汽車工業(yè)機電一體化內涵特點研究

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摘要：機電一體化有機地融合了現(xiàn)代計算機技術、機械工程技術、電力工程技術等相關技術和設施設備，對于現(xiàn)代工業(yè)生產管理控制的自動化起著非常重要的價值和作用。本文分析了機電一體化的內涵特點，并以汽車工業(yè)為例探討了汽車產品中機電一體化的解決方案。

關鍵詞：機電一體化；內涵；汽車工業(yè)；應用

一、機電一體化的內涵

機電一體化綜合集成了電子工程和機械工程技術，實現(xiàn)了面向任務的機電一體化功能，它可以有效地協(xié)助技術設計人員對某項生產管理項目進行特定的技術開發(fā)和設計。機電一體化的方法論包括信息控制理論和工程系統(tǒng)理論，而一體化是機電一體化的核心思想。

二、機電一體化的特點

1.安全性高

機電一體化系統(tǒng)可以提供包括警報、監(jiān)控、診斷、保護在內的一體化自動服務，在工作過程中當發(fā)生相關故障時可以自動采取保護辦法，諸如當工作電壓過高或過低時，會自動停止工作或發(fā)出警報提醒操作人員采取措施，最大程度上保障相關設備和操作人員的安全，保障財產設備等不受損害。

2.生產能力強

機電一體化產品系統(tǒng)的信息處理與控制一般都是自動化的，具有較高靈敏的檢測控制能力，在計算機控制系統(tǒng)的作用下可以更為精確地確保機械設備裝置完成所設計的動作，從而更好地保證產品的質量。更為重要的是，機電一體化產品系統(tǒng)自動化的控制和操作，極大地提高了產品的生產效率，降低了單位產品的成本。

3.適用范圍廣

機電一體化產品系統(tǒng)強大的技術綜合能力使之已經超越了單一產品功能的范疇，再加上其自身較高的自動化水平，可以滿足客戶更為復雜的需求，提供個性化解決方案。機電一體化產品較高的智能化、自我保護性、自動監(jiān)控性、可擴展性使之可以應用于不同的環(huán)境和場合。

三、汽車工業(yè)領域機電一體化的應用

1.自動變速器系統(tǒng)

汽車自動變速器的主要作用是降低汽車行駛過程中的功率損耗，提升汽車動力系統(tǒng)的有效功率，通過增加變速檔數(shù)實現(xiàn)汽車的舒適安全行駛。汽車行駛過程中，發(fā)動機的實時運行狀態(tài)需要借助傳感系統(tǒng)進行測量，測量的數(shù)據(jù)信息通過電子監(jiān)控設備進行處理，并且具有換擋信息程序、開關程序以及開關關閉程序，根據(jù)汽車最優(yōu)行駛的條件要求來選擇相應的電子監(jiān)控裝置。如汽車發(fā)動機啟動后，相關的警示燈關閉，說明系統(tǒng)功能正常；如果警示燈未關閉，那么這時的自動變速器就處于非電控狀態(tài)，但其仍然可以正常工作，只是相關的優(yōu)化性能不再生效。

2.制動系統(tǒng)

起初的汽車一般在后輪安裝制動設備，隨著汽車行駛速度的不斷提升，單純在后輪安裝制動設備已經無法有效提供充足的制動動力，促使了汽車前輪也需要安裝相應的制動設備。當汽車制動設備工作時，汽車的動態(tài)軸負荷就會轉移、前輪的載重量就會增加、后輪載重量降低，但后輪發(fā)生抱死時更容易使汽車失去方向控制能力，于是汽車防抱死制動設備就產生了。汽車防抱死制動設備的主要功能就是可以感知制動發(fā)生時每個車輪的瞬間運動方向，并且根據(jù)相關情況調節(jié)制動設備的動力鉅大小，防止抱死現(xiàn)象的發(fā)生。ABS防抱死系統(tǒng)就是比較著名的電子監(jiān)控技術，提升了汽車行駛的安全性。

3.計算機控制發(fā)電機系統(tǒng)

計算機微處理器或者集成電路用以控制發(fā)電機單元，利用傳感器負責接收電壓信號，并獲得發(fā)動機的脈沖數(shù)據(jù)，傳送到發(fā)動機電控單元中。信號模擬器通過數(shù)字模型輸出數(shù)字信號，以這些信息為基礎發(fā)電機控制單元對點火時間、燃料空氣比例、循環(huán)排氣效率進行優(yōu)化計算，并將計算結果作為控制點火設備和燃料閥開關大小的參數(shù)，從而控制燃料與空氣的適當比例。在燃料空氣比增加時，會使得點火困難；當燃料空氣比降低時由于氧氣缺乏，造成燃料燃燒不充分，排放的氣體中一氧化碳的含量會增加。

4.激光測距雷達系統(tǒng)

在汽車前面部位安裝測距激光雷達，當激光光束遇到障礙物后就會散射，當散射信號被捕捉到，測出車輛與障礙物之間的距離，使用計算機系統(tǒng)對障礙物方位信息進行持續(xù)的動態(tài)測量和跟蹤，就能夠準確判斷障礙物是否在運動，并計算出其運動速度和車間距離，根據(jù)運行軌跡判斷其是否能夠與車輛發(fā)生碰撞，從而提醒車輛駕駛員調整車輛運行速度、方向。當出現(xiàn)危險情況時，系統(tǒng)會發(fā)出警報信息。

四、總結

機電一體化融合了眾多技術、跨越了多個領域，它是一種集成產品，特別是現(xiàn)代計算機系統(tǒng)為機電一體化的實現(xiàn)帶來了真正的飛躍和突破，成為工業(yè)生成自動化控制中的一項重要技術。它有效地提升了汽車產品的質量和駕乘舒適度，隨著機電一體化解決方案智能化和汽車工業(yè)的發(fā)展，兩者的融合深度將會進一步增強。

參考文獻：

[1]莫卓寧.論工程施工中的機電一體化[J].現(xiàn)代商貿工業(yè)，2011，（17）.

作者：嚴俊杰 單位：鄂州職業(yè)大學機械工程學院