機電一體化技術在汽車中的應用分析

成立剛

摘要：機電一體化技術在汽車行業中的快速發展，有效推動了機電一體化技術與汽車企業的互相結合。本文主要分析了機電一體化技術的基本內容，機電一體化技術特點，汽車機電一體化技術的發展，機電一體化技術在汽車上的應用。

關鍵詞：機電一體化;汽車;應用

計算機尤其是微型計算機在20世紀80年代被廣泛的應用在機械生產控制中，將機電有效的結合在一起，逐漸發展為一種一體化技術。機電一體化技術的廣泛應用，對機械行業產生了十分明顯的經濟效益，提升了生產效率，同時增強了產品的質量功能，有效減少了材料能源的耗損。提高了企業在行業中的整體競爭能力。

一、機電一體化技術的基本內容

機電一體化技術的重要出發點是工程系統，結合電子機械等相關技術，充分實現最優化的系統或者產品的技術綜合。機電一體化技術是指將技術相關原理在機電一體化系統中充分的應用與發展。機電一體化技術也可以被看作是技術群的綜合名稱。機電一體化產品系統通過具有若干個特殊功能的電子機械要素共同組成的有機體，能夠充分符合人的最佳使用要求，同時也是機械系統與電子系統的有機置換和結合，進一步對新的產品賦予全新的性能，擁有優良的人機合作關系。機電一體化系統工程集成綜合了機械與電子工程，也就是提供機電一體化系統的規格與功能，技術工作人員應用機電一體化技術對整個體系過程實施必要的制造與設計。

二、機電一體化技術特點

（一）機電一體化技術具有極高的安全性

機電一體化的相關產品具有的功能包括自動化監控、警報、自動化診斷、自動化保護等性能。在工作整體過程中，當電力出現過載、過流等一系列故障時，能夠采用自動化的保護方法，盡量防止與減少人員與機械設備發生事故，明顯提升了使用設備的安全性能。

（二）機電一體化技術具有較高的生產能力

機電一體化的產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、精敏度以及應用范圍都產生了極大程度提升，利用自動控制系統能夠更加準確的保障機械機構的執行情況按照設計的具體要求完成既定的操作，保證工作獲得最好的質量和產品的合格效率。與此同時，因為機電一體化的產品已經充分實現了自動化控制，有效提升了生產的能力。

三、汽車機電一體化技術的發展

機電一體化技術在汽車行業的應用初級階段。這個階段主要發生的時間是在上世紀60年代到70年代，這段發展時間重點是利用電子機電技術對部分汽車機械功能實施有效的改善，機電一體化技術此階段在汽車上最典型的應用就是電子控制噴射燃油。上世紀70年代到90年代是汽車機電一體化技術應用發展時期。在這個階段中發生的制造設計，重點是利用機電一體化進行集成大規模電路應用，集成大規模電路的有效運用能夠及時解決自動控制機械設備的各類問題，對于提升汽車運行過程中的可靠功能發揮了關鍵作用。上世紀90年代至今是汽車機電一體化技術應用的成熟發展階段。在這個階段中制造設計的汽車，伴隨著逐漸發展興起的微點機電一體化技術，推動了汽車機電一體化技術的日漸成熟，在這個時間內應當尤其重視整體機電一體化技術的設計，再結合網絡計算機與技術信息在制造生產汽車行業中的大范圍運用，使得汽車更加的智能自動化。

四、機電一體化技術在汽車上的應用

汽車的電子化開始于電源系統。從前的發電機都屬于直流類型發電機，之后被硅二級管與交流發電機共同結合所替代，能夠有效提升充電效率的可靠性能。從此以后，調整之后的電壓也從電路固體調節器替代了電壓機械式調節器，進一步在點火發電機上的配電設備上也從凸輪機械式開關轉變為晶體管功率。

（一）微機控制發電機體系

控制發電機單元的中心是利用微處理器或是專門設計的發動機集成大規模電路。通過各個傳感器接收電壓模擬信號以及從輸出軸發動機獲得的脈沖信息全部傳輸至控制發動機單元。信號模擬利用數字模擬直接轉變為信號數字。將這些信息作為重要基礎，在控制發動機單元中對燃料空氣比例、點火具體時間、循環排氣效率實施最好的計算，將最終的計算結果當做噴射閥燃料控制與點火設備的驅動信息進行輸出，用來對空氣與燃料質量之間的比例實施控制。當燃料空氣比例增加時，燃料十分稀薄，點火非常困難。相反，當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，對于各種發動機運動保持正常負荷是非常關鍵的。

（二）汽車激光測距雷達系統

汽車防按控制系統與激光單片機的有效組合，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檢測是否存在障礙物體，并且在關鍵時間組織報警，進一步有效阻止發生的交通事故。這個系統重點通過計算機對車間距離的處理器、雷達測距、前后汽車狀況等進行控制。

在汽車格柵前部安裝測距激光雷達。通過光學天線發射的光束遭遇了前方的障礙物之后，出現了散射的后方信號，同時被光學天線進行了接收，并且調節出方位距離信息。利用中央處理設備分析持續輸出的方位距離信息，能夠準確判斷出物體是否在前面運動，計算出相應的汽車間距和速度，并且判斷它能否與本車進行必要的接觸，進一步決定汽車行駛的安全速度。當出現危險情況時，系統與警報裝置接觸，發送警報信號。

（三）自動變速器的電子監控

自動化變速器的重要作用是為了其損耗功率的降低，提升傳遞動力系統的有效功率，增加了變速裝置的檔數，有利于汽車最佳行駛的速度比例，充分實現了汽車的安全、舒適功能。發動機具體工作情況需要利用傳感器實施檢測，接收的數據信息將被電子監控裝置輸入且處理，并且安裝換擋具體信息，開關的程序以及開關自動跳合有關信息，通過選擇的電子監控設備符合最佳行駛條件的信息檔次，成功被轉變為電液元件執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測可以有效的對電子監控設施進行自檢監測，也就是在行駛之前監測所有的電路。假如汽車發動之后，報警燈處于熄滅情況，表明其具備了正常的功能。相反，假如系統出現了故障，自動化變速器表現為非電控狀態，這時，電子監控雖然已經失去了優化性能，可是變速器能夠持續工作。

（四）制動系統

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備。最先僅在汽車后輪上安裝制動設備，可是伴隨著不斷提升汽車速度與質量，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備。人們一般對制動發生時出現的動態軸荷轉移、前輪重量增加以及后輪重量減輕的認知，后輪發生抱死更加容易出現汽車失去控制方向的能力，同時還要逐漸開發對汽車后輪制動產生限制效果的設備，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生的運動行為，并且按照這種運動情況對應的調節制動裝備具有的大小動力鉅，防止汽車輪出現抱死現象。其中ABS系統在汽車上應用是最為顯著的電子監控技術，利用制動設備對方向穩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。

結束語

機電一體化技術的產生是很多科學技術迅速發展的結果，是發展社會生產力的要求。伴隨著科技的不斷發展，各種技術綜合發展的現象會越來越顯著。根據機電一體化技術在汽車制造設計中的應用，有效提升了各項汽車功能，對于汽車行業的發展具有十分關鍵的意義。

（作者單位：東風悅達起亞汽車有限公司）