Что такое мехатроника. Кто такой мехатроник? Электронный «мозг» КПП

Представляя собой электронно-гидравлический блок, мехатроник является неотъемлемой частью современной преселективной коробки. Этот прибор располагается непосредственно в картере КПП и справедливо считается самым важным узлом трансмиссии.

Устройство блока

Мехатроник имеет довольно сложную конструкцию, объединяющую в себе:

• Электронный блок управления;
• Электрогидравлические компоненты (исполнительные механизмы);
• Входные датчики.

Только при исправном состоянии всех этих элементов возможна бесперебойная работа модуля. Задачей датчиков является сбор данных, таких как показатели температуры масла, уровня давления, а также частоты вращения на выходе/входе КПП. Электронный блок управления выполняет анализ полученных сведений, и в соответствии с заложенной программой, координирует электрогидравлический блок. Последний, в свою очередь, адаптирует гидравлический контур согласно поступившим с ЭБУ командам.

Mechatronic: функции

Без преувеличения можно сказать, что мехатроник полностью управляет коробкой передач. Собирая сигналы со всех систем автомобиля, прибор выбирает момент переключения передач и полностью регулирует выполнение этого процесса. Кроме того, он контролирует работу фрикционной муфты и выступает связующим звеном с другими блоками управления.

Так, в случае поломки mechatronic, порой машина попросту не сможет сдвинуться с места.
Однако, даже если сбой кажется несерьезным, следует временно отказаться от активной эксплуатации авто и посетить специалистов. Сбои в работе модуля могут привести к размыканию сцеплений во время движения, а также стать причиной серьезной поломки. Не откладывайте ремонт и записывайтесь на визит в нашу мастерскую ‒ профессиональное обслуживание и адекватные расценки позволят Вам забыть о любых неисправностях.

Слово «мехатроника» образовано из двух слов - «механика» и «электроника». Этот термин в 1969 году предложил старший разработчик фирмы Yaskawa Electric, японец по имени Тецуро Мори. В 20 веке компания Yaskawa Electric специализировалась на разработке и совершенствовании электроприводов и электродвигателей постоянного тока, в связи с чем достигла больших успехов на данном направлении, например первый двигатель постоянного тока с дисковым якорем был разработан именно там.

Далее последовали разработки, касаемые первых аппаратных систем ЧПУ. А в 1972 году здесь же был зарегистрирован бренд «Мехатроника». Вскоре компания сильно преуспела в развитии техники электропривода. Позже от слова «Мехатроника», как от торговой марки, в компании решили отказаться, поскольку термин получил очень широкое распространение как в Японии, так и по всему миру.

В любом случае, именно Япония является родиной наиболее активного становления такого подхода в технике, когда для реализации высокоточного управления электроприводом стало необходимым объединить механические элементы, электрические машины, силовую электронику, микропроцессоры и ПО.

Распространенным графическим символом мехатроники стала диаграмма с вебсайта RPI (Rensselaer Polytechnic Institute, NY,USA):

Мехатроника - это компьютерное управление движением.

Цель мехатроники - создание качественно новых модулей движения, мехтронных модулей движения, интеллектуальных мехатронных модулей, а на их основе - движущихся интеллектуальных машин и систем.

Исторически мехатроника развилась из электромеханики и, опираясь на ее достижения, идет дальше путем системного объединения электромеханических систем с компьютерными устройствами управления, встроенными датчиками и интерфейсами.

Электронные, цифровые, механические, электротехнические, гидравлические, пневматические и информационные элементы - могут входить в состав мехатронной системы, как изначально элементы разной физической природы, однако собранные вместе для получения от системы качественно нового результата, которого невозможно было бы достичь от каждого элемента как от отдельного исполнителя.

Отдельный шпиндельный двигатель не сможет сам выдвинуть лоток DVD-плеера, но под управлением схемы с ПО на микроконтроллере, да будучи правильно соединенным с винтовой передачей - все легко получится, и выглядеть будет так, словно это - простая монолитная система. Тем не менее, несмотря на внешнюю простоту, одна мехатронная система по определению включает в себя несколько мехатронных узлов и модулей, связанных друг с другом, и совместно взаимодействующих для выполнения конкретных функциональных действий, для решения какой-то определенной задачи.

Один мехатронный модуль - это самостоятельное изделие (конструктивно и функционально), предназначенное для осуществления движений с взаимопроникновением и одновременной целенаправленной аппаратно-программной интеграцией его составляющих.

Типичная мехатронная система представляет собой объединенные друг с другом электромеханические компоненты и компоненты силовой электроники, которые в свою очередь управляются ПК или микроконтроллерами.

При проектировании и построении такой мехатронной системы, стараются избежать лишних узлов и интерфейсов, стремятся сделать все лаконично и как можно более цельно, не только для того чтобы улучшить массо-габаритные характеристики устройства, но и для повышения надежности системы в целом.

Иногда инженерам приходится непросто, они вынуждены находить очень необычные решения именно в силу того, что разные узлы находятся в разных рабочих условиях, делают совершенно разное. Например, кое-где обычный подшипник не подойдет, и его заменяют на электромагнитный подвес (так сделано, в частности, в турбинах, качающих газ по трубам, поскольку обычный подшипник быстро вышел бы здесь из строя из-за проникновения в его смазку газа).

Так или иначе, сегодня мехатроника проникла всюду, начиная от бытовой техники, заканчивая строительной робототехникой, оружием и космической авиацией. Все станки с ЧПУ, жесткие диски, электрические замки, система АБС в вашем автомобиле и т. д. - везде мехатроника оказывается не просто полезной, а необходимой. Уже редко где можно встретить ручное управление, все идет к тому, что нажал на кнопку без фиксации или просто дотронулся до сенсора - получил результат - вот, пожалуй, самый примитивный пример того, что сегодня представляет собой мехатроника.

Схема иерархии уровней интеграции в мехатронике

Первый уровень интеграции образуют мехатронные устройства и их элементы. Второй уровень интеграции образуют интегрированные мехатронные модули. Третий уровень интеграции образуют интеграционные мехатронные машины. Четвертый уровень интеграции образуют комплексы мехатронных машин. Пятый уровень интеграции образуют на единой интеграционной платформе комплексы мехатронных машин и роботы, которые предполагают формирование реконфигурируемых гибких производственных систем.

Сегодня мехатронные модули и системы находят широкое применение в следующих областях:

станкостроение и оборудование для автоматизации, технологических процессов в машиностроении;

промышленная и специальная робототехника;

авиационная и космическая техника;

военная техника, машины для полиции и спецслужб;

электронное машиностроение и оборудование для быстрого прототипирования;

автомобилестроение (приводные модули «мотор-колесо», антиблокировочные устройства тормозов, автоматические коробки передач, системы автоматической парковки);

нетрадиционные транспортные средства (электромобили, электровелосипеды, инвалидные коляски);

офисная техника (например, копировальные и факсимильные аппараты);

периферийные устройства компьютеров (например, принтеры, плоттеры, дисководы CD-ROM);

медицинское и спортивное оборудование (биоэлектрические и экзоскелетные протезы для инвалидов, тонусные тренажеры, управляемые диагностические капсулы, массажеры и т. д.);

бытовая техника (стиральные, швейные, посудомоечные машины, автономные пылесосы);

микромашины (для медицины, биотехнологии, средств связи и телекоммуникации);

контрольно-измерительные устройства и машины;

лифтовое и складское оборудование, автоматические двери в отелях и аэропортах; фото- и видеотехника (проигрыватели видеодисков, устройства фокусировки видеокамер);

тренажеры для подготовки операторов сложных технических систем и пилотов;

железнодорожный транспорт (системы контроля и стабилизации движения поездов);

интеллектуальные машины для пищевой и мясомолочной промышленности;

полиграфические машины;

интеллектуальные устройства для шоу-индустрии, аттракционы.

Соответственно возрастает потребность в кадрах, владеющих мехатронными технологиями.

Когда говорят о создании роботов и автоматизированных систем, два родственных направления инженерной мысли - мехатроника и робототехника - часто упоминаются вместе. У этих дисциплин общие корни, а цели и методы переплетаются.

Поэтому и специальность, в которой будущие инженеры могут найти себя, носит двойное название. Термин «робототехника» зачастую понятен даже тем, кто далек от науки. Попробуем разобраться, что из себя представляет мехатроника и почему она неотделима от роботостроения.

Происхождение термина

Основы мехатроники были заложены гораздо раньше, чем эта отрасль знания обрела имя. Она появилась в результате слияния достижений двух других областей - механики и электроники. В 1930-х годах зарубежные конструкторы ввели термин «электропривод», который использовался для обозначения механических устройств, работающих на электроэнергии. Их использовали в ходе автоматизации промышленных процессов.

Слово «мехатроника» придумано в 1969 году компанией «Yaskawa Electric Corp.» в Японии, в 1972 стало торговой маркой фирмы.

Термин подхватили во всех странах мира, поэтому годы спустя владельцы решили сделать его общественным достоянием. В России новое понятие вошло в научный обиход в 1990-е годы.

Чем занимается мехатроника

Первоначальная задача мехатроники - сконструировать механизм, который приводится в движение с помощью электричества и управляется программно. Со временем перед специалистами вставали новые проблемы, для решения которых приходилось искать ответы в других областях науки. Теперь сложные мехатронные системы должны не просто двигаться, подчиняясь командам компьютера, но и собирать и анализировать внешние данные, делать соответствующие выводы и менять свое поведение, используя встроенные алгоритмы.

Обязательно предусматривается возможность взаимодействия с оператором. Все компоненты такой системы связаны воедино, обмениваются информацией и энергией. Но соединить разнородные детали и снабдить их источником питания недостаточно: мехатронная система должна обладать новыми особенностями, не характерными для ее звеньев, чтобы эффективно функционировать.

Автоматы, способные передвигаться и реагировать на внешнюю среду, обладающие зачатками искусственного интеллекта, заставляют вспомнить и о роботах. В самом деле, робототехника - одно из направлений мехатроники. Поэтому современная мехатроника и робототехника изучаются в комплексе, чтобы будущие специалисты реализовали свои таланты в разных отраслях, занимались как сугубо теоретическими задачами, так и решали производственные вопросы.

Эти ветви знания с каждым днем все сильнее влияют на нашу повседневную жизнь. Сферы их применения не ограничиваются промышленностью, военными операциями, космическими исследованиями, работой с опасными веществами и представлениями с участием андроидов и зооморфных роботов.

Компьютеры, стиральные машины и другая бытовая техника, кресла для инвалидов, офисное оборудование, автопилот и система автоматической парковки в машине, тренажеры-симуляторы для медиков, пилотов и водителей - в создании и совершенствовании этих приспособлений проявили себя профессионалы от роботостроения и мехатроники.

Подготовка специалистов

Желающие получить специальность «Мехатроника и робототехника» должны изучить ряд гуманитарных, естественнонаучных, точных и технических дисциплин, поскольку это направление черпает идеи и решения из других разделов человеческого знания. Освоить программирование, электронику, инженерное дело, кибернетику, механику, принципы математического и автоматического управления, электротехнику, детали и схемы мехатронных модулей, гидравлику и другие предметы важно не только в теории.

Много времени уделяется и ручной работе, сборке моделей разной степени сложности. Развитая фантазия и неистощимое любопытство помогут одолеть нелегкий путь. Владение иностранным языком позволит находить актуальные сведения и сделает будущего конструктора востребованным специалистом на родине и за рубежом, что означает заманчивые перспективы и заработок выше среднего.

Где, как и кем работать

Выпускник сможет проектировать составные части и целые мехатронные системы, разрабатывать для них документацию и оформлять патенты, собирать, испытывать, совершенствовать, корректировать и чинить механизмы. Также можно заняться исследовательской работой или преподаванием, ведь наука не стоит на месте, а передавать знания нужно и новому поколению коллег, и работникам других отраслей, в которых используются автоматы и роботы.

Перспективы и заработок инженеров зависят от опыта и сферы деятельности. Заработная плата варьируется: молодой техник может рассчитывать на 30 тысяч рублей, при наличии опыта доход в два раза больше, а для высококвалифицированного разработчика - до 100 тысяч и выше, особенно на руководящей должности. При наличии деловой хватки возможно открытие собственного дела.

Будь то частное или государственное предприятие, производственное, коммерческое, научное или образовательное учреждение, работа найдется всегда: мехатроников и робототехников не хватает, в дальнейшем спрос на них будет расти, а свежие силы требуются в любой области, где не обойтись без высоких технологий.

Мехатроника и мобильная робототехника

О том, что такое мехатроник не знают не только многие владельцы машин, но и представители некоторых СТО. Хотя с изучения именно этого агрегата стоит начинать знакомство с «роботами».

Роль мехатроника в ДСГ

Мехатронный модуль - важнейший элемент в системе трансмиссии. В список его задач входит все, что связано с управлением коробкой передач. Кроме того, агрегат является устройством контроля и связующим звеном. Однако его главная функция - своевременное переключение ступеней. Благодаря работе мехатрона, в коробках ДСГ этот процесс происходит крайне быстро и без потери мощности.

Собирая данные со всех систем автомобиля, модуль:

• Определяет момент переключения передач;
• Подает сигнал на узел сцепления;
• Задействует исполнительные механизмы, для управления другими элементами КПП;
• Контролирует успешность переключения.

Естественно, при выходе агрегата их строя, трансмиссия начинает работать некорректно. Неполадки могут проявляться в виде рывков при разгоне, посторонних шумах и вибрациях, задержках при включении ступеней. При наличии признаков поломки, эксплуатация машины затруднена и небезопасна.

Немного о конструкции

Mechatronic находится прямо в картере коробки передач. Несмотря на сложность устройства, его размеры довольно компактны. Условно, в конструкции можно выделить следующие элементы:

• Электронный блок управления, являющийся «мозгом». Программное обеспечение ЭБУ - это сложные алгоритмы, согласно котором и происходит управление РКПП;
• Гидравлический блок, имеющий отдельный масляный контур. Прибор регулирует подачу масла, тем самым изменяя силу давления на поршни толкателей и приводов;
• Исполнительные устройства. Механизмы, отвечающие непосредственно за переключение;
• Входные датчики. Аппаратура, снимающая показания: скорости вращения валов, оборотов двигателя, температуры масла, уровня давления и других параметров. Данные в режиме реального времени передаются на ЭБУ.

Чем отличаются мехатроники?

Каждая поколение DSG имеет свою версию мехатрона. Это не универсальный узел, который можно просто переставить с одной машины на другую. На заводе, в процессор прибора вносятся уникальные данные по конкретному автомобилю - особенности его двигателя, передаточные числа КПП и т.д.

Для корректной работы на «неродном» авто, модуль также должен пройти настройку и перепрошивку. Грамотно выполнить эту процедуру готовы мастера нашего техцентра.
Позвоните нам, если заинтересованы в профессиональном ремонте, диагностике или замене mechatronic.

Подробности

06.01.2013г.

Для управления режимами работы АКПП в коробках передач BMW применяется гидравлический блок под названием Mechatronik (Мехатроник). Что собой представляет данная деталь, и какова ее цена, известно многим, у кого были проблемы с АКПП БМВ.

Принцип работы этого электрогидравлического узла довольно сложный. Но можно сказать, что именно он в ответе за любые процессы при переключении передач. Нередко проблемы с АКПП БМВ возникают при пробегах более 100 000 км. Самым первым признаком неправильной работы мехатроника является невозможность перевода АКПП из режима Parking в Drive или Reverse, что может быть следствием удара при переключении передач.

Неправильный температурный режим работы коробки передач также может быть одной из причин неисправностей гидравлического блока. Как известно, мехатроник БМВ не переносит низких температур. Поэтому при незначительном минусе следует прогреть автомобиль, а при чрезвычайно низкой температуре воздуха и вовсе стоит отказаться от поездки. Что касается высокой температуры масла АКПП, она также может повредить мехатроник. Поэтому за состоянием теплообменника АКПП необходимо периодически следит, также нужно обратить внимание на степень его чистоты. Нередкой причиной выхода из строя мехатроника можно назвать низкий уровень масла в коробке. Пластиковые поддоны на коробках BMW начинают течь при резких перепадах температуры воздуха.

Поломка такого узла, как мехатроник БМВ, может привести к неправильному функционированию автомобиля в нормальном режиме. Также могут возникнуть различного рода чувствительные помехи при переключении скоростей. Мехатроник БМВ в принципе, как и любой высокоточный модуль, довольно сложно поддается ремонту. А покупка нового блока приведет к значительным финансовым расходам. Но при своевременном обращении внимания на перебои в работе устройства, все может обстоять гораздо проще. При малейшей неадекватной работе или при срабатывании специальной сигнальной лампы, свидетельствующей о переходе АКПП в аварийный режим, необходимо незамедлительно обратиться в специализированный центр BMW, где на высоком уровне выполнять ремонт мехатроника БМВ.

В некоторых случаях при помощи обновления программного обеспечения удается выполнить ремонт мехатроника. Но при наличии механических проблем в работе мехатроника, то необходимо уже выполнять ремонт АКПП.

Как утверждают многие мастера частных фирм или автосервисов, данная деталь не подлежит ремонту, что является заблуждением. Подобное мнение довольно распространено и популярно по причине отсутствия специальных фирм в России, которые способны взяться за починку данного модуля. Более того, не все способны предложить этот товар в продаже. И только некоторые высокоспециализированные сервисы способны доказать, что возможно восстановить неисправный мехатроник БМВ, и после ремонта он способен прослужить еще довольно длительное время. Именно продажа мехатроника является одним из многочисленных направлений деятельности интернет магазина «Мосавтозапчасти». Наш сервис может предложить Вам мехатроник БМВ по наиболее выгодной цене. Теперь если у Вас возникла проблема с заменой мехатроника, то её можно решить в кротчайшие сроки.

Ремонт мехатроника БМВ представляет собой довольно сложный процесс, поэтому данная проблема решается специалистами полной заменой комплекта. В стоимость работ входит цена самого гидравлического узла и плюс цена услуг по его замене. Но это лишь при нормальном состоянии остальных узлов АКПП БМВ, таких как диски, фрикционы, барабаны. Как показывает практика, все-таки стоит проводить полный ремонт АКПП, Специалисты технических центров рекомендуют использование оригинальных комплектов ZF при ремонте мехатроника. Интернет магазин Мосавтозапчасти может предоставить Вам не только отдельно мехатроник BMW, но и полный ремонтный комплект.
В совокупности с ремонтом мехатроника рекомендуется заменить максимально возможный объем масла в АКПП, при этом следует использовать исключительно оригинальное масло. Кроме того, необходимо поменять поддон с интегрированным в него фильтром АКПП. При наличии металлического поддона и съемного фильтра, стоит полностью заменить прокладку поддона. При необходимости полного ремонта АКПП стоимость его будет напрямую зависеть от узлов АКПП, которые требуется заменить. А в процессе ремонта мехатроника БМВ каждый профессионал знает, что используются исключительно