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(dòng)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(diǎn)，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(jì)算機(jī)尤其是微型計(jì)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(duì)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(shí)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(jìng)爭(zhēng)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(diǎn)是工程系統(tǒng)，結(jié)合電子機(jī)械等相關(guān)技術(shù)，充分實(shí)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(guò)具有若干個(gè)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(shí)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(duì)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(duì)整個(gè)體系過(guò)程實(shí)施必要的制造與設(shè)計(jì)。

二、機(jī)電一體化技術(shù)特點(diǎn)

（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(dòng)化監(jiān)控、警報(bào)、自動(dòng)化診斷、自動(dòng)化保護(hù)等性能。在工作整體過(guò)程中，當(dāng)電力出現(xiàn)過(guò)載、過(guò)流等一系列故障時(shí)，能夠采用自動(dòng)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(dòng)信息處理與控制的能力，其檢測(cè)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(dòng)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(jì)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(shí)，因?yàn)闄C(jī)電一體化的產(chǎn)品已經(jīng)充分實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)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(jí)階段。這個(gè)階段主要發(fā)生的時(shí)間是在上世紀(jì)60年代到70年代，這段發(fā)展時(shí)間重點(diǎn)是利用電子機(jī)電技術(shù)對(duì)部分汽車機(jī)械功能實(shí)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(shí)期。在這個(gè)階段中發(fā)生的制造設(shè)計(jì)，重點(diǎn)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(yùn)用能夠及時(shí)解決自動(dòng)控制機(jī)械設(shè)備的各類問(wèn)題，對(duì)于提升汽車運(yùn)行過(guò)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(gè)階段中制造設(shè)計(jì)的汽車，伴隨著逐漸發(fā)展興起的微點(diǎn)機(jī)電一體化技術(shù)，推動(dòng)了汽車機(jī)電一體化技術(shù)的日漸成熟，在這個(gè)時(shí)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(jì)，再結(jié)合網(wǎng)絡(luò)計(jì)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(yùn)用，使得汽車更加的智能自動(dòng)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(jí)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(diǎn)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(jì)的發(fā)動(dòng)機(jī)集成大規(guī)模電路。通過(guò)各個(gè)傳感器接收電壓模擬信號(hào)以及從輸出軸發(fā)動(dòng)機(jī)獲得的脈沖信息全部傳輸至控制發(fā)動(dòng)機(jī)單元。信號(hào)模擬利用數(shù)字模擬直接轉(zhuǎn)變?yōu)樾盘?hào)數(shù)字。將這些信息作為重要基礎(chǔ)，在控制發(fā)動(dòng)機(jī)單元中對(duì)燃料空氣比例、點(diǎn)火具體時(shí)間、循環(huán)排氣效率實(shí)施最好的計(jì)算，將最終的計(jì)算結(jié)果當(dāng)做噴射閥燃料控制與點(diǎn)火設(shè)備的驅(qū)動(dòng)信息進(jìn)行輸出，用來(lái)對(duì)空氣與燃料質(zhì)量之間的比例實(shí)施控制。當(dāng)燃料空氣比例增加時(shí)，燃料十分稀薄，點(diǎn)火非常困難。相反，當(dāng)燃料空氣比例減少時(shí)，因?yàn)槿狈Τ渥愕难鯕?，在氣體排放過(guò)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(shí)施控制，對(duì)于各種發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)動(dòng)保持正常負(fù)荷是非常關(guān)鍵的。

（二）汽車激光測(cè)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(shí)對(duì)前后方距離范圍內(nèi)檢測(cè)是否存在障礙物體，并且在關(guān)鍵時(shí)間組織報(bào)警，進(jìn)一步有效阻止發(fā)生的交通事故。這個(gè)系統(tǒng)重點(diǎn)通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)車間距離的處理器、雷達(dá)測(cè)距、前后汽車狀況等進(jìn)行控制。

在汽車格柵前部安裝測(cè)距激光雷達(dá)。通過(guò)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(hào)，同時(shí)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(yùn)動(dòng)，計(jì)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(xiǎn)情況時(shí)，系統(tǒng)與警報(bào)裝置接觸，發(fā)送警報(bào)信號(hào)。

（三）自動(dòng)變速器的電子監(jiān)控

自動(dòng)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(dòng)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(shí)現(xiàn)了汽車的安全、舒適功能。發(fā)動(dòng)機(jī)具體工作情況需要利用傳感器實(shí)施檢測(cè)，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(dòng)跳合有關(guān)信息，通過(guò)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(duì)換擋實(shí)施控制。使用自動(dòng)變起器對(duì)電路實(shí)施監(jiān)測(cè)可以有效的對(duì)電子監(jiān)控設(shè)施進(jìn)行自檢監(jiān)測(cè)，也就是在行駛之前監(jiān)測(cè)所有的電路。假如汽車發(fā)動(dòng)之后，報(bào)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(dòng)化變速器表現(xiàn)為非電控狀態(tài)，這時(shí)，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(dòng)系統(tǒng)

為了能夠令汽車在行駛的整體過(guò)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(dòng)行車設(shè)備。最先僅在汽車后輪上安裝制動(dòng)設(shè)備，可是伴隨著不斷提升汽車速度與質(zhì)量，簡(jiǎn)單依靠后輪缺乏制動(dòng)來(lái)提升充足的制動(dòng)能力，這樣才會(huì)促使汽車前輪上安裝制動(dòng)設(shè)備。人們一般對(duì)制動(dòng)發(fā)生時(shí)出現(xiàn)的動(dòng)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(shí)還要逐漸開發(fā)對(duì)汽車后輪制動(dòng)產(chǎn)生限制效果的設(shè)備，也就是汽車抱死制動(dòng)裝備。其重要的功能就是制動(dòng)輪可感知的每一個(gè)瞬間產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)行為，并且按照這種運(yùn)動(dòng)情況對(duì)應(yīng)的調(diào)節(jié)制動(dòng)裝備具有的大小動(dòng)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(dòng)設(shè)備對(duì)方向穩(wěn)定性的維持以及對(duì)制動(dòng)距離的縮減，能夠有效提升了汽車行駛的安全性。

結(jié)束語(yǔ)

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(huì)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(huì)越來(lái)越顯著。根據(jù)機(jī)電一體化技術(shù)在汽車制造設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，有效提升了各項(xiàng)汽車功能，對(duì)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）