機(jī)電一體化技術(shù)在汽車中的應(yīng)用分析

于強(qiáng)

北京新能源汽車股份有限公司青島分公司 山東青島 266000

機(jī)電一體化技術(shù)是一門復(fù)雜性的系統(tǒng)學(xué)科，結(jié)合了機(jī)械工程、電子工程、自動控制工程及計算機(jī)工程等多種學(xué)科，學(xué)科之間互相滲透，相互交叉，是一門新興的邊緣學(xué)科。應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)品自動化生產(chǎn)，能提高其智能化水平，實現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量飛躍。機(jī)電一體化技術(shù)是現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的起點，隨著近幾年來微電子技術(shù)以及互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，機(jī)電一體化技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用。從目前形勢來看，機(jī)電一體化技術(shù)在數(shù)控系統(tǒng)、機(jī)器人系統(tǒng)以及輔助設(shè)計系統(tǒng)中均有著出色的發(fā)揮，特別是在柔性制造以及集成電路制造系統(tǒng)中機(jī)電一體化技術(shù)更擔(dān)當(dāng)著重要的角色，具有廣泛的市場發(fā)展前景。機(jī)電一體化技術(shù)在汽車中的應(yīng)用主要發(fā)現(xiàn)于汽車電源系統(tǒng)，從歷史材料上看，直流發(fā)電機(jī)是汽車剛開始制造時的主流技術(shù)，隨著技術(shù)的發(fā)展，直流發(fā)電機(jī)被交流發(fā)電機(jī)以及二極管所取代，其性能大幅度提高。

1 在汽車制動系統(tǒng)中機(jī)電一體化的基本概念

機(jī)電一體化技術(shù)的一個重要基礎(chǔ)就是機(jī)電工程系統(tǒng)，在一體化背景下，對各種先進(jìn)的技術(shù)進(jìn)行了綜合應(yīng)用，生產(chǎn)出來的產(chǎn)品也是多個功能的融合，機(jī)電一體化系統(tǒng)工程是機(jī)械與電子工程的結(jié)合，從某種程度上來講，機(jī)電一體化可以將機(jī)械看成是一個整體，具有幾個方面的特點。首先，安全性很高，機(jī)電一體化技術(shù)產(chǎn)品的功能十分全面，比如自動監(jiān)控、警報、自動診斷、自動保護(hù)等，一旦在工作中出現(xiàn)了特殊情況，則一般都會采用自動保護(hù)方法對裝置進(jìn)行保護(hù)，因此安全性能較高。其次，生產(chǎn)效率較高[1]。在機(jī)電一體化背景下，各種產(chǎn)品的設(shè)計與生產(chǎn)都可以借助信息技術(shù)、自動化技術(shù)、通信技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)等來完成，而且可以借助各種技術(shù)對生產(chǎn)過程中的信息進(jìn)行準(zhǔn)確的測量，采用機(jī)電一體化技術(shù)進(jìn)行工作可以保證工作獲得最好的質(zhì)量和產(chǎn)品的合格效率。

2 機(jī)電一體化技術(shù)在汽車中的應(yīng)用

2.1 發(fā)動機(jī)微機(jī)控制系統(tǒng)

發(fā)動機(jī)微機(jī)控制系統(tǒng)是一種實時控制客車發(fā)動機(jī)的系統(tǒng)，其核心部分是通用微處理器或?qū)ｉT設(shè)計的大型集成電路，在系統(tǒng)工作過程中，得到了發(fā)動機(jī)中傳感器獲得的模擬電壓信號，將發(fā)動機(jī)輸出軸獲得的脈沖信號進(jìn)行數(shù)字化，并將其傳輸?shù)紼CU，通過ECU分析客車發(fā)動機(jī)相關(guān)的數(shù)據(jù)，計算最佳空氣燃料比、排氣再循環(huán)率和點火時間，并根據(jù)計算結(jié)果對空氣質(zhì)量與燃料質(zhì)量的比例進(jìn)行調(diào)整和控制。過多的空氣燃料比會導(dǎo)致點火困難等問題，低的空氣燃料比會導(dǎo)致氧氣不足，使燃料無法完全燃燒，使尾氣中一氧化碳、碳?xì)涞扔卸練怏w的含量增加。

2.2 汽車激光雷達(dá)自動防撞控制系統(tǒng)

由于客車本身重量較大，轉(zhuǎn)向控制的靈活性稍差，因此，為了確?？蛙嚤旧淼陌踩谡Ｐ旭偦虻管嚂r，必須能夠探測到前后一定范圍內(nèi)的障礙物，當(dāng)距離太近時，會發(fā)出警報，提醒司機(jī)避免發(fā)生交通事故，激光雷達(dá)自動防撞控制系統(tǒng)就是基于這一應(yīng)用背景。激光雷達(dá)自動防撞控制系統(tǒng)主要由中央處理器、激光測距雷達(dá)、發(fā)光部、車輛環(huán)境監(jiān)測雷達(dá)、顯示器、速度傳感器、受光部、速度控制器等組成。

2.3 自動變速器

變速器是一種改變汽車齒輪比的機(jī)構(gòu)，適當(dāng)?shù)膫鲃颖瓤梢詼p少功率損失，提高發(fā)動機(jī)輸出功率的有效利用率，同時，也可以實現(xiàn)汽車速度的平穩(wěn)過渡，它對汽車的安全性和舒適性有積極的影響，尤其是在客車方面，對變速器要求的調(diào)整更加及時和穩(wěn)定。

3 在汽車制動系統(tǒng)設(shè)計過程中應(yīng)用到的主要的機(jī)電一體化技術(shù)

3.1 機(jī)電一體化技術(shù)中的機(jī)械技術(shù)

作為機(jī)電一體化技術(shù)的核心技術(shù)內(nèi)容，我國的機(jī)械技術(shù)在應(yīng)用的過程中對于加工零部件有著非常高的技術(shù)要求以及質(zhì)量要求，特別是在零部件加工過程中，零部件的表面精度要求更是高。這樣就表明了在進(jìn)行零部件加工的過程中，出現(xiàn)任何一個加工精度誤差都有可能造成加工質(zhì)量問題以及加工缺陷問題。因此我們在進(jìn)行機(jī)械技術(shù)應(yīng)用的過程中，要重視零部件的加工表面精度質(zhì)量。

3.2 機(jī)電一體化技術(shù)中的信息處理技術(shù)

在機(jī)電一體化技術(shù)中，信息處理技術(shù)也是一項非常重要的技術(shù)，作為關(guān)鍵的應(yīng)用技術(shù)之一，在汽車制動系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)用的過程中，直接對中樞系統(tǒng)的控制起到連接作用。因此我們在應(yīng)用信息技術(shù)的過程中，要對其中包含的所有信息數(shù)據(jù)以及信息參數(shù)給予明確的了解和掌握，這樣能夠保障在進(jìn)行技術(shù)應(yīng)用的過程中，更好地處理信息數(shù)據(jù)，更好地保障在零部件加工過程中，對于零部件加工質(zhì)量的管理和監(jiān)督。

3.3 機(jī)電一體化技術(shù)中的傳感技術(shù)

在汽車制動系統(tǒng)應(yīng)用的過程中，傳感系統(tǒng)是非常關(guān)鍵的應(yīng)用技術(shù)之一。傳感技術(shù)在汽車制動系統(tǒng)中不可或缺，這主要是由于在汽車制動系統(tǒng)運行的過程中，相關(guān)指令的接收和發(fā)送都是需要傳感系統(tǒng)檢測和完成，只有傳感系統(tǒng)完成了指令的有效傳輸，才能夠讓下一道命令得以執(zhí)行[2]。

3.4 機(jī)電一體化技術(shù)中的自動控制技術(shù)

隨著我國汽車行業(yè)的不斷發(fā)展和提升，實現(xiàn)自動化控制是一個非常大的發(fā)展方向，也是最終要實現(xiàn)的發(fā)展目標(biāo)。因此在進(jìn)行汽車制動系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)用的過程中，我們要對自動化技術(shù)進(jìn)行切實的應(yīng)用和分析，在應(yīng)用自動化技術(shù)的過程中，要針對自動化技術(shù)本身來進(jìn)行技術(shù)上的提升和優(yōu)化，同時還要針對汽車制動系統(tǒng)來進(jìn)行自動化控制技術(shù)的創(chuàng)新設(shè)計。

目前汽車設(shè)計技術(shù)已經(jīng)越來越成熟，但仍有很大發(fā)展空間。未來的汽車，肯定會更加智能化；未來的出行，不僅會更加便利高效，同時會更加節(jié)能環(huán)保。機(jī)電一體化技術(shù)的產(chǎn)生離不開其他科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展。新技術(shù)的產(chǎn)生就是機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展的新的動力源泉。