機(jī)電一體化技術(shù)在汽車中的應(yīng)用分析

成立剛

摘要：機(jī)電一體化技術(shù)在汽車行業(yè)中的快速發(fā)展，有效推動了機(jī)電一體化技術(shù)與汽車企業(yè)的互相結(jié)合。本文主要分析了機(jī)電一體化技術(shù)的基本內(nèi)容，機(jī)電一體化技術(shù)特點，汽車機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展，機(jī)電一體化技術(shù)在汽車上的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化;汽車;應(yīng)用

計算機(jī)尤其是微型計算機(jī)在20世紀(jì)80年代被廣泛的應(yīng)用在機(jī)械生產(chǎn)控制中，將機(jī)電有效的結(jié)合在一起，逐漸發(fā)展為一種一體化技術(shù)。機(jī)電一體化技術(shù)的廣泛應(yīng)用，對機(jī)械行業(yè)產(chǎn)生了十分明顯的經(jīng)濟(jì)效益，提升了生產(chǎn)效率，同時增強(qiáng)了產(chǎn)品的質(zhì)量功能，有效減少了材料能源的耗損。提高了企業(yè)在行業(yè)中的整體競爭能力。

一、機(jī)電一體化技術(shù)的基本內(nèi)容

機(jī)電一體化技術(shù)的重要出發(fā)點是工程系統(tǒng)，結(jié)合電子機(jī)械等相關(guān)技術(shù)，充分實現(xiàn)最優(yōu)化的系統(tǒng)或者產(chǎn)品的技術(shù)綜合。機(jī)電一體化技術(shù)是指將技術(shù)相關(guān)原理在機(jī)電一體化系統(tǒng)中充分的應(yīng)用與發(fā)展。機(jī)電一體化技術(shù)也可以被看作是技術(shù)群的綜合名稱。機(jī)電一體化產(chǎn)品系統(tǒng)通過具有若干個特殊功能的電子機(jī)械要素共同組成的有機(jī)體，能夠充分符合人的最佳使用要求，同時也是機(jī)械系統(tǒng)與電子系統(tǒng)的有機(jī)置換和結(jié)合，進(jìn)一步對新的產(chǎn)品賦予全新的性能，擁有優(yōu)良的人機(jī)合作關(guān)系。機(jī)電一體化系統(tǒng)工程集成綜合了機(jī)械與電子工程，也就是提供機(jī)電一體化系統(tǒng)的規(guī)格與功能，技術(shù)工作人員應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)對整個體系過程實施必要的制造與設(shè)計。

二、機(jī)電一體化技術(shù)特點

（一）機(jī)電一體化技術(shù)具有極高的安全性

機(jī)電一體化的相關(guān)產(chǎn)品具有的功能包括自動化監(jiān)控、警報、自動化診斷、自動化保護(hù)等性能。在工作整體過程中，當(dāng)電力出現(xiàn)過載、過流等一系列故障時，能夠采用自動化的保護(hù)方法，盡量防止與減少人員與機(jī)械設(shè)備發(fā)生事故，明顯提升了使用設(shè)備的安全性能。

（二）機(jī)電一體化技術(shù)具有較高的生產(chǎn)能力

機(jī)電一體化的產(chǎn)品大部分都具有自動信息處理與控制的能力，其檢測控制的靈敏性、精敏度以及應(yīng)用范圍都產(chǎn)生了極大程度提升，利用自動控制系統(tǒng)能夠更加準(zhǔn)確的保障機(jī)械機(jī)構(gòu)的執(zhí)行情況按照設(shè)計的具體要求完成既定的操作，保證工作獲得最好的質(zhì)量和產(chǎn)品的合格效率。與此同時，因為機(jī)電一體化的產(chǎn)品已經(jīng)充分實現(xiàn)了自動化控制，有效提升了生產(chǎn)的能力。

三、汽車機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展

機(jī)電一體化技術(shù)在汽車行業(yè)的應(yīng)用初級階段。這個階段主要發(fā)生的時間是在上世紀(jì)60年代到70年代，這段發(fā)展時間重點是利用電子機(jī)電技術(shù)對部分汽車機(jī)械功能實施有效的改善，機(jī)電一體化技術(shù)此階段在汽車上最典型的應(yīng)用就是電子控制噴射燃油。上世紀(jì)70年代到90年代是汽車機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用發(fā)展時期。在這個階段中發(fā)生的制造設(shè)計，重點是利用機(jī)電一體化進(jìn)行集成大規(guī)模電路應(yīng)用，集成大規(guī)模電路的有效運用能夠及時解決自動控制機(jī)械設(shè)備的各類問題，對于提升汽車運行過程中的可靠功能發(fā)揮了關(guān)鍵作用。上世紀(jì)90年代至今是汽車機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用的成熟發(fā)展階段。在這個階段中制造設(shè)計的汽車，伴隨著逐漸發(fā)展興起的微點機(jī)電一體化技術(shù)，推動了汽車機(jī)電一體化技術(shù)的日漸成熟，在這個時間內(nèi)應(yīng)當(dāng)尤其重視整體機(jī)電一體化技術(shù)的設(shè)計，再結(jié)合網(wǎng)絡(luò)計算機(jī)與技術(shù)信息在制造生產(chǎn)汽車行業(yè)中的大范圍運用，使得汽車更加的智能自動化。

四、機(jī)電一體化技術(shù)在汽車上的應(yīng)用

汽車的電子化開始于電源系統(tǒng)。從前的發(fā)電機(jī)都屬于直流類型發(fā)電機(jī)，之后被硅二級管與交流發(fā)電機(jī)共同結(jié)合所替代，能夠有效提升充電效率的可靠性能。從此以后，調(diào)整之后的電壓也從電路固體調(diào)節(jié)器替代了電壓機(jī)械式調(diào)節(jié)器，進(jìn)一步在點火發(fā)電機(jī)上的配電設(shè)備上也從凸輪機(jī)械式開關(guān)轉(zhuǎn)變?yōu)榫w管功率。

（一）微機(jī)控制發(fā)電機(jī)體系

控制發(fā)電機(jī)單元的中心是利用微處理器或是專門設(shè)計的發(fā)動機(jī)集成大規(guī)模電路。通過各個傳感器接收電壓模擬信號以及從輸出軸發(fā)動機(jī)獲得的脈沖信息全部傳輸至控制發(fā)動機(jī)單元。信號模擬利用數(shù)字模擬直接轉(zhuǎn)變?yōu)樾盘枖?shù)字。將這些信息作為重要基礎(chǔ)，在控制發(fā)動機(jī)單元中對燃料空氣比例、點火具體時間、循環(huán)排氣效率實施最好的計算，將最終的計算結(jié)果當(dāng)做噴射閥燃料控制與點火設(shè)備的驅(qū)動信息進(jìn)行輸出，用來對空氣與燃料質(zhì)量之間的比例實施控制。當(dāng)燃料空氣比例增加時，燃料十分稀薄，點火非常困難。相反，當(dāng)燃料空氣比例減少時，因為缺乏充足的氧氣，在氣體排放過程中缺乏充足的燃燒的一氧化碳增加的含量。所以，將燃料控制比例很好的在最佳情況下實施控制，對于各種發(fā)動機(jī)運動保持正常負(fù)荷是非常關(guān)鍵的。

（二）汽車激光測距雷達(dá)系統(tǒng)

汽車防按控制系統(tǒng)與激光單片機(jī)的有效組合，能夠在行駛正常速度下或者是倒車減速時對前后方距離范圍內(nèi)檢測是否存在障礙物體，并且在關(guān)鍵時間組織報警，進(jìn)一步有效阻止發(fā)生的交通事故。這個系統(tǒng)重點通過計算機(jī)對車間距離的處理器、雷達(dá)測距、前后汽車狀況等進(jìn)行控制。

在汽車格柵前部安裝測距激光雷達(dá)。通過光學(xué)天線發(fā)射的光束遭遇了前方的障礙物之后，出現(xiàn)了散射的后方信號，同時被光學(xué)天線進(jìn)行了接收，并且調(diào)節(jié)出方位距離信息。利用中央處理設(shè)備分析持續(xù)輸出的方位距離信息，能夠準(zhǔn)確判斷出物體是否在前面運動，計算出相應(yīng)的汽車間距和速度，并且判斷它能否與本車進(jìn)行必要的接觸，進(jìn)一步?jīng)Q定汽車行駛的安全速度。當(dāng)出現(xiàn)危險情況時，系統(tǒng)與警報裝置接觸，發(fā)送警報信號。

（三）自動變速器的電子監(jiān)控

自動化變速器的重要作用是為了其損耗功率的降低，提升傳遞動力系統(tǒng)的有效功率，增加了變速裝置的檔數(shù)，有利于汽車最佳行駛的速度比例，充分實現(xiàn)了汽車的安全、舒適功能。發(fā)動機(jī)具體工作情況需要利用傳感器實施檢測，接收的數(shù)據(jù)信息將被電子監(jiān)控裝置輸入且處理，并且安裝換擋具體信息，開關(guān)的程序以及開關(guān)自動跳合有關(guān)信息，通過選擇的電子監(jiān)控設(shè)備符合最佳行駛條件的信息檔次，成功被轉(zhuǎn)變?yōu)殡娨涸?zhí)行的變量液壓對換擋實施控制。使用自動變起器對電路實施監(jiān)測可以有效的對電子監(jiān)控設(shè)施進(jìn)行自檢監(jiān)測，也就是在行駛之前監(jiān)測所有的電路。假如汽車發(fā)動之后，報警燈處于熄滅情況，表明其具備了正常的功能。相反，假如系統(tǒng)出現(xiàn)了故障，自動化變速器表現(xiàn)為非電控狀態(tài)，這時，電子監(jiān)控雖然已經(jīng)失去了優(yōu)化性能，可是變速器能夠持續(xù)工作。

（四）制動系統(tǒng)

為了能夠令汽車在行駛的整體過程中憑借適合的減速速度降低直行車速停車，確保了行駛的可靠、安全性能，汽車上全部裝置了制動行車設(shè)備。最先僅在汽車后輪上安裝制動設(shè)備，可是伴隨著不斷提升汽車速度與質(zhì)量，簡單依靠后輪缺乏制動來提升充足的制動能力，這樣才會促使汽車前輪上安裝制動設(shè)備。人們一般對制動發(fā)生時出現(xiàn)的動態(tài)軸荷轉(zhuǎn)移、前輪重量增加以及后輪重量減輕的認(rèn)知，后輪發(fā)生抱死更加容易出現(xiàn)汽車失去控制方向的能力，同時還要逐漸開發(fā)對汽車后輪制動產(chǎn)生限制效果的設(shè)備，也就是汽車抱死制動裝備。其重要的功能就是制動輪可感知的每一個瞬間產(chǎn)生的運動行為，并且按照這種運動情況對應(yīng)的調(diào)節(jié)制動裝備具有的大小動力鉅，防止汽車輪出現(xiàn)抱死現(xiàn)象。其中ABS系統(tǒng)在汽車上應(yīng)用是最為顯著的電子監(jiān)控技術(shù)，利用制動設(shè)備對方向穩(wěn)定性的維持以及對制動距離的縮減，能夠有效提升了汽車行駛的安全性。

結(jié)束語

機(jī)電一體化技術(shù)的產(chǎn)生是很多科學(xué)技術(shù)迅速發(fā)展的結(jié)果，是發(fā)展社會生產(chǎn)力的要求。伴隨著科技的不斷發(fā)展，各種技術(shù)綜合發(fā)展的現(xiàn)象會越來越顯著。根據(jù)機(jī)電一體化技術(shù)在汽車制造設(shè)計中的應(yīng)用，有效提升了各項汽車功能，對于汽車行業(yè)的發(fā)展具有十分關(guān)鍵的意義。

（作者單位：東風(fēng)悅達(dá)起亞汽車有限公司）