайней мере на одну из подсекций, соответствующих стороне всасывания и стороне нагнетания, и при этом прорези выполнены с возможностью скользящего движения подсекций относительно друг друга или относительно промежуточная конструкция, расположенная между подсекциями, и подсекции, соответствующие стороне всасывания и стороне нагнетания, и исполнительным механизмам расположены таким образом, что деформация одной из подсекций связана с по существу соответствующей деформацией другой подсекции.ЕР №

    ЕР 2 495 434 В1 относится к системе для контроля состояния лопастей ротора ветроэнергетических установок. В системе несколько узлов датчиков прикреплены к лопасти ротора или интегрированы в лопасть ротора. В отдельных узлах датчиков в каждом случае имеется по меньшей мере один датчик для пространственно разрешенного обнаружения вибраций и / или акустических волн лопасти ротора, и узлы датчиков соединены с центральным подающим и приемным блоком оптическими волокнами. В центральном блоке питания и приема находится источник света, от которого электромагнитное излучение передается по оптическому волокну на фотоэлектрический преобразователь, с помощью которого полученное электромагнитное излучение преобразуется в электрическую энергию.Документ

    DE 10 2013 006166 A1 относится к задней кромке изменяемой формы с гидравлическим приводом на аэродинамических профилях лопастей несущего винта ветроэнергетических установок, которая содержит базовую конструкцию, предпочтительно в каждом случае с гибкой верхней и нижней сторонами, а также по меньшей мере, один приводной элемент с гидравлическим, предпочтительно пневматическим приводом, перемещающий указанную основную конструкцию, отличающийся тем, что исполнительный элемент изменяет свою протяженность аналогично сильфону за счет складывания своей стенки, причем эта стенка локально определяет форму внешнего контура профиля и предпочтительно лежащая на огибающей кривой нижележащего аэродинамического профиля, и эта стенка образует уплотнение внутреннего пространства профиля по отношению к окружающей среде профиля между подвижной частью и неподвижной частью профиля.

    DE 197 12034 А1 содержит кромку профиля аэродинамического профиля, причем кромка профиля содержит многофункциональный материал на своей внешней стороне и / или внутренней стороне или на его структуре.

    EP 3 128 169 A1 относится к исполнительному устройству для перемещения аэродинамического устройства относительно лопасти ротора ветряной турбины, исполнительное устройство содержит: крепежную часть, которая расположена и подготовлена ​​для крепления исполнительного механизма на задней кромке. секция лопасти ротора; соединительную часть, которая выполнена и подготовлена ​​для соединения аэродинамического устройства с исполнительным механизмом; шарнирный участок, который соединяет участок крепления и участок соединения, при этом участок шарнира допускает относительное перемещение участка соединения относительно участка крепления вокруг оси вращения, которая ориентирована по существу в направлении размаха лопасти ротора; и пневматический привод для создания вращательного движения соединительной части относительно присоединительной части, при этом движение является обратимым движением.Устройство привода отличается тем, что оно выполнено и подготовлено для разъемного соединения аэродинамического устройства с соединительной частью. Кроме того, предоставляется подвижная задняя кромка ( 40 ), содержащая такой привод и аэродинамическое устройство. Также предусмотрена лопасть ротора с таким расположением исполнительного механизма и лопасть ротора ветряной турбины. В DE 10 2010 047 918 A1 №

    описаны различные технические реализации концепции пневматически управляемой надежной в эксплуатации гибкой задней кромки.Все описанные варианты основаны на основном принципе использования пневматических мышц и противодействия запасам механической энергии для отклонения деформируемой и упругой аэродинамической конструкции. Успешная реализация такого варианта позволяет регулировать эффективную аэродинамику, ветровые нагрузки и точное управление мощностью роторов ветроэнергетических установок.

    В одном варианте осуществления слой исполнительного механизма является анизотропным по меньшей мере в одном направлении. Поскольку исполнительный слой является анизотропным по меньшей мере в одном направлении, не все характеристики исполнительного слоя зависят от направления.В частности, анизотропия предпочтительно приводит к тому, что фотоактиватор или слой исполнительного механизма формируют предпочтительное направление.

    В одном варианте осуществления слой исполнительного механизма содержит волокнистый композит. Волокнистый композит предпочтительно имеет два основных компонента, а именно матрицу подстилки и армирующие волокна. Волокна включают, например, стекловолокна, углеродные волокна, керамические волокна и т.д., не ограничиваясь этим. Материал заделочной матрицы может содержать, например, полимеры, такие как термореактивные, эластомеры или термопласты, а также другие элементы, такие как цемент, металлы, керамика и т. Д., не ограничиваясь этим. Такие материалы могут быть успешно использованы, в частности, в ветроэнергетических установках.

    В одном варианте реализации фотоактиватор в исполнительном слое заделан в матрицу, в частности, в полимерную матрицу. Термин смола относится к твердым или жидким органическим веществам. В частности, смола относится к полимерам как к основному материалу для пластмасс. С помощью матрицы фотоактюаторы могут быть встроены в слой исполнительного механизма в выгодной форме.

    В одном варианте осуществления компонент исполнительного механизма имеет, по меньшей мере, два слоя исполнительного механизма, по меньшей мере, один возбуждающий слой, соответственно, расположенный между ними.

    Многослойная компоновка сравнима с известной компоновкой пьезоэлемента. Если компонент исполнительного механизма имеет множество слоев исполнительного механизма, лежащих один поверх другого, предпочтительное направление может быть выгодно реализовано в направлении штабелирования. Смещение исполнительного механизма в этом случае пропорционально количеству слоев и может быть предпочтительно масштабировано до определенной степени.

    Однако предпочтительное направление не обязательно должно соответствовать направлению укладки в каждом варианте осуществления.В частности, в случае, когда компонент исполнительного механизма содержит два слоя исполнительного механизма с расположенным между ними возбуждающим слоем, предпочтительное направление может также лежать в плоскости слоев исполнительного механизма или возбуждающего слоя. Предпочтительно в этом случае два исполнительных слоя по-разному реагируют на возбуждающий свет, например, один возбуждающий слой подвергается растяжению под действием деформации в предпочтительном направлении, в то время как другой возбуждающий слой подвергается сжатию в предпочтительном направлении.Это приводит к изгибу компонента привода. Однако в других вариантах осуществления слои исполнительного механизма также могут иметь такую ​​же реакцию, что приводит к расширению всего исполнительного компонента в предпочтительном направлении в плоскости слоев.

    В других вариантах реализации также возможно наличие более одного возбуждающего слоя между двумя исполнительными слоями. В этом случае в соответствующие исполнительные слои может быть введен разный возбуждающий свет.

    В одном варианте осуществления компонент исполнительного механизма предназначен для приложения посредством возбуждающего света силы от 10 до 50 ньютонов на квадратный миллиметр (Н / мм 2 ) площади поперечного сечения компонента исполнительного механизма, при этом поперечное -сечение исполнительного элемента перпендикулярно предпочтительному направлению.

    Сила в ньютонах на квадратный миллиметр площади поперечного сечения соответствует давлению в мегапаскалях; диапазон от 10 до 50 Н / мм 2 - это значение, которое широко используется для пьезоприводов и допускает их применение во многих областях, в частности, в ветроэнергетических установках.

    Предпочтительно площадь поперечного сечения исполнительного компонента, перпендикулярного предпочтительному направлению, называется площадью исполнительного механизма и предпочтительно определяется как площадь всего исполнительного компонента, включая исполнительный слой и возбуждающий слой.

    Для пакетного исполнительного механизма площадь исполнительного механизма, следовательно, предпочтительно не зависит от количества слоев и соответствует площади поверхности одного из соответствующих слоев.

    В одном варианте осуществления компонент исполнительного механизма сконфигурирован как компонент исполнительного механизма выдвижения, при этом направление выдвижения соответствует предпочтительному направлению, которое по существу перпендикулярно по меньшей мере одному слою исполнительного механизма, или компонент исполнительного механизма выполнен как исполнительный механизм изгиба. компонент, в котором направление растяжения по существу перпендикулярно предпочтительному направлению исполнительного слоя.

    Компоненты привода выдвижения допускают предпочтительно линейную механическую деформацию, при которой это линейное механическое отклонение может быть преобразовано, например, в движение другого компонента. Предпочтительно пакетная конструкция исполнительного компонента соответствует выдвижному исполнительному компоненту, при этом линейное смещение удлинения в этом примере соответствует направлению штабелирования. В одном варианте осуществления компонент исполнительного механизма выдвижения может быть сконструирован для приведения в действие подъемной заслонки лопасти ротора ветроэнергетической установки.

    В отличие от этого, изгибающий компонент исполнительного механизма предназначен для изгибания исполнительного элемента в направлении растяжения или отклонения, перпендикулярном предпочтительному направлению. Компонент исполнительного механизма изгиба предпочтительно выполнен в виде двухмерного исполнительного элемента, который простирается на относительно большую область элемента, которым необходимо управлять. Предпочтительное направление проходит по существу в плоскости, в которой исполнительный компонент имеет свою двумерную протяженность. Здесь, в одном варианте осуществления, они могут содержать один или несколько слоев исполнительного механизма и / или возбуждающих слоев, лежащих в плоскости, причем предпочтительное направление в этом случае лежит в слое исполнительного механизма, или в другом варианте выполнения несколько слоев, уложенных друг на друга, перпендикулярных плоскости, причем предпочтительное направление тогда перпендикулярно плоскости соответствующих исполнительных слоев.Компонент привода изгиба предпочтительно имеет небольшую протяженность перпендикулярно плоскости, в которой он имеет свою двумерную протяженность по сравнению с другими его размерами.

    В одном варианте осуществления такой элемент исполнительного механизма изгиба предназначен для управления сервоприводом лопасти ротора ветроэнергетической установки. В отличие от компонента исполнительного механизма выдвижения, исполнительный механизм изгиба содержит гораздо меньшее количество слоев исполнительного механизма или возбуждающих слоев, по крайней мере, в том случае, когда слои расположены параллельно плоскости, в которой компонент исполнительного механизма изгиба имеет свою двумерную протяженность. , и занимает большую площадь поверхности при сопоставимом объеме.

    В одном варианте осуществления отношение площади исполнительного механизма к квадрату контрольной длины компонента исполнительного механизма находится в диапазоне от 0,0001 до 0,01 и, в частности, в случае, когда компонент исполнительного механизма выполнен в виде удлиненного компонента исполнительного механизма, лежит в диапазоне от 0,01 до 1.

    Опорной длиной компонента исполнительного механизма называется отношение смещения исполнительного механизма к смещению выдвижения. Если, например, исполнительный механизм сконструирован таким образом, что рабочий объем исполнительного механизма равен 0.Требуется 1 мм, что обеспечивает удлинение при деформации 0,1%, в результате получается эталонная длина 100 мм. Это, конечно, пример, и фактическая конструкция привода может быть основана на реальных требованиях.

    Диапазон от 0,01 до 1 для отношения площади привода к квадрату исходной длины соответствует диапазону, необходимому, в частности, для подъемных заслонок на ветроэнергетических установках. Диапазон от 0,0001 до 0,01 соответствует диапазону, который используется, в частности, для конструкции сервоприводов для ветроэнергетических установок.

    В одном варианте осуществления механическая работа, которую может выполнять компонент исполнительного механизма, находится в диапазоне от 100 до 10 000 джоулей на кубический метр (Дж / м 3 ) объема исполнительного механизма, причем, в частности, в случае, когда исполнительный механизм Компонент сконфигурирован как удлинительный компонент исполнительного механизма, механическая работа, которую может выполнять исполнительный компонент, находится в диапазоне от 1000 до 10 000 джоулей на кубический метр объема исполнительного механизма или в случае, когда компонент исполнительного механизма сконфигурирован как компонент исполнительного механизма изгиба. лежит в диапазоне от 100 до 1000 джоулей на кубический метр объема привода.

    Объем исполнительного механизма - это объем исполнительного компонента, причем объем исполнительного механизма предпочтительно содержит, по меньшей мере, исполнительный слой и возбуждающий слой. Механическая работа, которая может выполняться в диапазоне от 100 до 10 000 Дж / м 3 , возможна, в частности, для примеров фотоактюаторов, упомянутых в начале, и может быть достигнута в зависимости от конструкции компонента исполнительного механизма.

    Как правило, достижимая плотность энергии в случае поверхностных актуаторов примерно в 10 раз ниже, чем у секционного актуатора.Диапазон от 100 до 1000 Дж / м 3 объема исполнительного механизма может предпочтительно использоваться для приведения в действие сервоприводных заслонок ветроэнергетических установок. Диапазон от 1000 до 10 000 Дж / м объема привода 3 предпочтительно предназначен для приведения в действие подъемной заслонки ветроэнергетической установки.

    В одном варианте осуществления компонент исполнительного механизма сконфигурирован как компонент исполнительного механизма изгиба и предназначен для изгиба за счет возбуждения, перпендикулярного предпочтительному направлению.

    Элемент привода гибки, следовательно, предпочтительно предназначен для гибки перпендикулярно плоскости предпочтительного направления.В частности, предпочтительное направление лежит в плоскости, в которой компонент исполнительного механизма изгиба имеет двумерную протяженность, например, прикреплен к подложке или поверхности компонента. В результате может быть спроектирован двухмерный компонент исполнительного механизма, который непосредственно вызывает деформацию области поверхности, к которой прикреплен исполнительный механизм. Элемент исполнительного механизма изгиба предпочтительно соответствует по принципу действия биметаллическому исполнительному механизму и может быть выполнен аналогичным образом.В одной конфигурации компонента исполнительного механизма изгиба предпочтительное направление лежит в плоскости слоя исполнительного механизма, то есть один или несколько слоев исполнительного механизма проходят, по существу, параллельно области поверхности, на которой закреплен исполнительный механизм. В другой конфигурации компонент исполнительного механизма изгиба состоит из множества слоев, которые проходят по существу перпендикулярно поверхности, на которой закреплен исполнительный механизм. В этом случае предпочтительное направление также проходит по существу перпендикулярно параллельной плоскости множества слоев исполнительных механизмов.

    В одном варианте осуществления отношение высоты компонента исполнительного механизма к длине компонента исполнительного механизма в предпочтительном направлении находится в диапазоне от 0,001 до 0,1, в частности в диапазоне от 0,002 до 0,02.

    В этом варианте осуществления плоскость исполнительного слоя охватывает предпочтительное направление и направление, перпендикулярное ему. Механическая работа, которую может выполнять исполнительный компонент, пропорциональна ширине исполнительного компонента, которая перпендикулярна предпочтительному направлению.Другими словами, дифференциальный вклад исполнительного компонента в направлении ширины является постоянным и предпочтительно уже определяется отношением высоты к длине в предпочтительном направлении. Компоненты привода, в которых это соотношение находится в предпочтительном диапазоне, особенно хорошо подходят для использования на лопастях ротора ветроэнергетических установок.

    Для примера сервопривода лопасти ротора ветроэнергетической установки предпочтительное направление может соответствовать направлению профиля лопасти ротора.При этом сервоприводной заслонке может быть предоставлена, например, определенная длина в направлении хорды профиля в область задней кромки лопасти ротора ветроэнергетической установки. Механическая работа, которая должна быть выполнена для приведения в действие серво заслонки, пропорциональна ширине заслонки в направлении радиуса лопасти ротора, то есть работа, приходящаяся на единицу в направлении ширины, по существу постоянна по радиусу лопасти ротора. ветроэнергетической установки от ступицы до кончика лопасти.Например, такая серво заслонка может иметь ширину один метр. Поскольку как механическая работа, которая может выполняться компонентом привода, так и механическая работа, которая требуется сервоприводной заслонке, пропорциональны и линейно зависят от ширины привода и сервопривода, достаточно указать длину сервопривода. компонент привода и его высота. Объем исполнительного элемента и механическая работа, которую он может выполнять, могут быть получены путем умножения на длину, которая соответствует длине заслонки сервопривода.

    В одном варианте высота исполнительного компонента перпендикулярно плоскости по меньшей мере одного исполнительного слоя находится в диапазоне от 1 мм до 10 мм, предпочтительно в диапазоне от 3 мм до 7 мм и особенно предпочтительно примерно в 5 мм. мм.

    Предпочтительно термин приблизительно следует понимать как неточность округления, то есть диапазон от 4,5 до, например, 5,49 мм следует понимать как приблизительно значение 5 мм. Высота компонента привода, которая находится в предпочтительном диапазоне, отвечает требованиям, в частности, для использования в области ветроэнергетических установок.

    В одном варианте осуществления возбуждающий слой содержит ультратонкое стекло и / или полимер, в частности, толщиной от 20 мкм до 100 мкм.

    Ультратонкое стекло и / или полимер, конечно, только один пример материала, который может содержаться в возбуждающем слое. Возможны и другие подходящие материалы. Ультратонкое стекло или полимер преимущественно позволяет придавать возбуждающему слою желаемые свойства, несмотря на очень маленькую толщину.

    В одном варианте осуществления компонент исполнительного механизма имеет зеркальное покрытие, которое предназначено для отражения возбуждающего света, причем зеркальное покрытие, по меньшей мере, частично окружает компонент исполнительного механизма по меньшей мере на одной боковой поверхности, в частности, окружает компонент исполнительного механизма сбоку. возбуждающего слоя, противоположного активаторному слою.

    Зеркальное покрытие предпочтительно рассчитано на длину волны возбуждающего света. Благодаря зеркальному покрытию можно уменьшить потери света, например, из-за того, что возбуждающий свет выходит из возбуждающего слоя, а не направляется в активаторный слой. Таким образом, эффективность всего компонента привода увеличивается.

    В одном варианте осуществления световод устроен таким образом, чтобы вводить свет в возбуждающий слой в продольном направлении, при этом продольное направление лежит в плоскости возбуждающего слоя, при этом плоскость возбуждающего слоя определяется продольным направлением и направлением по ширине, при этом, в частности, предпочтительное направление по существу соответствует продольному направлению или отклоняющемуся от него направлению, которое лежит в плоскости по меньшей мере одного слоя исполнительного механизма в случае, когда компонент исполнительного механизма выполнен в виде компонент исполнительного механизма изгиба, или предпочтительное направление по существу перпендикулярно продольному направлению и / или плоскости, по меньшей мере, одного слоя исполнительного механизма в случае, когда компонент исполнительного механизма выполнен как удлиненный компонент исполнительного механизма.

    Тот факт, что продольное направление лежит в плоскости возбуждающего слоя, означает, что особенно легко вводить свет в слой с помощью световода. В других вариантах осуществления продольное направление также может быть определено как направление возбуждающего слоя, в котором один или несколько световодов вводят свет в возбуждающий слой в плоскости возбуждающего слоя, при этом направления, в которых световод или световоды направляются Ввод света не обязательно соответствует продольному направлению.

    В этом варианте осуществления предпочтительно использовать другой эффект фотоактиватора в зависимости от того, сконфигурирован ли компонент исполнительного механизма как компонент исполнительного механизма изгиба или как компонент исполнительного механизма выдвижения. В частности, предпочтительно поперечный эффект фотоактиватора используется в случае изгибающего компонента, а продольный эффект фотоактиватора используется в случае, когда исполнительный компонент выполнен в виде выдвижного исполнительного компонента. Поперечный эффект сравним с поперечным эффектом, или эффектом d31, известным для пьезоприводов, а продольный эффект сравним с линейным эффектом, или эффектом d33.Это также просто конфигурации, упомянутые в качестве примера; другие эффекты, например эффект сдвига или комбинация поперечного эффекта и продольного эффекта, также могут быть использованы в других вариантах осуществления.

    В одном варианте осуществления исполнительное устройство также имеет раму усиления, которая охватывает компонент исполнительного механизма, при этом рама усиления расположена таким образом, что расширение исполнительного слоя в предпочтительном направлении приводит к сжатию рамы усиления. перпендикулярно предпочтительному направлению, при этом рамка усиления предназначена для преобразования между движением в предпочтительном направлении и по существу перпендикулярно ему.

    Другими словами, такая рамка усиления реализует систему увеличения смещения, с помощью которой смещение исполнительного механизма может быть преобразовано в более длительное смещение с точки зрения движения. В частности, в случае, когда компонент исполнительного механизма имеет несколько слоев или сформирован как пакетный исполнительный механизм, достижимые рабочие перемещения компонента исполнительного механизма могут быть увеличены с помощью рамы усиления таким образом, что он особенно подходит для приложений. в ветроэнергетической установке.

    Механическая энергия, которая может быть произведена приводом, не изменяется в результате преобразования. Соответственно, при увеличении расстояния смещения сила, которая может быть приложена на каждом расстоянии смещения, соответственно уменьшается. Коэффициент преобразования кадра усиления находится в диапазоне от 2 до 10, в частности, приблизительно 5, без ограничения этим.

    В одном варианте осуществления возбуждающий слой имеет на стороне или сторонах, прилегающих к исполнительному слою, по меньшей мере, один рассеивающий элемент для диффузного введения возбуждающего света в исполнительный слой, при этом рассеивающий элемент содержит, в частности, неровности поверхности, предпочтительно покрытые лазером и / или протравленные микрополости.

    Предпочтительно рассеивающий элемент обеспечивает равномерное распределение возбуждающего света в исполнительном слое. В других вариантах осуществления диффузионный элемент может альтернативно или дополнительно быть сформирован как независимый слой между возбуждающим слоем и исполнительным слоем или как часть исполнительного слоя. Возможны и другие диффузионные элементы, не основанные на неровностях поверхности.

    В одном варианте осуществления возбуждающий слой имеет преобразующий элемент, который предназначен для преобразования света от источника света в возбуждающий свет, при этом возбуждающий свет имеет другую длину волны и / или другой спектр, чем свет источника света.

    Посредством преобразовательного элемента нет необходимости точно регулировать свет источника света для фотоактюатора. Следовательно, даже в случае, когда свет от источника света не подходит в качестве возбуждающего света, фотоактиватор может быть возбужден, как только свет преобразуется в возбуждающий свет преобразующим элементом.

    В одном варианте осуществления преобразовательный элемент содержит флуоресцентный или фосфоресцентный материал. В частности, когда используется фосфоресцирующий материал, возбуждение фотоактиватора может, следовательно, происходить также после выключения облучения источником света.Однако эти материалы являются лишь примерами; возможны другие элементы преобразования. Кроме того, преобразовательный элемент как часть возбуждающего слоя следует понимать только как упомянутый в качестве примера, тогда как в других вариантах осуществления между возбуждающим слоем и исполнительным слоем может быть сформирован независимый преобразовательный элемент, или же преобразовательный элемент может быть сформирован. как часть исполнительного слоя.

    В дополнительном аспекте предоставляется лопасть ротора ветроэнергетической установки с исполнительным устройством согласно варианту осуществления изобретения и активным элементом, причем исполнительное устройство предназначено для управления активным элементом.

    Лопасть ротора с приводным устройством, описанным здесь, следовательно, позволяет управлять активным элементом, который предусмотрен на лопасти ротора, без необходимости его подключения к электрическим линиям. Все другие преимущества и преимущества упомянутых вариантов выполнения исполнительного устройства также могут быть переданы таким же образом на лопасть ротора. Активный элемент предпочтительно содержит подъемную заслонку, сервопривод, вихревой генератор или какой-либо другой активный элемент, с помощью которого, например, могут быть изменены аэродинамические и / или акустические свойства лопасти ротора.

    В одном варианте выполнения лопасти ротора исполнительный компонент исполнительного устройства сконфигурирован как элемент исполнительного механизма изгиба, а заслонка сконфигурирована как сервоприводной клапан, при этом исполнительный компонент установлен в поверхностном контакте над областью сервопривода. .

    Серво заслонка предпочтительно представляет собой активный элемент переменной формы, то есть, при срабатывании сервоприводной заслонки сама изменяется по своей форме, например изгибается. Сервомеханизм предпочтительно предусмотрен в области кончика лопасти ротора и составляет от 10 до 20% профиля лопатки ротора, если смотреть со стороны задней кромки.Область вершины лопасти составляет, в частности, внешние 30% длины лопасти ротора в радиальном направлении, если смотреть со стороны ступицы лопасти ротора, в то время как сервоприводная заслонка может иметь длину в направлении радиуса лопасти. лопасть ротора во всей области вершины лопатки или только в частичной области, например, порядка от 1 м до 10 м.

    Приводное усилие сервопривода должно быть приложено, по существу, равномерно по всей области сервоклапана.По этой причине предпочтительно, чтобы как можно большая область сервопривода закрывалась исполнительным устройством, которое выполнено в виде исполнительного механизма изгиба. Конечно, это не обязательно должен быть один двухмерный компонент исполнительного механизма; вместо этого также возможны множественные отдельные компоненты исполнительного механизма, которые соответственно покрывают части сервомеханической заслонки и в каждом случае имеют независимый управляющий компонент. Сервоклапан может, например, быть сконфигурирован как центральный слой из сгибаемого материала, например, из армированного стекловолокном пластика, при этом, по меньшей мере, один компонент исполнительного механизма изгиба сформирован на верхней и / или нижней стороне центрального слоя. .Для придания формы эластичный материал также может быть сформирован поверх центрального слоя и исполнительного компонента.

    В одном варианте выполнения лопасти ротора компонент исполнительного механизма исполнительного устройства сконфигурирован как компонент исполнительного механизма выдвижения, а заслонка сконфигурирована как подъемная заслонка, при этом лопасть ротора также имеет блок преобразования для преобразования движения привода. компонент в элемент управления подъемной заслонкой.

    Подъемная заслонка предпочтительно представляет собой дискретный компонент, например, с протяженностью от 15 до 50% в направлении глубины профиля.Положение подъемной заслонки изменяется относительно лопасти ротора с помощью исполнительного устройства. Например, подъемная заслонка поворачивается относительно лопасти ротора, чтобы увеличить или уменьшить подъемную силу. Блок трансформации в одном варианте осуществления имеет тягу толкания / вытягивания, с помощью которой движение привода преобразуется в движение подъемной заслонки, как в случае известных подъемных заслонок. Поскольку исполнительное устройство сконфигурировано как компонент исполнительного механизма выдвижения, компонент исполнительного механизма выдвижения производит линейное движение исполнительного механизма, которое может быть легко преобразовано блоком преобразования.

    В одном варианте осуществления лопасти ротора исполнительное устройство имеет раму усиления, которая охватывает компонент исполнительного механизма, при этом блок преобразования имеет толкающий / тянущий стержень для соединения рамы усиления с подъемной заслонкой.

    Тот факт, что исполнительный блок имеет рамку усиления, позволяет преобразовать кратчайшее возможное смещение привода в более продолжительное перемещение рамки усиления. Типичные коэффициенты трансформации, которые могут быть достигнуты с такой рамкой усиления, лежат в диапазоне от 2 до 10, то есть смещение исполнительного механизма может быть увеличено по длине от 2 до 10 раз.Возможны и другие преобразования, например, несколько устройств преобразования, например кадры усиления, также могут быть соединены последовательно. Вместо тяги-толкателя или в дополнение к нему блок преобразования может также содержать дополнительные элементы для преобразования движения исполнительного компонента в управление подъемной заслонкой.

    В другом варианте лопасть ротора ветроэнергетической установки имеет несколько активных элементов. Множество активных элементов могут быть, например, множеством подъемных закрылков, множеством сервоклапанов, генераторами вихрей или другими активными элементами.В другом варианте осуществления на лопасти ротора также могут быть предусмотрены комбинированные сервоприводной заслонки и подъемной заслонки. Соответственно подходящие конфигурации исполнительного устройства могут затем использоваться для соответствующего активного элемента или комбинации активных элементов.

    В другом аспекте предоставляется ветроэнергетическая установка с лопастью ротора согласно варианту осуществления изобретения.

    В дополнительном аспекте предоставляется способ сборки исполнительного устройства согласно варианту осуществления изобретения на лопасти ротора согласно варианту осуществления изобретения, в котором способ включает прикрепление компонента привода к лопасти ротора ветроэнергетическая установка и / или соединение управляющего компонента с исполнительным элементом.

    Следует понимать, что исполнительное устройство по п. 1 , лопасть ротора по п. 25 , ветроэнергетическая установка по п. 26 и способ сборки по п. 27, имеют аналогичные и / или идентичные предпочтительные варианты осуществления, как определено, в частности, в зависимых пунктах формулы изобретения.

    КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ НЕСКОЛЬКИХ ВИДОВ ЧЕРТЕЖЕЙ

    Настоящее изобретение теперь более подробно поясняется ниже посредством примера на основе примерных вариантов осуществления со ссылкой на сопроводительные чертежи.

    РИС. 1 a показывает схематический вид ветроэнергетической установки.

    РИС. 1 b показывает схематический вид известного исполнительного устройства.

    РИС. 2 показывает схематический вид примерного варианта исполнительного устройства.

    РИС. 3 показывает схематический вид еще одного примерного варианта исполнительного устройства.

    РИС. 4 показывает схематический вид еще одного примерного варианта выполнения исполнительного устройства.

    РИС. 5 a и 5 b показывают схематические виды сверху примерного варианта выполнения исполнительного устройства.

    РИС. 6 показывает схематический вид еще одного примерного варианта исполнительного устройства.

    РИС. 7 показывает схематический вид примерного варианта исполнительного устройства на лопасти ротора.

    РИС. 8 a и 8 b показаны схематические виды деталей примерного варианта осуществления, показанного на фиг. 7.

    РИС. С 9 a по 9 d показаны схематические изображения еще одного примерного варианта выполнения исполнительного устройства.

    РИС.10 показывает схематический вид примерного варианта осуществления с рамой усиления.

    РИС. 11 схематично и в качестве примера показано поперечное сечение лопасти ротора с подъемной заслонкой.

    РИС. 12 схематично и в качестве примера показан вид в перспективе еще одного примерного варианта выполнения исполнительного устройства.

    ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

    РИС. 1 a показана ветроэнергетическая установка 100 с башней 102 и гондолой 104 .На гондоле 104 расположен ротор 106 с тремя лопастями 108 и вертушкой 110 . Во время работы ротор , 106, приводится во вращательное движение ветром и в результате приводит в действие генератор в гондоле 104 .

    РИС. 1 b показывает схематический вид известного исполнительного устройства 2 , в котором возбуждающий свет 4 направляется на активный слой 5 с помощью источника света 3 .Активный слой 5 содержит фотоактиватор 6 , который вызывает растяжение под действием напряжения исполнительного слоя 5 на основе возбуждающего света 4 . Исполнительный слой 5 прикреплен к подложке 7 . Вызванное удлинение исполнительного слоя 5 может, например, вызвать изгиб слоя 5 , включая подложку 7 . Излучение возбуждающего света 4 от источника света 3 происходит в известном примере двумерно и непосредственно по всему исполнительному слою 5 , без использования световода или подобного.

    РИС. 2 схематично и в качестве примера показано исполнительное устройство 10 , например, для ветроэнергетической установки 100 , как показано на фиг. 1 а . Исполнительное устройство 10 имеет исполнительный компонент 20 и управляющий компонент 80 . Управляющий компонент 80 предпочтительно сформирован таким образом, что он управляет исполнительным механизмом исполнительного компонента 20 .

    Исполнительный компонент 20 в этом примере имеет слой исполнительного механизма 30 с предпочтительным направлением 32 , показанный в примере горизонтально.Слой исполнительного механизма 30 имеет фотоактиватор 34 , который предназначен для изменения деформации и / или напряжения исполнительного слоя 30 в предпочтительном направлении 32 , в зависимости от света, который излучается в слой исполнительного механизма. 30 . Актуаторный слой 30 представляет собой, например, полимерную матрицу со встроенными анизотропными кристаллами в качестве фотоактиватора 34 . Предпочтительное направление 32 и фотоактиваторы 34 , конечно, выбраны только в качестве примера; в других примерных вариантах осуществления возможны другие материалы и / или другие предпочтительные направления возможны.По существу параллельно исполнительному слою 30 , исполнительный компонент 20 также имеет возбуждающий слой 40 . Возбуждающий слой 40 предназначен для направления возбуждающего света 44 в исполнительный слой 30 . В примере на фиг. 2, возбуждающий слой 40 направляет возбуждающий свет 44 по всей длине исполнительного компонента 20 и исполнительного слоя 30 , который соответствует предпочтительному направлению 32 .Возбуждающий слой 40 может, например, содержать ультратонкое стекло или полимер и иметь толщину предпочтительно от 20 до 100 мкм.

    Управляющий компонент 80 имеет световод 82 и источник света 84 . Источник света , 84 расположен далеко от исполнительного компонента 20 , а световод 82 предназначен для направления света, излучаемого источником света , 84 , в возбуждающий слой 40 .Источник света , 84, может быть спроектирован так, чтобы излучать свет одной или нескольких длин волн. Длины волн излучаемого света предпочтительно соответствуют одной или нескольким длинам волн света, которые подходят для активации фотоактиватора 34 . В других примерных вариантах осуществления длина волны света, излучаемого источником света , 84, , также может отклоняться от длины волны, которая требуется фотоактиватору 34 для активации. Например, затем в возбуждающем слое 40 может быть предусмотрен преобразующий элемент (не показан), например элемент, который содержит флуоресцентный или фосфоресцентный материал.

    Показано на фиг. 2 представляет собой зеркальное покрытие 50 , которое охватывает исполнительный компонент 20 на нескольких боковых поверхностях и предназначено для отражения возбуждающего света 44 . Зеркальное покрытие 50 гарантирует, что большая часть света, вводимого в возбуждающий слой через световод 82 , может быть использована для возбуждения исполнительного слоя 30 . В других примерных вариантах осуществления зеркальное покрытие 50 предусмотрено только частично, в частности, на стороне возбуждающего слоя 40 , которая противоположна актуаторному слою 30 .

    Также показано на фиг. 2 представляет собой рассеивающий элемент 60 , который предусмотрен между исполнительным слоем 30 и возбуждающим слоем 40 и предназначен для диффузного введения возбуждающего света 44 в исполнительный слой 30 . Диффузионный элемент 60 может, например, быть сформирован в виде неровностей поверхности возбуждающего слоя 40 , в частности в виде лазерных и / или протравленных микрополостей. В других примерных вариантах осуществления диффузионный элемент 60 также может быть сформирован как часть исполнительного слоя 30 или как независимый элемент.

    РИС. 3 схематично и в качестве примера показан еще один пример выполнения исполнительного устройства 10 . Исполнительное устройство, показанное на фиг. 3 имеет два параллельных исполнительных слоя 30 с возбуждающим слоем 40 , расположенным между ними. Свет от возбуждающего слоя 40 может, следовательно, попадать в один из двух исполнительных слоев 30 либо в направлении вверх, либо вниз. Слои , 30, исполнительных механизмов могут быть одинаковыми или отличаться друг от друга, например, они могут содержать фотоактиваторы, которые имеют одинаковые или разные характеристики возбуждения.Предпочтительное направление двух приводных слоев , 30, может быть одинаковым или различным.

    РИС. 4 схематично и в качестве примера показан еще один пример выполнения исполнительного устройства 10 с тремя исполнительными слоями 30 и, параллельно им, двумя возбуждающими слоями 40 , лежащими между ними. Каждый из возбуждающих слоев 40 соединен с источником света 84 посредством световода 82 . В дополнительных примерах может быть создано любое желаемое количество расположений слоев исполнительного механизма 30 и возбуждающих слоев 40 , уложенных таким образом.При такой форме компоновки слоев, уложенных друг на друга, предпочтительное направление предпочтительно проходит вдоль направления штабелирования, так что стопа становится толще или тоньше, когда активаторный слой 30 или исполнительные слои 30 возбуждаются. Следовательно, чтобы быть конкретным, смещение исполнительного механизма отдельного исполнительного слоя 30 может быть увеличено по всему исполнительному устройству 10 , поскольку вклад в увеличение, то есть расширение, компонента исполнительного механизма 20 происходит для каждого из слоев исполнительного механизма 30 .

    РИС. 5 a и 5 b схематично и в качестве примера показаны виды сверху исполнительного устройства 10 или исполнительного слоя 30 с фотоактиватором 34 для него. ИНЖИР. 5 a отличается от фиг. 5 b в предпочтительном направлении, или анизотропия фотоактиватора 34 . L обозначает направление расширения исполнительного компонента 20 , которое соответствует предпочтительному направлению 32 , в котором исполнительный слой 30 подвергается растяжению или сжатию при возбуждении.Перпендикулярно к нему показана ширина B, которая практически не изменяется. ИНЖИР. 5 a показывает случай, в котором введение света посредством световода 82 происходит распределенным образом по направлению B по ширине, то есть расширение в предпочтительном направлении 32 происходит в направление введения света 82 . В другом случае, показанном на фиг. 5 b , введение света осуществляется посредством световода 82 в продольном направлении L исполнительного компонента 20 , то есть расширение в предпочтительном направлении 32 происходит перпендикулярно к введению света.

    Возможны также комбинации света, вводимого как в продольном направлении, так и в поперечном направлении. В других примерных вариантах осуществления компонент привода 20 является инвариантным в ответ на активацию как в продольном направлении L, так и в направлении ширины B, и перечисление происходит перпендикулярно ему, например, в направлении толщины стопки слои, показанные на фиг. 3 или 4.

    РИС. 6 схематично и в качестве примера показан еще один пример выполнения исполнительного устройства 10 .Перед входом в исполнительный компонент 20 управляющий компонент 80 в световоде 82 имеет оптический элемент 86 для разветвления луча. В то время как в примере падающий луч 82 входит в оптический элемент 86 , широкий веер оптических лучей выходит из оптического элемента 86 . Веер лучей может быть введен, например, посредством множества световодов 82 на выходной стороне в исполнительный компонент 20 .Оптический элемент 86 представляет собой, например, призму или подобное.

    РИС. 7 схематично и в качестве примера показан пример выполнения исполнительного устройства 10 , которое используется в области задней кромки 120 лопасти 108 ротора ветроэнергетической установки и предназначено для реализации активации сервопривод заслонки. ИНЖИР. 7 показан профиль лопасти 108 ротора ветроэнергетической установки в разрезе. Область задней кромки , 120, имеет в этом варианте осуществления несущую подложку , 130, , которая расположена по существу в середине профиля.Вокруг несущей подложки 130 , как на верхней, так и на нижней стороне в примере, расположены четыре исполнительных компонента 20 . В этом примере компоненты исполнительного механизма 20 являются двумерными исполнительными механизмами, которые вызывают изгиб всего элемента исполнительного механизма 20 . Для придания формы и завершения профиля области задней кромки 120 несущая подложка 130 и компоненты привода 20 заключены в эластичный формовочный материал 132 .

    Принцип действия закрылка задней кромки 120 , показанного на РИС. 7 подробно показано со ссылкой на фиг. 8 a и 8 b . Фиг. 8 a и 8 b показывают заднюю кромку или область клапана 120 в увеличенном масштабе и без эластичного формовочного материала 132 в профиле. Несущая подложка , 130, , которая, например, содержит GFRP или аналогичный материал или состоит из него, показана на фиг.8 a в нейтральном положении. То есть несущая подложка , 130, не была отклонена, что соответствует нейтральному положению клапана. Как на верхней, так и на нижней стороне, то есть относительно лопасти ротора 108 , как на стороне всасывания, так и на стороне давления, несущая подложка 130 имеет два исполнительных компонента 20 a и 20 b соответственно. Предпочтительное направление 32 соответствующих компонентов привода 20 a , 20 b проходит в направлении хорды профиля лопасти ротора 108 .Несущая подложка , 130, прикреплена к переднему концу, то есть к концу, который указывает в направлении передней кромки лопасти 108 ротора, к лопасти 108 ротора.

    Компоненты исполнительного механизма 20 a и 20 b соответственно активируются независимым источником света 84 , поскольку активация компонентов исполнительного механизма 20 a может отличаться от активации компоненты привода 20 b , как описано ниже.Поскольку компоненты исполнительного механизма 20 a активируются на стороне всасывания, чтобы выполнить выдвижение в предпочтительном направлении 32 , несущая подложка 130 претерпевает изгиб, что соответствует переключению из положения 130 a в позицию 130 b на ФИГ. 8 б . В предпочтительном варианте осуществления компоненты привода 20 b активируются одновременно таким образом, что они одновременно подвергаются сжатию.Следовательно, изгиб несущей подложки , 130, не обязательно должен происходить против компонентов исполнительного механизма 20 b , но, напротив, может даже происходить с их помощью. Для обратного процесса, то есть переключения несущей подложки из изогнутого положения 130 b в нейтральное положение 130 a , обратная активация компонентов привода 20 b или 20 необходимо .Например, компоненты привода 20, , и могут быть активированы таким образом, что они подвергаются сжатию. В качестве альтернативы или предпочтительно в дополнение к этому компоненты исполнительного механизма 20 b могут быть активированы, чтобы подвергнуться удлинению. На фиг. 8, компоненты 20, исполнительного механизма показаны в качестве примера как содержащие три слоя, два слоя исполнительного механизма с расположенным между ними возбуждающим слоем. Само собой разумеется, что в других примерных вариантах осуществления также могут использоваться другие конфигурации компонентов 20 исполнительного механизма.

    Во всех вариантах осуществления активация, в частности, с помощью компонента управления 80 , предпочтительно включает освещение, отключение освещения или любую желаемую комбинацию или промежуточную стадию освещения и отсутствия освещения, например, освещение с уменьшенной интенсивностью. , с модуляциями, переменными рисунками, длинами волн и т. д. Одновременная активация нескольких компонентов исполнительного механизма соответственно включает, например, также одновременную активацию путем освещения, отсутствия освещения или каждой из только что упомянутых комбинаций.

    РИС. 9 a –9 d показывают еще один пример выполнения исполнительного устройства 10 с предпочтительным направлением 32 , которое перпендикулярно направлению, в котором световод 82 вводит свет в возбуждающий слой 40 .

    РИС. 9 a схематично показан двухмерный компонент исполнительного механизма 20 с двумя исполнительными слоями 30 и возбуждающим слоем 40 , лежащими между ними.Предпочтительное направление 32 соответствует продольному направлению, обозначенному как L; отдельные слои исполнительного компонента 20, уложены друг на друга по толщине в направлении D, и двумерная протяженность исполнительного компонента включает не только продольное направление L, но также и направление по ширине B. Фиг. 9 b , таким образом, показывает, как компонент привода 20 , показанный на фиг. 9 a свернут в поперечном направлении B.Предпочтительное направление 32 при этом не изменяется; другими словами, он все еще проходит в продольном направлении L на фиг. 9 b перпендикулярно плоскости чертежа. Это показано в перспективе на фиг. 9 с . По сравнению с изображением на фиг. 9 a , можно ясно видеть, что исполнительное устройство 10 требует меньшей протяженности в направлении ширины B. Следовательно, исполнительный механизм, который имеет такой же исполнительный эффект, как двумерный исполнительный механизм, показанный на фиг.9 a , но для этого требуется только часть площади основания. Это особенно выгодно для приложений, в которых пространство имеет решающее значение.

    На ФИГ. 9 d , деталь исполнительного элемента 20 , показанного на фиг. 9 a схематично и в перспективе показано соединение управляющего компонента 80 , включая источник света , 84 и несколько световодов 82 , которые вводят свет в возбуждающий слой 40 в различных положениях в продольное направление L.

    РИС. 10 схематично и в качестве примера показан пример выполнения исполнительного устройства 10 с усилительной рамой 200 для преобразования движения исполнительного механизма в предпочтительном направлении 32 . В этом примерном варианте осуществления исполнительный компонент 20 предпочтительно выполнен в виде набора слоев, причем предпочтительное направление 32 соответствует направлению наложения слоев. Рамка усиления 200 преобразует движение в предпочтительном направлении 32 , создавая в результате направление 220 исполнительного механизма, по существу перпендикулярное ему, с коэффициентом трансформации, который может быть установлен.Например, таким образом шток 210 может перемещаться на гораздо большее расстояние в направлении привода 220 , чем компонент привода 20 выдвигается или сжимается в предпочтительном направлении 32 . Конструкция привода аналогична известной конструкции пьезоэлектрической батареи; типичные коэффициенты усиления для рамки усиления 200 находятся в диапазоне около 5. То есть расширение, например, на 100 мкм в предпочтительном направлении 32 приводит к удлинению, например, на 500 мкм. вдоль направления привода 220 .Рамка усиления 200 - это только один пример устройства преобразования, а двухтактный стержень 210 также является лишь одним примером соединительного элемента; другие реализации известны специалистам в данной области техники.

    РИС. 11 схематично и в качестве примера показано поперечное сечение лопасти 108 ротора с подъемной заслонкой 230 , которая управляется двумя исполнительными устройствами 10 , как показано, например, на фиг. 10. Каждое из исполнительных устройств 10 имеет усилительную рамку 200 и вызывает активацию двухтактных стержней 210 , так что заслонка 230 отклоняется в направлении отклонения 320 .По сравнению с сервоприводом, подъемная заслонка 230 практически не изгибается, а механически перемещается как единое целое. Для этого предпочтительно две тягово-толкающие штанги 210 перемещаются в противоположных направлениях, так что имеется наклон клапана 230 в направлении 320 . Хотя в этом примере двухтактные стержни , 210, используются в качестве передатчиков силы, все другие механические реализации, конечно, также возможны в других примерных вариантах осуществления.

    Хотя подъемные закрылки и сервоприводы были описаны в качестве примеров в качестве активных элементов в примерных вариантах осуществления, вышеуказанные преимущества также могут быть достигнуты для других активных элементов, например генераторов вихрей и т.п. Также предпочтительно возможны комбинации, такие как, например, комбинированный подъемник и сервопривод.

    РИС. 12 схематично показан другой примерный вариант выполнения двухмерно сконфигурированного исполнительного компонента 20 , как показано, например, на фиг.9 а . ИНЖИР. 12 показан двухмерный исполнительный механизм, в котором протяженность слоев исполнительного механизма 30 и возбуждающих слоев 40 перпендикулярна области исполнительного механизма, с которой исполнительный механизм соединен с подложкой, например, частью лопасти ротора ветроэнергетическая установка. Следовательно, вариант осуществления можно рассматривать как привод штабеля, у которого был отрезан тонкий слой толщиной D и разложен плоско в поперечном направлении B и продольном направлении L.Конструкция обеспечивает растяжение под действием деформации в предпочтительном направлении 32 , которое лежит в двумерной плоскости. Предпочтительное направление 32 перпендикулярно слою исполнительного механизма 30 , который уложен в стопку вдоль предпочтительного направления 32 . В этом примерном варианте осуществления исполнительный компонент 20 также содержит зеркальное покрытие 50 , которое действует как отражающий слой и обеспечивает оптимальное введение возбуждающего света из световодов 82 в возбуждающие слои 40 .

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *