Se ştie că în Rus' dominau lucrurile naturale. Agricultura de subzistență a Evului Mediu timpuriu. premise pentru separarea meșteșugurilor de agricultură

Este ușor să trimiți munca ta bună la baza de cunoștințe. Utilizați formularul de mai jos

Studenții, studenții absolvenți, tinerii oameni de știință care folosesc baza de cunoștințe în studiile și munca lor vă vor fi foarte recunoscători.

Postat pe http://www.allbest.ru/

Ministerul Învățământului Superior și Secundar Special al Republicii Uzbekistan

Institutul de Inginerie și Tehnologie Bukhara

Munca independentă

Sisteme mecatronice pentru transportul rutier

Plan

Introducere

1. Scopul și declarația problemei

2. Legi de control (programe) pentru schimbarea vitezelor

3. Mașină modernă

4. Avantajele noului produs

Referințe

Introducere

Mecatronica a apărut ca o știință complexă din îmbinarea părților individuale ale mecanicii și microelectronicii. Poate fi definită ca o știință care se ocupă cu analiza și sinteza sistemelor complexe care folosesc în mod egal dispozitivele de control mecanice și electronice.

Toate sistemele mecatronice ale mașinilor sunt împărțite în trei grupe principale în funcție de scopul lor funcțional:

Sisteme de control al motorului;

Sisteme de control al transmisiei și al șasiului;

Sisteme de control al echipamentelor interioare.

Sistemul de management al motorului este împărțit în sisteme de management al motoarelor pe benzină și diesel. În funcție de scopul lor, ele pot fi monofuncționale sau complexe.

În sistemele monofuncționale, computerul trimite semnale doar către sistemul de injecție. Injectarea poate fi efectuată continuu sau în impulsuri. Cu o alimentare constantă cu combustibil, cantitatea acestuia se modifică din cauza schimbărilor de presiune în conducta de combustibil, iar cu o alimentare în impulsuri - datorită duratei impulsului și a frecvenței acestuia. Astăzi una dintre cele mai multe direcții promițătoare Aplicațiile sistemelor mecatronice sunt automobilele. Dacă luăm în considerare industria auto, introducerea unor astfel de sisteme ne va permite să obținem o flexibilitate suficientă în producție, să surprindem mai bine tendințele modei, să implementăm rapid evoluțiile avansate ale oamenilor de știință și designerilor și, prin urmare, să obținem o nouă calitate pentru cumpărătorii de mașini. Mașina în sine, în special o mașină modernă, face obiectul unei atenții atente din punct de vedere al designului. Utilizare modernă Utilizarea unei mașini necesită cerințe sporite pentru siguranța la conducere, datorită motorizării din ce în ce mai mari a țărilor și înăspririi standardelor de mediu. Acest lucru este valabil mai ales pentru megaorașe. Proiectarea sistemelor mobile de urmărire care monitorizează și corectează caracteristicile de funcționare ale componentelor și ansamblurilor sunt concepute pentru a răspunde provocărilor de astăzi ale urbanismului, realizând indicatori optimi pentru compatibilitatea cu mediul, siguranța și confortul operațional al vehiculului. Necesitatea urgentă de a dota motoarele auto cu sisteme de combustibil mai complexe și mai costisitoare se explică în mare măsură prin introducerea unor cerințe din ce în ce mai stricte pentru conținutul de substanțe nocive din gazele de eșapament, care, din păcate, abia începe să fie implementată.

În sistemele complexe, o unitate electronică controlează mai multe subsisteme: injecția de combustibil, aprinderea, sincronizarea supapelor, autodiagnoza etc. Sistemul de control electronic al motorului diesel controlează cantitatea de combustibil injectată, punctul de pornire al injecției, curentul bujiilor etc. Într-un sistem electronic de control al transmisiei, obiectul de control este în principal transmisia automată. Pe baza semnalelor de la senzorii de unghi al accelerației și viteza vehiculului, ECU selectează raportul optim de transmisie, care îmbunătățește eficiența consumului de combustibil și controlabilitatea. Controlul șasiului include controlul proceselor de mișcare, schimbarea traiectoriei și frânarea vehiculului. Acestea afectează suspensia, direcția și sistemul de frânare, asigurând menținerea unei viteze date. Controlul echipamentelor interioare este conceput pentru a crește confortul și valoarea de consum al mașinii. În acest scop, aer condiționat, tablou de bord electronic, sistem informatic multifuncțional, busolă, faruri, ștergător intermitent de parbriz, indicator lampa ars, dispozitiv de detectare a obstacolului marșarier, dispozitive antifurt, echipament de comunicare, închidere centralizată a ușilor, geamuri electrice, reglabile scaune, modul de siguranță etc.

1. Declarația scopului și a problemei

Importanța decisivă care revine sistemului electronic dintr-o mașină face necesară acordarea unei atenții sporite problemelor asociate întreținerii acestora. Soluția la aceste probleme este includerea funcțiilor de autodiagnosticare în sistemul electronic. Implementarea acestor funcții se bazează pe capacitățile sistemelor electronice deja utilizate în vehicul pentru monitorizarea continuă și detectarea defecțiunilor în scopul stocării acestor informații și diagnosticare. Autodiagnosticarea sistemelor mecatronice ale mașinilor. Dezvoltarea sistemelor electronice de control al motorului și transmisiei a condus la îmbunătățirea performanței vehiculului.

Pe baza semnalelor senzorilor, ECU generează comenzi pentru cuplarea și decuplarea ambreiajului. Aceste comenzi sunt trimise la electrovalva, care pornește și oprește actuatorul ambreiajului. Pentru schimbarea vitezelor se folosesc două electrovalve. Prin combinarea stărilor de deschidere-închidere ale acestor două supape, sistemul hidraulic setează patru poziții de viteză (1, 2, 3 și overdrive). La schimbarea vitezelor, ambreiajul este decuplat, eliminând astfel efectele modificărilor de cuplu asociate cu schimbările de viteză.

Legi de control (programe) pentru schimbarea vitezelorîntr-o transmisie automată, acestea asigură un transfer optim al energiei motorului către roțile mașinii, ținând cont de proprietățile necesare de tracțiune și viteză și economia de combustibil. În același timp, programele pentru atingerea proprietăților optime de tracțiune și viteză și consumul minim de combustibil diferă unele de altele, deoarece atingerea simultană a acestor obiective nu este întotdeauna posibilă. Prin urmare, în funcție de condițiile de conducere și de dorința șoferului, puteți utiliza un comutator special pentru a selecta programul „economie” pentru a reduce consumul de combustibil sau programul „putere”. Care au fost parametrii computerului tău desktop acum cinci sau șapte ani? Astăzi, unitățile de sistem de la sfârșitul secolului al XX-lea par un atavism și se prefac doar a fi o mașină de scris. Situația este similară cu electronicele auto.

3. Mașină modernă

Acum este imposibil să ne imaginăm o mașină modernă fără unități de control compacte și dispozitive de acționare - actuatoare. În ciuda unui oarecare scepticism, implementarea lor progresează cu pasituri: nu vom mai fi surprinși de injecția electronică de combustibil, servomotorizări pentru oglinzi, trape și geamuri, servodirecție electrică și sisteme de divertisment multimedia. Și cum să nu-ți amintești că introducerea electronicelor într-o mașină a început în esență cu cel mai responsabil organ - frânele. Acum, în 1970, dezvoltarea comună a Bosch și Mercedes-Benz sub modesta abreviere ABS a revoluționat siguranța activă. Sistemul de frânare antiblocare nu numai că a asigurat controlabilitatea mașinii cu pedala apăsată pe podea, dar a determinat și crearea mai multor dispozitive conexe - de exemplu, sistemul de control al tracțiunii (TCS). Această idee a fost implementată pentru prima dată în 1987 de către unul dintre cei mai importanți dezvoltatori de electronice de bord, compania Bosch. În esență, controlul tracțiunii este opusul ABS: acesta din urmă previne alunecarea roților în timpul frânării, iar TCS - în timpul accelerației. Unitatea electronică monitorizează tracțiunea pe roți prin mai mulți senzori de viteză. În cazul în care șoferul „pășește” pedala de accelerație mai mult decât de obicei, creând amenințarea de alunecare a roților, dispozitivul va „strânge” pur și simplu motorul. „Apetitul” de design a crescut de la an la an. Doar câțiva ani mai târziu, a fost creat ESP (Electronic Stability Program). După ce au echipat mașina cu senzori pentru unghiul de rotație, viteza roții și accelerația laterală, frânele au început să ajute șoferul în cele mai dificile situații. situatii dificile. Frânând o roată sau alta, electronica minimizează riscul de deplasare a mașinii atunci când ia viraj dificile la viteză mare. Următoarea etapă: computerul de bord a fost învățat să încetinească... 3 roți în același timp. În anumite circumstanțe, pe drum, aceasta este singura modalitate de a stabiliza o mașină, pe care forțele centrifuge de mișcare vor încerca să o ia dintr-o traiectorie sigură. Dar până acum doar funcția de „supraveghere” a fost încredințată electronicii. Șoferul a continuat să creeze presiune în acționarea hidraulică cu pedala. Tradiția a fost întreruptă de sistemul electro-hidraulic SBC (Sensotronic Brake Control), care a fost instalat standard pe unele modele Mercedes-Benz din 2006. Partea hidraulică a sistemului este reprezentată de un acumulator de presiune, cilindrul principal de frână și conducte. Electric - cu o pompa care creeaza o presiune de 140-160 atm., senzori pentru presiune, viteza rotii si cursa pedalei de frana. Apăsând pe acesta din urmă, șoferul nu mișcă tija obișnuită a amplificatorului de vid, ci apăsă „butonul” cu piciorul, trimițând un semnal către computer - ca și cum ar controla un fel de aparat de uz casnic. Același computer calculează presiune optimă pentru fiecare circuit, iar pompa furnizează fluid către cilindrii de lucru prin supape de control.

4. Avantajele noului produs

Avantajele noului produs- răspuns rapid, combinând funcțiile ABS și sistemele de stabilizare într-un singur dispozitiv. Există și alte beneficii. De exemplu, dacă luați brusc piciorul de pe pedala de accelerație, cilindrii de frână vor muta plăcuțele pe disc, pregătindu-se pentru frânarea de urgență. Sistemul este conectat chiar și la... ștergătoarele de parbriz. Pe baza intensității lucrului ștergătoarelor, computerul face o concluzie despre conducerea pe ploaie. Reacție - scurtă și invizibilă pentru șofer care atinge plăcuțele de pe discuri pentru uscare. Ei bine, dacă sunteți „norocos” să rămâneți blocat într-un ambuteiaj pe o pantă în sus, nu vă faceți griji: mașina nu se va întoarce înapoi în timp ce șoferul își mută piciorul de la frână la accelerație. În cele din urmă, la o viteză mai mică de 15 km/h, puteți activa așa-numita funcție de decelerare lină: când eliberați accelerația, mașina se va opri atât de încet încât șoferul nici măcar nu va simți „ciugulirea” finală. mecatronica microelectronica transmisie motor

Ce se întâmplă dacă electronica eșuează? E în regulă: supapele speciale se vor deschide complet, iar sistemul va funcționa ca unul tradițional, deși fără amplificator de vid. Designerii nu au decis încă să abandoneze complet dispozitivele de frânare hidraulică, deși companii eminente sunt deja în plină desfășurare în dezvoltarea sistemelor „fără fluid”. De exemplu, Delphi a anunțat o soluție la majoritatea problemelor tehnice care până nu demult păreau fără margini: au fost dezvoltate motoare electrice puternice - înlocuitori pentru cilindrii de frână -, iar actuatoarele electrice au fost făcute și mai compacte decât cele hidraulice.

Lista l literatură

1. Butylin V.G., Ivanov V.G., Lepeshko I.I. si altele. Analiza si perspectivele de dezvoltare a sistemelor mecatronice de control al franarii rotilor // Mecatronica. Mecanica. Automatizare. Electronice. Informatica. - 2000. - Nr. 2. - P. 33 - 38.

2. Danov B.A., Titov E.I. Echipamente electronice ale mașinilor străine: Sisteme de control al transmisiei, suspensiilor și frânelor. - M.: Transporturi, 1998. - 78 p.

3. Danov B. A. Sisteme electronice de control al mașinilor străine. - M.: Linia fierbinte- Telecom, 2002. - 224 p.

4. Shiga H., Mizutani S. Introducere în electronica auto: Trad. din japoneză - M.: Mir, 1989. - 232 p.

Postat pe Allbest.ru

Documente similare

Familiarizarea cu caracteristicile de diagnosticare și întreținere a sistemelor electronice și microprocesoare moderne ale unei mașini. Analiza principalelor criterii de clasificare a componentelor electronice ale unei mașini. Caracteristici generale ale sistemelor de control al motorului.

rezumat, adăugat 09.10.2014

Concepte de senzori și echipamente cu senzori. Diagnosticarea sistemului electronic de control al motorului. Descrierea principiului de funcționare a senzorului de accelerație al unui motor cu ardere internă. Selectarea și justificarea tipului de dispozitiv, efectuarea unei căutări de brevet.

lucrare curs, adaugat 13.10.2014

Arhitectura microprocesoarelor și microcontrolerelor unei mașini. Convertoare de dispozitive analogice și discrete. Sistem electronic de injecție și aprindere. Sistem electronic de alimentare cu combustibil. Suport informațional pentru sistemele de control al motorului.

test, adaugat 17.04.2016

Studierea designului unui quadcopter. Trecerea în revistă a motoarelor cu supape și a principiilor de funcționare a regulatoarelor electronice de viteză. Descrierea elementelor de bază ale controlului motorului. Calculul tuturor forțelor și momentelor aplicate quadcopterului. Formarea unei bucle de control și stabilizare.

lucrare curs, adaugat 19.12.2015

Structura generală a mașinii și scopul părților sale principale. Ciclul de funcționare al motorului, parametrii săi de funcționare și proiectarea mecanismelor și sistemelor. Unități de transmisie a puterii, șasiu și suspensie, echipamente electrice, direcție, sistem de frânare.

rezumat, adăugat 17.11.2009

Apariția unor noi tipuri de transport. Poziții în sistem de transport lume și Rusia. Tehnologii, logistica, coordonare in activitatile de transport rutier. Strategia de inovare a SUA și a Rusiei. Atractivitatea investițională a transportului rutier.

rezumat, adăugat 26.04.2009

Analiza dezvoltării transportului rutier ca element al sistemului de transport, locul și rolul acestuia în economie modernă Rusia. Caracteristicile tehnice și economice ale transportului auto, caracteristicile principalelor factori care determină căile de dezvoltare și plasare a acestuia.

test, adaugat 15.11.2010

Blocul motor și mecanismul manivelei unui autoturism NISSAN. Mecanism de distribuție a gazelor, sisteme de lubrifiere, răcire și alimentare. Sistem integrat de management al motorului. Subsisteme pentru controlul injecției de combustibil și a temporizării aprinderii.

test, adaugat 06.08.2009

Transportul și rolul său în dezvoltarea socio-economică a Federației Ruse. Caracteristicile sistemului de transport al regiunii. Elaborarea de programe și măsuri pentru reglementarea acestuia. Principii și direcții dezvoltare strategică transport rutier.

teză, adăugată 03.08.2014

Legea federală „Cu privire la transportul rutier în Federația Rusă”. Legea federală „Carta transporturilor cu motor a Federației Ruse”. Condiții juridice, organizatorice și economice pentru funcționarea transportului rutier în Federația Rusă.

Avantajele sistemelor și dispozitivelor mecatronice (MS&D) Principalele avantaje ale MS&D în comparație cu echipamentele tradiționale de automatizare includ următoarele. 1. Cost relativ scăzut datorită unui grad ridicat de integrare, unificare și standardizare a tuturor elementelor și interfețelor. 2. Calitatea înaltă a implementării mișcărilor complexe și precise datorită utilizării metodelor inteligente de control. 1

3. Fiabilitate ridicată, durabilitate, imunitate la zgomot. 4. Compactitatea structurală a modulelor (până la miniaturizare în micromașini). 5. Greutate, dimensiune și caracteristici dinamice îmbunătățite ale mașinilor datorită simplificării lanțurilor cinematice; 6. Capacitatea de a integra module funcționale în sisteme mecatronice complexe și complexe pentru sarcini specifice ale clienților. 2

Aplicarea modulelor mecatronice (MM) și a sistemelor mecatronice (MS) Astăzi, MM și MS sunt utilizate în următoarele zone. Construcție de mașini-unelte și echipamente pentru automatizarea proceselor de producție. Robotică (industrială și specială). Aviație, spațiu și tehnologie militară. Industria auto (de exemplu, stabilizarea mișcării vehiculelor și sisteme de parcare automată). Vehicule netradiționale (biciclete electrice, cărucioare de marfă, scaune cu rotile etc.). 3

Echipamente de birou (de exemplu, fotocopiatoare). Echipamente informatice (de exemplu, imprimante, hard disk-uri). Echipamente medicale (de reabilitare, clinice, de service). Aparate de uz casnic(mașini de spălat, mașini de cusut, mașini de spălat vase etc.). Micromașini (pentru medicină, biotehnologie, comunicații și telecomunicații). Aparate si masini de control si masura; Echipamente foto si video. Simulatoare pentru instruirea piloților și operatorilor. Spectacolul este o industrie. 4

Dezvoltarea mecatronicii Dezvoltarea rapida a mecatronicii in anii 90 si in prezent, ca noua directie stiintifica si tehnica, se datoreaza a 3 factori principali. 1) Noi tendințe în dezvoltarea industrială globală. 2) Dezvoltare fundamentaleși metodologii de mecatronică (de bază idei științifice, soluții tehnice și tehnologice fundamental noi); 3) Activitatea specialiștilor în domeniile de cercetare și educație. 6

Principalele cerințe ale pieței mondiale în domeniul sistemelor mecatronice Necesitatea producerii și deservirii echipamentelor în conformitate cu sistemul internațional de standarde de calitate formulat în standardul ISO9000. Internaționalizarea pieței produselor științifice și tehnice și, în consecință, necesitatea implementării active a formelor și metodelor de inginerie internațională și transfer de tehnologie în practică. 8

Creșterea rolului întreprinderilor de producție mici și mijlocii în economie datorită capacității lor de a răspunde rapid și flexibil la cerințele pieței în schimbare, dezvoltarea rapidă a sistemelor și tehnologiilor informatice și telecomunicațiile (în țările CEE, până la 60% din creşterea produsului naţional total este asigurată tocmai de aceste industrii). O consecință directă a acestei tendințe este intelectualizarea sistemelor de control mișcare mecanicăși funcțiile tehnologice ale mașinilor moderne. 9

Întreprinderile moderne care se angajează în dezvoltarea produselor mecatronice trebuie să rezolve următoarele probleme principale. 1. Integrarea structurală a elementelor mecanice, electronice și profiluri de informațiiîn echipe unificate de proiectare și producție. 2. Pregătirea inginerilor și managerilor orientați spre mecatronică capabili să integreze sisteme și să gestioneze munca specialiștilor de înaltă specializare de diverse calificări. 3. Integrare tehnologia de informație din diverse domenii științifice și tehnice - mecanică, electronică, control computerizat, într-un singur set de instrumente pentru suportul computerizat al sarcinilor mecatronice. 11

Nivelul de integrare a elementelor constitutive este acceptat ca principală caracteristică de clasificare în mecatronică. În conformitate cu acest criteriu, este posibilă împărțirea SM pe niveluri sau generații, dacă luăm în considerare cronologic apariția lor pe piața produselor intensive în cunoaștere. 12

Generații MM Prima generație Element de bază motor electric Modul - motor Motor cu cuplu mare Modul motor - element de lucru Module de mișcare mecatronică a doua generație (rotative și liniare) Module mecatronice inteligente de a treia generație Element suplimentar Convertor de putere Dispozitiv mecanic Element de lucru Senzori feedback Senzori de informare Microcalculator (controller) Diagrama de dezvoltare a modulelor de mișcare mecatronică 13

Nivelul 1 MM sunt o combinație de doar două elemente originale. În 1927, compania Bauer (Germania) a dezvoltat în mod fundamental un design nou, combinând un motor electric și o cutie de viteze, care ulterior s-a răspândit și a fost numită cutie-motor. Astfel, un motor-cutie de viteze este un modul structural compact care combină un motor electric și un convertor de mișcare-cutie de viteze. 14

MM-urile de a doua generație au apărut în anii 80 în legătură cu dezvoltarea noilor tehnologii electronice, care au făcut posibilă crearea de senzori miniaturali și unități electronice pentru procesarea semnalului. Combinația modulelor de acționare cu elementele indicate a dus la apariția mișcării MM, pe baza căreia au fost create mașini cu energie controlată, în special mașini PR și CNC. 15

Modulul de mișcare este un produs independent din punct de vedere funcțional și structural, care include părți mecanice și electrice care pot fi utilizate individual și în diverse combinații cu alte module. Modulul de mișcare mecatronic este un modul de mișcare care include în plus o parte de informații care include senzori pentru diverse scopuri. 16

Caracteristica principală care deosebește modulul de mișcare de o acționare industrială generală este utilizarea arborelui motorului ca unul dintre elementele convertorului mecanic. Exemple de module de mișcare sunt motorul angrenajului, motorul roții, motorul tamburului, axul electric etc. 17

MM a 3-a generație. Dezvoltarea lor se datorează apariției pe piață a microprocesoarelor și controlerelor relativ ieftine bazate pe acestea. Ca urmare, a devenit posibilă intelectualizarea proceselor care au loc în MS, în primul rând procesele de control al mișcărilor funcționale ale mașinilor și unităților. Un modul mecatronic inteligent (IMM) este un modul de mișcare mecatronică care include suplimentar un dispozitiv de calcul cu microprocesor și un convertor de putere. 18

Dispozitivele mecatronice din a 4-a generație sunt microsisteme mecatronice și microroboți care măsoară și controlează informații (de exemplu, pătrund în vasele de sânge în organism pentru a lupta împotriva cancerului, a aterosclerozei și a opera organele și țesuturile deteriorate). Aceștia sunt roboți pentru detectarea și repararea defectelor din interiorul conductelor, reactoarelor nucleare, navelor spațiale etc. 19

În dispozitivele mecatronice din a 5-a generație, software-ul tradițional de calculator și de control numeric va fi înlocuit cu neurocipuri și neurocalculatoare bazate pe principiile funcționării creierului și capabile de activitate intenționată într-un mediu extern în schimbare. 20

Transportul rutier joacă rol importantîn societate, în sistemul de transport al țării și în economie. Vehiculul este utilizat pe scară largă pentru transportul de mărfuri către căi ferate, digurile fluviale și maritime, deservirea întreprinderilor comerciale industriale, lucrătorilor agricoli și asigurarea transportului de pasageri. Transportul rutier reprezintă aproximativ jumătate din transportul de pasageri și mărfuri (Fig. 12.1)

Figura 12.1– Distributie transport de transport

Literal, au trecut puțin peste o sută de ani de la apariția primei mașini și aproape că nu există un domeniu de activitate în care să nu fie folosit. Prin urmare, industria auto din economiile țărilor dezvoltate este acum ramura principală a ingineriei mecanice. Există motive pentru aceasta:

În primul rând, oamenii au nevoie de tot mai multe mașini în fiecare zi pentru a rezolva diverse probleme de afaceri;

În al doilea rând, această industrie este intensivă în cunoștințe și de înaltă tehnologie. „Atrage” împreună cu ea multe alte industrii, ale căror întreprinderi își îndeplinesc numeroasele comenzi. Inovațiile introduse în industria auto obligă în mod inevitabil aceste industrii să-și îmbunătățească producția. Datorită faptului că există destul de multe astfel de industrii, ca urmare, există o creștere a întregii industrii și, în consecință, a economiei în ansamblu;

În al treilea rând, industria auto din toate țările dezvoltate este una dintre cele mai profitabile industrii economie nationala, întrucât ajută la creșterea cifrei de afaceri comerciale și aduce venituri considerabile trezoreriei statului prin vânzări pe piețele interne și mondiale;

În al patrulea rând, industria auto este o industrie importantă din punct de vedere strategic. Dezvoltarea acestei industrii face ca țara să fie puternică din punct de vedere economic și, prin urmare, mai independentă. Folosirea pe scară largă a celor mai bune exemple de tehnologie auto în armată crește, fără îndoială, puterea de apărare a țării.

Există acum o serie de tendințe în industria auto care indică importanța și importanța acesteia, precum și industriile conexe, în economiile țărilor industrializate. Absolut observat noua abordare la dezvoltarea tehnică a mașinii, organizarea și tehnologia producției sale. Tendințele științifice și tehnologice includ reducerea consumului de combustibil și a emisiilor, dezvoltarea vehiculelor ultra-ușoare, îmbunătățirea siguranței, calității, fiabilității și durabilității, precum și dezvoltarea sistemelor inteligente de autostradă.

Dezvoltarea mecatronicii în mașini (Fig. 12.2) și pe mașinile de producție are propriile sale caracteristici. În mașini, extinderea automatizării și, prin urmare, a mecatronicei, a început în primul rând în domeniul dispozitivelor de confort. Prima dintre unitățile mecatronice, așa cum a fost cazul istoric, a fost un motor cu sistem de alimentare cu combustibil și reglare automată. Al doilea este sistemul de management al puterii atașamentului (EHR), lider mondial în producția căruia este Bosch. Al treilea este transmisia. Aici procesul a început odată cu apariția transmisiilor mecanice cu schimbarea treptelor sub sarcină. Acestea prezentau dispozitive de comutare hidraulice, apoi electro-hidraulice și apoi control electronic automat al comutației. Companiile occidentale (ZF germană și altele) au început să furnizeze fabrici de automobile și să producă transmisii pentru vânzare într-un set atât de complet.

Puterea și beneficiul designului mecatronic al unităților este vizibil în mod deosebit în exemplul transmisiilor, care, cu sau fără control automat și alte componente identice ale complexului, prezintă un contrast izbitor atât în caracteristicile lor, cât și a vehiculelor echipate cu ei. În formă mecatronică, acestea oferă un ordin de mărime caracteristici mai favorabile în aproape toți indicatorii de performanță a mașinii: tehnic, economic și ergonomic.

Comparând complexele mecatronice cu prototipurile lor nemecatronice în ceea ce privește excelența tehnică, este ușor de observat că primele sunt semnificativ superioare celor din urmă, nu numai în indicatori generali, ci și în nivelul și calitatea designului. Acest lucru nu este surprinzător: efectul sinergic se manifestă nu numai în produsul final, ci și în procesul de proiectare datorită noii abordări a designului.

Figura 12.2– Clasificarea sistemelor mecatronice ale vehiculelor

Când controlați funcționarea unui motor de mașină, utilizați diverse sisteme:

- AVCS (sistem de control activ al supapelor)- sistemul de sincronizare variabilă a supapelor la mașinile Subaru modifică înălțimea ridicării supapelor în funcție de sarcina instantanee a motorului. Common Rail(Nissan) - un sistem de injecție care furnizează combustibil la cilindri printr-o șină comună la presiune ridicată. Are o serie de avantaje care fac conducerea mai plăcută pentru șofer: motoarele diesel cu Common Rail se caracterizează atât prin răspuns excelent la accelerație, cât și prin consum redus de combustibil, eliminând nevoia de a opri frecvent la benzinării.

-GDI- Injecție directă de benzină, care poate fi tradusă ca „motor cu injecție directă de combustibil”, adică combustibilul unui astfel de motor este injectat nu în galeria de admisie, ci direct în cilindrii motorului. M-Fire- sistem de control al procesului de ardere - opacitatea gazelor de eșapament și conținutul de oxizi de azot din ele sunt reduse semnificativ, crescând simultan puterea și reducând nivelul de zgomot.

- MIVEC(Mitsubishi) - controlează în mod optim momentul de deschidere a supapelor de admisie în conformitate cu condițiile de funcționare a motorului, ceea ce îmbunătățește stabilitatea motorului la ralanti, caracteristicile de putere și cuplu pentru întreaga gamă de funcționare.

- VTEC(Honda) - Sistem de sincronizare variabil al supapelor. Acestea sunt utilizate pentru a îmbunătăți caracteristicile cuplului pe o gamă largă de viteze, precum și pentru a îmbunătăți eficiența și performanța de mediu a motorului. Folosit și la mașinile Mazda.

- DPS- Dual Pump System - două pompe de ulei conectate în serie (adică una după alta). La viteze egale de rotație ale ambelor pompe de ulei, are loc o circulație „uniformă” a uleiului, adică. nu există zone cu crescute şi tensiune arterială scăzută(Fig. 12.3).

Figura 12.3– Sistem de pompare duala

- Common rail(engleză) autostrada comuna) - tehnologie modernă sisteme de alimentare cu combustibil la motoarele diesel cu injecție directă. Într-un sistem common rail, pompa forțează combustibilul la presiune ridicată (250 - 1800 bar, în funcție de modul de funcționare al motorului) în conducta comună de combustibil. Injectoarele controlate electronic cu supape electromagnetice sau piezoelectrice injectează combustibil în cilindri. În funcție de design, injectoarele produc de la 2 până la 5 injecții pe cursă. Calculul precis al unghiului de pornire a injecției și al cantității de combustibil injectat permite motoarelor diesel să îndeplinească cerințe sporite de mediu și economice. Pe lângă asta motoare diesel cu sistemul common rail, puterea și caracteristicile dinamice ale acestora s-au apropiat și, în unele cazuri, au depășit, motoarele pe benzină.

Există diferite tipuri de dispozitive de transmisie mecatronică:

-CVT- transmisie automata cu CVT. Este un mecanism cu un interval de raport de transmisie mai mare decât cel al unei transmisii manuale cu 5 trepte.

-DAC- Downhill Assist Control - sistemul controlează comportamentul mașinii pe pante abrupte. Roțile sunt echipate cu senzori care măsoară viteza de rotație a roților și o compară constant cu viteza vehiculului. Analizând datele primite, electronica frânează din timp roțile din față la o viteză de aproximativ 5 km/h.

- DDS- Downhill Drive Support - un sistem de control al conducerii în mașinile Nissan pe pante abrupte. DDS menține automat o viteză de 7 km/h la coborâre, împiedicând blocarea roților.

- Drive Select 4x4- tracțiunea integrală poate fi activată și oprită din mers la viteze de până la 100 km/h.

- TSA(Trailer Stability Assist) - un sistem pentru stabilizarea unui vehicul în timp ce conduceți cu o remorcă. Când mașina își pierde stabilitatea, de obicei începe să se balanseze de-a lungul drumului. În acest caz, TSA frânează roțile „diagonal” (față stânga - spate dreapta sau față dreapta - spate stânga) în antifază la vibrații, reducând în același timp viteza vehiculului prin reducerea alimentării cu combustibil a motorului. Folosit pe vehiculele Honda.

- Easy Select 4WD- sistemul de tracțiune integrală, utilizat pe scară largă la mașinile Mitsubishi, vă permite să schimbați 2WD în 4WD și invers, în timp ce mașina se mișcă.

- Control logic de grad- un sistem de selecție „inteligentă” a vitezelor asigură o tracțiune uniformă, care este deosebit de importantă atunci când urcăm pe deal.

- Hypertronic CVT-M6(Nissan) - asigură o accelerație lină, fără trepte, fără smucituri tipice transmisiilor automate tradiționale. De asemenea, sunt mai eficiente din punct de vedere al consumului de combustibil decât transmisiile automate tradiționale. CVT-M6 este conceput pentru șoferii care doresc să combine avantajele transmisiei automate și manuale. Deplasând maneta de viteze în locașul cel mai îndepărtat de șofer, aveți posibilitatea de a schimba șase trepte cu rapoarte fixe.

- INVECS-II- automată adaptivă (Mitsubishi) - transmisie automată cu mod sport și posibilitate de control mecanic.

- EBA- un sistem electronic de control al presiunii în sistemul hidraulic de frânare, care, dacă este necesară frânarea de urgență și nu există un efort suficient pe pedala de frână, crește independent presiunea în conducta de frână, făcând acest lucru de mai multe ori mai repede decât un om. Iar sistemul EBD distribuie uniform forțele de frânare și funcționează împreună cu ABS - sistem de frânare antiblocare.

-ESP+- sistem de stabilizare anti-alunecare ESP - cel mai complex sistem care folosește capacitățile de frânare antiblocare, anti-alunecare cu controlul tracțiunii și sisteme electronice de control al accelerației. Unitatea de control primește informații de la senzorii de accelerație unghiulară ai vehiculului, unghiul volanului, informații despre viteza vehiculului și rotația fiecărei roți. Sistemul analizează aceste date și calculează traiectoria mișcării și dacă în timpul virajelor sau manevrelor viteza reala nu coincide cu cel calculat și mașina „iese” spre exterior sau spre interior de viraj, reglează traiectoria, frânând roțile și reducând tracțiunea motorului.

-HAC- Control de asistență la pornire în pantă - sistemul controlează comportamentul mașinii pe pante abrupte. HAC nu numai că împiedică rotirea roților la pornirea pe o pantă alunecoasă, dar poate împiedica și vehiculul să se rostogolească înapoi dacă viteza vehiculului este prea mică și alunecă în jos sub greutatea corpului.

- Hill Holder- cu acest dispozitiv mașina este ținută pe frână chiar și după eliberarea pedalei de frână, Hill Holder-ul este oprit doar după eliberarea pedalei de ambreiaj. Proiectat pentru a începe să se miște în sus.

- AIRMATIC Dual Control– suspensia pneumatică activă cu reglare electronică și sistem adaptiv de amortizare ADS II funcționează complet automat (Fig. 12.4). În comparație cu suspensia tradițională din oțel, îmbunătățește semnificativ confortul și siguranța la conducere. AIRMATIC DC funcționează cu perne de aer, care sunt făcute electronic mai dure sau mai moi în funcție de situația de condus. Dacă senzorii, de exemplu, determină un stil de condus sportiv, suspensia pneumatică, care este confortabilă în modul normal, devine automat mai rigidă. Caracteristicile de suspensie și de amortizare pot fi, de asemenea, ajustate manual în modul sport sau confort folosind un comutator.

Electronica funcționează cu patru moduri diferite amortizare (ADS II), care se adaptează automat pe fiecare roată la starea drumului. Astfel, mașina rulează lin chiar și pe drumuri proaste, fără a compromite stabilitatea.

Figura 12.4– AIRMATIC Dual Control

Sistemul este, de asemenea, echipat cu o funcție de reglare a nivelului vehiculului. Oferă gardă la sol aproape constantă chiar și atunci când vehiculul este încărcat, ceea ce conferă vehiculului stabilitate. Când conduceți mai departe de mare viteză Vehiculul poate fi coborât automat pentru a reduce înclinarea caroseriei. La viteze de peste 140 km/h mașina este coborâtă automat cu 15 mm, iar la viteze sub 70 km/h, nivelul normal este restabilit. În plus, pentru drumuri proaste este posibilă ridicarea manuală a mașinii cu 25 mm. Când conduceți continuu cu o viteză de aproximativ 80 km/h sau dacă viteza depășește 120 km/h, nivelul normal este restabilit automat.

De asemenea, mașinile folosesc diverse sisteme de frânare folosite pentru a reduce semnificativ distanțele de frânare, pentru a interpreta inteligent comportamentul șoferului în timpul frânării și pentru a activa forța maximă de frânare în caz de frânare de urgență.

- Asistență la frânare (BAS), echipat standard pe toate autoturismele Mercedes-Benz, interpretează comportamentul șoferului în timpul frânării și, dacă este detectată frânarea de urgență, creează forță de frânare maximă dacă șoferul nu apasă suficient pedala de frână. Dezvoltarea asistenței la frânare se bazează pe datele obținute de departamentul de cercetare a accidentelor Mercedes-Benz: într-o situație critică, șoferii apasă rapid pedala de frână, dar nu suficient de ferm. În acest caz, asistentul de frânare poate sprijini efectiv șoferul.

Pentru o mai bună înțelegere, să facem o scurtă privire de ansamblu asupra tehnologiei sistemelor moderne de frânare: amplificatorul de frână, care crește presiunea creată de piciorul șoferului, este format din două camere separate una de cealaltă printr-o membrană mobilă. Dacă nu se efectuează frânarea, atunci există un vid în ambele camere. Prin apăsarea pedalei de frână se deschide o supapă mecanică de control din servofrâna, care permite aerului să intre în camera din spate și modifică raportul de presiune în cele două camere. Forța maximă este creată atunci când presiunea atmosferică domnește în a doua cameră. În sistemul de asistență la frânare (BAS), un așa-numit senzor de mișcare a diafragmei determină dacă frânarea este extremă. Detectează mișcarea membranei între camere și transmite valoarea la unitatea de control BAS. Prin compararea constantă a valorilor, microcomputerul recunoaște momentul în care viteza de apăsare a pedalei de frână (egale cu viteza de mișcare a membranei în servofrâna) depășește valoarea standard - aceasta este o frânare de urgență. În acest caz, sistemul activează o supapă magnetică, prin care camera din spate este umplută instantaneu cu aer și se creează forța maximă de frânare. În ciuda acestei frânări complete automate, roțile nu se blochează, deoarece binecunoscutul sistem de frânare antiblocare ABS proporționalizează forța de frânare, menținând-o în mod optim pe punctul de a se bloca, menținând astfel controlabilitatea vehiculului. Dacă șoferul ia piciorul de pe pedala de frână, un senzor special de răspuns închide supapa magnetică și amplificarea automată a frânei este oprită.

Figura 12.6– Asistență la frânare (BAS) Mercedes

- Sistem de franare antiblocare (ABS)(sistemul german antiblocare, engleză Sistemul antiblocare a frânelor (ABS)) - un sistem care împiedică blocarea roților vehiculului la frânare. Scopul principal al sistemului este de a reduce distanța de frânare și de a asigura controlul vehiculului în timpul frânării bruște și de a elimina posibilitatea de alunecare necontrolată.

ABS constă din următoarele componente principale:

Senzori de viteză sau accelerație (decelerație) instalați pe butucii roților unui vehicul.

Supape de control, care sunt elemente ale modulatorului de presiune, instalate în linia principală a sistemului de frânare.

O unitate de control care primește semnale de la senzori și controlează funcționarea supapelor.

După începerea frânării, ABS-ul începe să fie constant și suficient definiție precisă viteza de rotație a fiecărei roți. Dacă o roată începe să se rotească semnificativ mai lent decât celelalte (ceea ce înseamnă că roata este aproape de blocare), o supapă în linia de frână limitează forța de frânare pe acea roată. De îndată ce roata începe să se rotească mai repede decât celelalte, forța de frânare este restabilită.

Acest proces se repetă de câteva ori (sau de câteva zeci de ori) pe secundă și de obicei duce la o pulsație vizibilă a pedalei de frână. Forța de frânare poate fi limitată atât în întregul sistem de frânare simultan (ABS cu un singur canal), cât și în sistemul de frânare lateral (ABS cu două canale) sau chiar o singură roată (ABS multicanal). Sistemele cu un singur canal asigură o decelerare destul de eficientă, dar numai dacă condițiile de tracțiune ale tuturor roților sunt mai mult sau mai puțin egale. Sistemele cu mai multe canale sunt mai scumpe și mai complexe decât sistemele cu un singur canal, dar sunt mai eficiente la frânarea pe suprafețe neuniforme dacă, de exemplu, la frânare una sau mai multe roți lovesc gheața, o porțiune udă a drumului sau marginea drumului.

Sistemele de control și navigație devin din ce în ce mai răspândite în mașinile moderne. .

- Sistem DISTRONIC– reglează electronic distanța până la vehiculul din față cu ajutorul radarului, control simplu cu ajutorul pârghiei TEMPOMAT, oferă confort suplimentar pe autostrazi și drumuri similare, menținând starea de lucru a șoferului.

Controlul distanței DISTRONIC menține distanța necesară față de vehiculul din față. Dacă distanța scade, sistemul de frânare este activat. Dacă în față nu se află niciun vehicul, DISTRONIC menține viteza setată de șofer. DISTRONIC oferă confort suplimentar pentru conducerea pe autostradă și pe drumuri similare. Microcomputerul procesează semnalele de la radar, care este instalat în spatele grilei radiatorului, la viteze de la 30 la 180 km/h. Impulsurile radar sunt reflectate de vehiculul din față, procesate și, pe baza acestor informații, se calculează distanța până la vehiculul din față și viteza acestuia. Dacă un Mercedes-Benz cu DISTRONIC se apropie de vehiculul din față, DISTRONIC reduce automat accelerația și acționează frâna pentru a menține distanța setată. Dacă este necesar să frânezi puternic, șoferul este informat despre acest lucru folosind un semnal acustic și o lumină de avertizare - asta înseamnă că șoferul trebuie să apese singur pedala de frână. Dacă distanța crește, DISTRONIC asigură din nou distanța necesară și accelerează vehiculul până la viteza setată. DISTRONIC este o dezvoltare ulterioară a funcției standard TEMPOMAT cu limită de viteză variabilă SPEEDTRONIC

Figura 12.7– Sistem de control și navigație

Mercedes-Benz a introdus prima suspensie pneumatică mecatronică, AIR-matic, cu control al amortizoarelor ADS ca standard pe sedanurile din Clasa S.

În sistemul AIR-matic, lonjeaua sedanului din clasa S conține un element elastic pneumatic: rolul arcurilor obișnuite aici este jucat de aer comprimat închis sub o carcasă cu cordon de cauciuc. Strut are, de asemenea, un amortizor cu o „extensie” neobișnuită pe lateral. Desigur, mașina este echipată cu un sistem pneumatic complet (compresor, receptor, linii, dispozitive cu supape). Și, de asemenea, o rețea de senzori și, desigur, un procesor. Cum funcționează sistemul. La comanda procesorului, supapele deschid accesul aerului din sistemul pneumatic la elemente elastice(sau sângerați aer de acolo). În acest fel, nivelul podelei caroseriei se modifică: sistemul încorporează dependența acestuia de viteza vehiculului. De asemenea, șoferul poate „arăta voință” - ridică mașina, de exemplu, pentru a trece peste denivelări semnificative.

A.D.S. efectuează o muncă mai „delicată” - controlează amortizoarele. Pe măsură ce tija amortizorului se mișcă, o parte din fluid curge nu numai prin supapele din piston, ci și prin „extensia” în interiorul căreia actuatorul este un sistem de supape care oferă patru moduri de funcționare posibile ale amortizorului. Pe baza informațiilor primite de la senzori și în conformitate cu algoritmul selectat de șofer („sportiv” sau „confortabil”), procesorul selectează pentru fiecare amortizor modul care se potrivește cel mai bine cu „momentul curent” și trimite comenzi către actuatoare.

Mașinile moderne sunt echipate sistem de climatizare. Acest sistem conceput pentru a crea și menține automat un microclimat în interiorul mașinii. Sistemul asigură funcționarea în comun a sistemelor de încălzire, ventilație și aer condiționat prin control electronic.

Utilizarea electronicii a făcut posibilă realizarea controlului climatic zonal în interiorul mașinii. În funcție de numărul de zone de temperatură, există următoarele sisteme climatizare:

· climatizare cu o singură zonă;

· climatizare cu două zone;

· climatizare cu trei zone;

· control climatic cu patru zone.

Sistemul de climatizare are următoarele dispozitiv general:

· sistem de climatizare;

· sistem de control.

Sistem de aer conditionat include elemente structurale ale sistemelor de încălzire, ventilație și aer condiționat, inclusiv:

· radiator încălzitor;

· ventilator de alimentare cu aer;

· aparat de aer conditionat format dintr-un evaporator, compresor, condensator si receptor.

Elemente principale sisteme de climatizare sunt:

· senzori de intrare;

· unitate de control;

· actuatoare.

Senzori de intrare măsurați parametrii fizici relevanți și convertiți-i în semnale electrice. Senzorii de intrare ai sistemului de control includ:

· senzor de temperatura aerului exterior;

· senzor de nivel de radiație solară (fotodiodă);

· senzori de temperatura de iesire;

potențiometre amortizoare;

· senzor de temperatura evaporator;

· senzor de presiune în sistemul de aer condiționat.

Numărul de senzori de temperatură la ieșire este determinat de proiectarea sistemului de control al climatizării. Un senzor de temperatură de ieșire poate fi adăugat la senzorul de temperatură de ieșire din zona picioarelor. Într-un sistem de climatizare cu două zone, numărul de senzori de temperatură de ieșire este dublat (senzori din stânga și din dreapta), iar într-un sistem de climatizare cu trei zone, numărul de senzori de temperatură de ieșire este triplat (senzori din stânga, dreapta si spate).

Potențiometrele clapetelor înregistrează poziția curentă a clapetelor de aer. Senzorii de temperatură și presiune a vaporizatorului asigură funcționarea sistemului de aer condiționat. Unitatea electronică de control primește semnale de la senzori și, în conformitate cu programul programat, generează acțiuni de control asupra actuatoarelor.

Actuatoarele includ antrenări ale clapetelor și motorul electric al ventilatorului de alimentare cu aer, cu ajutorul căruia se creează și se menține regimul de temperatură specificat. Amortizoarele pot fi actionate mecanic sau electric. Următoarele amortizoare pot fi utilizate în proiectarea sistemului de climatizare:

· clapete de alimentare cu aer;

· amortizor central;

· clapete de control al temperaturii (în sistemele cu 2 sau mai multe zone de control);

· clapete de recirculare;

· clapete pentru dezghețarea sticlei.

Sistemul de climatizare asigură controlul automat al temperaturii în interiorul vehiculului în intervalul 16-30 °C.

Valoarea de temperatură dorită este setată folosind comenzile de pe tabloul de bord al mașinii. Semnalul de la regulator intră în unitatea electronică de control, unde este activat programul corespunzător. În conformitate cu algoritmul stabilit, unitatea de control prelucrează semnalele de la senzorii de intrare și activează actuatoarele necesare. Dacă este necesar, aparatul de aer condiționat se pornește.

Mașina modernă este o sursă pericol crescut. Creșterea constantă a puterii și vitezei vehiculului și a densității traficului crește semnificativ probabilitatea unei urgențe.

Pentru a proteja pasagerii în caz de accident, dispozitivele tehnice de siguranță sunt dezvoltate și implementate în mod activ. La sfârșitul anilor 50 ai secolului trecut au apărut centuri de siguranță conceput pentru a menține ocupanții pe scaune în timpul unei coliziuni. La începutul anilor 80 au folosit airbag-uri.

Setul de elemente structurale utilizate pentru a proteja pasagerii de răniri în caz de accident constituie sistemul de siguranță pasivă al vehiculului. Sistemul trebuie să ofere protecție nu numai pentru pasageri și vehiculul specific, ci și pentru alți utilizatori ai drumului.

Cele mai importante componente ale sistemului de siguranță pasivă al unui vehicul sunt:

· centuri de siguranță;

· dispozitive de pretensionare a centurilor de siguranță;

· tetiere active;

· airbag-uri;

· caroserie auto, rezistenta la deformare;

· întrerupător de deconectare a bateriei de urgență;

· o serie de alte dispozitive (sistem de protecție împotriva răsturnării la o decapotabilă; sisteme de siguranță pentru copii - ancoraje, scaune, centuri de siguranță).

Un sistem modern de siguranță pasivă auto este controlat electronic, asigurând interacțiunea eficientă a majorității componentelor.

Sistem de control include:

· senzori de intrare;

· unitate de control;

· actuatoare ale componentelor sistemului.

Senzorii de intrare înregistrează parametrii la care apare o situație de urgență și îi convertesc în semnale electrice. Senzorii de intrare includ:

· senzor de șoc;

· comutator catarama centurii de siguranta;

· senzor de ocupare a scaunului pasagerului din față;

· senzor de poziţie a scaunului şoferului şi pasagerului din faţă.

De regulă, două sunt instalate pe fiecare parte a mașinii. senzor de șoc. Acestea asigură funcționarea airbag-urilor corespunzătoare. În spate, senzorii de impact sunt utilizați atunci când vehiculul este echipat cu tetiere active acționate electric. Comutatorul pentru catarama centurii de siguranță detectează utilizarea centurii de siguranță.

Senzorul de ocupare al scaunului pasagerului din față vă permite să mențineți airbag-ul corespunzător în caz de urgență și nu există niciun pasager pe scaunul din față.

În funcție de poziția șoferului și a pasagerului din față, care este înregistrată de senzorii corespunzători, ordinea și intensitatea utilizării componentelor sistemului se modifică.

Pe baza unei comparații a semnalelor senzorilor cu parametrii de control, unitatea de control recunoaște declanșarea unei urgențe și activează dispozitivele de acționare necesare ale elementelor sistemului.

Dispozitivele de acționare ale elementelor sistemului de siguranță pasivă sunt:

· airbag squib;

· squib de pretensionare centura de siguranta;

· squib (releu) al comutatorului bateriei de avarie;

· squib al mecanismului de acționare activ a tetierei (când se utilizează tetiere cu acţionare electrică);

· lampa de avertizare care indică centurile de siguranţă nelegate.

Activarea actuatoarelor se realizează într-o anumită combinație în conformitate cu software-ul încorporat.

ISOFIX- Sistem Isofix pentru asigurarea scaunelor pentru copii. În exterior, scaunele pentru copii cu acest sistem se disting prin două încuietori compacte situate pe spatele toboganului. Încuietorile cuplează o bară de șase milimetri ascunsă în spatele dopurilor de la baza spătarului scaunului.

Domenii de aplicare a sistemelor mecatronice. Principalele avantaje ale dispozitivelor mecatronice în comparație cu mijloacele tradiționale de automatizare includ: cost relativ scăzut datorită gradului ridicat de integrare a unificării și standardizării tuturor elementelor și interfețelor; calitate înaltă a implementării mișcărilor complexe și precise datorită utilizării metodelor inteligente de control; fiabilitate ridicată, durabilitate și imunitate la zgomot; compactitatea structurală a modulelor până la miniaturizare și micromașini îmbunătățite...

Distribuiți-vă munca pe rețelele sociale

Dacă această lucrare nu vă convine, în partea de jos a paginii există o listă cu lucrări similare. De asemenea, puteți utiliza butonul de căutare

Curs 4. Domenii de aplicare a sistemelor mecatronice.

Principalele avantaje ale dispozitivelor mecatronice în comparație cu mijloacele tradiționale de automatizare includ:

Cost relativ scăzut datorită unui grad ridicat de integrare, unificare și standardizare a tuturor elementelor și interfețelor;

Calitate înaltă a implementării mișcărilor complexe și precise datorită utilizării metodelor inteligente de control;

Fiabilitate ridicată, durabilitate și imunitate la zgomot;

Compactitatea structurală a modulelor (până la miniaturizare și micromașini),

Greutate, dimensiune și caracteristici dinamice îmbunătățite ale mașinilor datorită simplificării lanțurilor cinematice;

Abilitatea de a integra module funcționale în sisteme mecatronice complexe și complexe pentru sarcini specifice ale clienților.

Volumul producției globale de dispozitive mecatronice crește în fiecare an, acoperind din ce în ce mai multe domenii noi. Astăzi, modulele și sistemele mecatronice sunt utilizate pe scară largă în următoarele domenii:

Construcție de mașini-unelte și echipamente pentru automatizarea proceselor
procese;

Robotică (industrială și specială);

echipamente aviatice, spațiale și militare;

auto (de exemplu, sisteme de frânare antiblocare,
sisteme de stabilizare a mișcării vehiculelor și parcare automată);

vehicule netradiționale (biciclete electrice, marfă
cărucioare, trotinete electrice, scaune cu rotile);

echipamente de birou (de exemplu, fotocopiatoare și faxuri);

elemente ale tehnologiei informatice (de exemplu, imprimante, plotere,
unități de disc);

echipamente medicale (de reabilitare, clinice, de service);

aparate electrocasnice (mașini de spălat, mașini de cusut, mașini de spălat vase și altele)
mașini);

micromașini (pentru medicină, biotehnologie, comunicații și
telecomunicații);

aparate si masini de control si masura;

echipamente foto si video;

simulatoare pentru instruirea piloților și operatorilor;

Industria spectacolului (sisteme de sunet și iluminat).

Desigur, această listă poate fi extinsă.

Dezvoltarea rapidă a mecatronicii în anii 90 ca nouă direcție științifică și tehnică se datorează a trei factori principali:

Noi tendințe în dezvoltarea industrială globală;

Dezvoltarea principiilor fundamentale și a metodologiei mecatronicii (de bază
idei științifice, fundamental noi tehnice și tehnologice
decizii);

activitatea specialiştilor în cercetare şi educaţie
sfere.

Scena modernă Dezvoltarea ingineriei mecanice automatizate în țara noastră se produce în noi realități economice, când întrebarea este despre viabilitatea tehnologică a țării și competitivitatea produselor fabricate.

Pot fi identificate următoarele tendințe de schimbare a cerințelor cheie ale pieței globale în zona luată în considerare:

necesitatea producerii si deservirii echipamentelor in conformitate cu
sistemul internaţional de standarde de calitate formulat în
standard ISO 9000;

internaționalizarea pieței de produse științifice și tehnice și, cum
în consecință, necesitatea implementării active a formelor și metodelor în practică
inginerie internațională și transfer de tehnologie;

creşterea rolului întreprinderilor mici şi mijlocii de producţie în
economie datorită capacității lor de a răspunde rapid și flexibil
la cerințele pieței în schimbare;

Dezvoltarea rapidă a sistemelor și tehnologiilor informatice, telecomunicațiile (în țările CEE în 2000, 60% din creșterea Totalului
Produsul Național a apărut tocmai datorită acestor industrii);
o consecinţă directă a acestei tendinţe generale este intelectualizarea
mişcări mecanice şi sisteme de control tehnologic
funcțiile mașinilor moderne.

Pare potrivit să luăm nivelul de integrare a elementelor constitutive ca principală caracteristică de clasificare în mecatronică.În conformitate cu acest criteriu, sistemele mecatronice pot fi împărțite în niveluri sau generații, dacă avem în vedere apariția lor pe piața produselor high-tech Din punct de vedere istoric, modulele mecatronice de primul nivel reprezintă o combinație de doar două elemente inițiale. Un exemplu tipic de modul de prima generație este o „cutie de viteze cu motor”, în care cutia de viteze mecanică și motorul controlat sunt produse ca un singur element funcțional. Sistemele mecatronice bazate pe aceste module au găsit o largă aplicație în crearea diverselor mijloace de automatizare complexă a producției (conveioare, transportoare, mese rotative, manipulatoare auxiliare).

Modulele mecatronice de nivel al doilea au apărut în anii 80 în legătură cu dezvoltarea noilor tehnologii electronice, care au făcut posibilă crearea de senzori miniaturali și unități electronice pentru procesarea semnalelor acestora. Combinația modulelor de acționare cu elementele indicate a dus la apariția modulelor de mișcare mecatronică, a căror compoziție corespunde pe deplin definiției introduse mai sus, când se realizează integrarea a trei dispozitive de natură fizică diferită: mecanic, electric și electronic. Pe baza modulelor mecatronice din această clasă au fost create mașini cu energie controlată (turbine și generatoare), mașini-unelte și roboți industriali cu comandă numerică.

Dezvoltarea celei de-a treia generații de sisteme mecatronice se datorează apariției pe piață a microprocesoarelor și controlerelor relativ ieftine bazate pe acestea și are ca scop intelectualizarea tuturor proceselor care au loc în sistemul mecatronic, în primul rând procesul de control al mișcărilor funcționale ale mașini și unități. În același timp, dezvoltarea de noi principii și tehnologii pentru fabricarea de componente mecanice de înaltă precizie și compacte, precum și de noi tipuri de motoare electrice (în primul rând cu cuplu ridicat fără perii și liniare), senzori de feedback și informații sunt în curs de desfășurare. Sinteza de noi tehnologii de precizie, informare și măsurare intensivă în știință oferă baza pentru proiectarea și producerea de module și sisteme mecatronice inteligente.

În viitor, mașinile și sistemele mecatronice vor fi combinate, iar complexele mecatronice se vor baza pe platforme comune de integrare. Scopul realizării unor astfel de complexe este realizarea unei combinații de productivitate ridicată și în același timp flexibilitate a mediului tehnic și tehnologic datorită posibilității de reconfigurare a acestuia, ceea ce va asigura competitivitatea și calitatea înaltă a produselor.

Întreprinderile moderne care se angajează în dezvoltarea și producția de produse mecatronice trebuie să rezolve următoarele sarcini principale în acest sens:

Integrarea structurală a departamentelor mecanice, electronice și informaționale (care, de regulă, funcționau autonom și separat) în echipe unice de proiectare și producție;

Formarea de ingineri și manageri „orientați spre mecatronică” capabili să integreze sisteme și să gestioneze munca specialiștilor de înaltă specializare de diverse calificări;

Integrarea tehnologiilor informaționale din diverse domenii științifice și tehnice (mecanică, electronică, control computerizat) într-un singur set de instrumente pentru suportul computerizat al sarcinilor mecatronice;

Standardizarea și unificarea tuturor elementelor și proceselor utilizate în proiectarea și producția MS.

Rezolvarea problemelor enumerate necesită adesea depășirea tradițiilor manageriale care s-au dezvoltat la întreprindere și a ambițiilor managerilor de mijloc care sunt obișnuiți să-și rezolve doar sarcinile de profil îngust. De aceea, întreprinderile mijlocii și mici care își pot varia structura ușor și flexibil sunt mai pregătite pentru trecerea la producția de produse mecatronice.

Alte lucrări similare care te-ar putea interesa.vshm>
9213.		Acționări ale sistemelor mecatronice. Metode de control MS	35,4 KB
	Metode de control MS. Acționarea, după cum este cunoscut, include în primul rând un motor și un dispozitiv de control pentru acesta. Cerințele pentru metoda lor de control al vitezei și al preciziei sunt direct determinate de cerințele corespunzătoare pentru MS în ansamblu. Alături de feedback-ul general de poziție, circuitul are feedback de viteză, care joacă rolul de feedback flexibil corectiv și servește adesea și la controlul vitezei.
9205.		Aplicarea sistemelor mecatronice (MS) în echipamentele de proces automatizate	58,03 KB
	Aici au apărut primele echipamente de automatizare și aici se concentrează până la 80 din întreaga flotă mondială de echipamente robotizate. Complexele tehnologice cu astfel de roboți se numesc robotice complexe tehnologice RTK. Termen de robot sisteme tehnice RTS înseamnă sisteme tehnice pentru orice scop în care funcțiile principale sunt îndeplinite de roboți.
9201.		Aplicarea sistemelor mecatronice în transportul auto, pe apă și aerian	301,35 KB
	1 Sistem de securitate integrat al vehiculului: 1 receptor de raze infraroșii; 2 senzori meteo umiditate ploaie; 3 sistem de alimentare a accelerației; 4 computer; 5 supapă electrică auxiliară în acționarea frânei; 6 ABS; 7 telemetru; 8 transmisie automată; 9 senzor de viteza vehiculului; 10 supapă de direcție electrică auxiliară; 11 senzor de accelerație; 12 senzor de direcție;...
10153.		Domenii de aplicare a marketingului. Principiile Marketingului. Etapele dezvoltării marketingului. Strategii de marketing de bază. Mediul extern al întreprinderii. Tipuri de piețe. Segmentul de piata. Setul de instrumente de marketing	35,17 KB
	Segmentul de piata. Există trei domenii principale de activitate în managementul întreprinderii: utilizarea rațională a resurselor disponibile; organizarea proceselor de schimb ale întreprinderii cu mediul extern pentru implementarea sarcinilor stabilite de proprietar; menținerea unui nivel organizatoric și tehnic de producție capabil să facă față provocărilor pieței. Prin urmare, relațiile din afara întreprinderii cu alți participanți la piață sunt de obicei desemnate ca activități de marketing ale întreprinderii care nu sunt direct legate de producția efectivă...
6511.		Principii de implementare a sistemelor ARP pentru sistemele de transmisie a căii de cablu cu CRC	123,51 KB
	Dispozitivele automate de control al puterii sunt utilizate pentru a regla nivelurile de transmisie ale liniilor electrice la intervale specificate și pentru a stabiliza amortizarea excesivă a canalelor de conectare.
8434.		Tipuri de sisteme cloud (AWS) ale unui contabil și budova lor	46,29 KB
	Tipuri de sisteme cloud ale sistemelor automate de la locul de muncă ale contabililor și tipurile acestora 1. Construcția structurală a sistemelor automatizate de la locul de muncă în cloud. Disponibilitatea sistemelor OS bazate pe cloud bazate pe AWS este caracterizată de o mare varietate de opțiuni posibile pentru implementarea acestora. Semnele de clasificare vizibile ale locurilor de muncă automatizate includ astfel de caracteristici ale motivației și implementării lor, cum ar fi un loc structural și funcțional de ocupare a locului de muncă automatizat individual, împărțirea sarcinilor funcționale între locurile de muncă automatizate, modalități de organizare a divizării sarcinilor locul de muncă de unul și diferite niveluri de control și alți factori.
5803.		Raporturi juridice în domeniul dreptului muncii	26,32 KB
	Baza apariției unui raport de muncă regula generala este considerat contract de muncă. Este studiul și analiza contract de munca a determinat oamenii de știință să studieze fenomenul mai general al relațiilor de muncă. Raporturile juridice în sfera dreptului muncii sunt raporturile dintre subiecții acestei industrii, salariat și angajator, precum și legătura lor juridică, reglementate de normele legislației muncii.
5106.		Principalele tipuri de cercetare în sistemele de management: marketing, sociologic, economic (trăsăturile acestora). Principalele direcții de îmbunătățire a sistemelor de management	178,73 KB
	În condițiile dinamismului producției moderne și structurii sociale, managementul trebuie să fie într-o stare de dezvoltare continuă, care astăzi nu poate fi asigurată fără a explora căile și posibilitățile acestei dezvoltări.
3405.		Sistem de sprijin juridic pentru sectorul SKST	47,95 KB
	Rolul legii în furnizarea de servicii socioculturale și turism. Cea mai importantă condiție prealabilă pentru dezvoltarea accelerată a turismului în Rusia, creșterea eficienței sale socio-economice și a semnificației pentru cetățenii societății și ai statului, este formarea legislației Federației Ruse, ținând cont de experiența lumii moderne, precum și de tradiţiile dreptului intern. A fost adoptată Legea Federală privind Fundamentele Activităților Turistice din Federația Rusă, iar apoi Legea Turismului, care a jucat un rol important în dezvoltarea turismului în Rusia. Drept...
19642.		Direcția sferei sociale a municipiului	50,11 KB
	Respectarea garanțiilor constituționale pentru acordarea asistenței medicale și crearea condițiilor sanitare și epidemiologice favorabile vieții populației presupune schimbări structurale în sistemul de sănătate care să prevadă: noi abordări în luarea deciziilor politice și formarea bugetelor la toate nivelurile. , ținând cont de prioritatea protecției sănătății publice; formarea unui nou cadru de reglementare pentru activitățile instituțiilor de sănătate în condiții economie de piata; prioritate in sistemul de sanatate...

Principalele avantaje ale dispozitivelor mecatronice în comparație cu mijloacele tradiționale de automatizare includ:

Cost relativ scăzut datorită unui grad ridicat de integrare, unificare și standardizare a tuturor elementelor și interfețelor;

Calitatea înaltă a implementării mișcărilor complexe și precise datorită utilizării metodelor inteligente de control;

Fiabilitate ridicată, durabilitate și imunitate la zgomot;

Compactitatea structurală a modulelor (până la miniaturizare și micromașini),

Greutate, dimensiune și caracteristici dinamice îmbunătățite ale mașinilor datorită simplificării lanțurilor cinematice;

Abilitatea de a integra module funcționale în sisteme mecatronice complexe și complexe pentru sarcini specifice ale clienților.

Constructii de masini-unelte si echipamente de automatizare procese tehnologice;

Robotică (industrială și specială);

Aviație, spațiu și tehnologie militară;

Industria auto (de exemplu, sisteme de frânare antiblocare, control al stabilității vehiculelor și sisteme de parcare automată);

Vehicule netradiționale (biciclete electrice, cărucioare de marfă, trotinete electrice, scaune cu rotile);

Echipamente de birou (de exemplu, fotocopiatoare și faxuri);

Elemente de tehnologie informatică (de exemplu, imprimante, plotere, unități de disc);

Echipamente medicale (de reabilitare, clinice, de service);

Aparate electrocasnice (spălat, cusut, mașini de spălat vase și alte mașini);

Micromașini (pentru medicină, biotehnologie, comunicații și telecomunicații);

Aparate si masini de control si masura;

Echipamente foto și video;

Simulatoare pentru instruirea piloților și operatorilor;

Industria spectacolului (sisteme de sunet și iluminat).

Desigur, această listă poate fi extinsă.

Dezvoltarea rapidă a mecatronicii în anii 90 ca nouă direcție științifică și tehnică se datorează a trei factori principali:

Noi tendințe în dezvoltarea industrială globală;

Dezvoltarea principiilor fundamentale și a metodologiei mecatronicii (idei științifice de bază, soluții tehnice și tehnologice fundamental noi);

Activitatea specialiștilor în domeniile de cercetare și educație.

Etapa actuală de dezvoltare a ingineriei mecanice automatizate în țara noastră se desfășoară în noi realități economice, când întrebarea este despre viabilitatea tehnologică a țării și competitivitatea produselor fabricate.

Pot fi identificate următoarele tendințe de schimbare a cerințelor cheie ale pieței globale în zona luată în considerare:

Necesitatea producerii și deservirii echipamentelor în conformitate cu sistemul internațional de standarde de calitate formulate în standarde ISO serie 9000 ;

Internaționalizarea pieței produselor științifice și tehnice și, în consecință, necesitatea implementării active a formelor și metodelor în practică
inginerie internațională și transfer de tehnologie;

Creșterea rolului întreprinderilor mici și mijlocii de producție în economie datorită capacității lor de a răspunde rapid și flexibil la cerințele în schimbare ale pieței;

Dezvoltarea rapidă a sistemelor și tehnologiilor informatice, telecomunicațiile (în țările CEE în anul 2000, 60% din creșterea Produsului Național Total s-a datorat acestor industrii); O consecință directă a acestei tendințe generale este intelectualizarea sistemelor de control pentru mișcarea mecanică și funcțiile tehnologice ale mașinilor moderne.

Modulele mecatronice de nivel al doilea au apărut în anii 80 în legătură cu dezvoltarea noilor tehnologii electronice, care au făcut posibilă crearea de senzori miniaturali și unități electronice pentru procesarea semnalelor acestora. Combinația modulelor de acționare cu elementele indicate a dus la apariția modulelor de mișcare mecatronică, a căror compoziție corespunde pe deplin definiției introduse mai sus, când s-a realizat integrarea a trei dispozitive de natură fizică diferită: 1) mecanice, 2) electrice. și 3) electronice. Pe baza modulelor mecatronice din această clasă, au fost create 1) mașini cu energie controlată (turbine și generatoare), 2) mașini-unelte și roboți industriali cu comandă numerică.

Dezvoltarea celei de-a treia generații de sisteme mecatronice se datorează apariției pe piață a microprocesoarelor și controlerelor relativ ieftine bazate pe acestea și are ca scop intelectualizarea tuturor proceselor care au loc în sistemul mecatronic, în primul rând procesul de control al mișcărilor funcționale ale mașini și unități. În același timp, dezvoltarea de noi principii și tehnologii pentru fabricarea de componente mecanice de înaltă precizie și compacte, precum și de noi tipuri de motoare electrice (în primul rând cu cuplu ridicat fără perii și liniare), senzori de feedback și informații sunt în curs de desfășurare. Sinteza noilor 1) precizie, 2) informații și 3) tehnologii de măsurare intensivă în știință oferă baza pentru proiectarea și producerea de module și sisteme mecatronice inteligente.

În viitor, mașinile și sistemele mecatronice vor fi combinate în complexe mecatronice bazate pe platforme comune de integrare. Scopul realizării unor astfel de complexe este realizarea unei combinații de productivitate ridicată și în același timp flexibilitate a mediului tehnic și tehnologic datorită posibilității de reconfigurare a acestuia, ceea ce va asigura competitivitatea și calitatea înaltă a produselor.

Întreprinderile moderne care se angajează în dezvoltarea și producția de produse mecatronice trebuie să rezolve următoarele sarcini principale în acest sens:

Integrarea structurală a departamentelor mecanice, electronice și informaționale (care, de regulă, funcționau autonom și separat) în echipe unice de proiectare și producție;

Formarea de ingineri și manageri „orientați spre mecatronică” capabili să integreze sisteme și să gestioneze munca specialiștilor de înaltă specializare de diverse calificări;

Standardizarea și unificarea tuturor elementelor și proceselor utilizate în proiectarea și producția MS.

Informații conexe.