機(jī)電一體化技術(shù)在汽車制動(dòng)系統(tǒng)中的應(yīng)用

劉科銘

[摘 要]機(jī)電一體化技術(shù)在汽車行業(yè)中的快速發(fā)展，有有助于推動(dòng)機(jī)電一體化技術(shù)與汽車企業(yè)的結(jié)合。本文分析了機(jī)電一體化技術(shù)的概念，并且對(duì)其在汽車制動(dòng)系統(tǒng)中的應(yīng)用進(jìn)行探討，旨在促進(jìn)汽車行業(yè)的全面發(fā)展。

[關(guān)鍵詞]機(jī)電一體化 汽車設(shè)計(jì) 制動(dòng)系統(tǒng) 應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TU111.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2016）11-0232-01

引言

計(jì)算機(jī)的發(fā)展使得計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用范圍變得越來(lái)越廣泛，尤其是微型計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)和應(yīng)用，使得機(jī)械生產(chǎn)過(guò)程中微型計(jì)算機(jī)的應(yīng)用也變得越來(lái)越多，比如計(jì)算機(jī)與機(jī)電的融合，催生了機(jī)電一體化，這種一體化技術(shù)的應(yīng)用，使得各個(gè)行業(yè)的發(fā)展變得越來(lái)越智能化。機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)于機(jī)械行業(yè)的發(fā)展有十分重要的意義，也對(duì)機(jī)械行業(yè)的生產(chǎn)效率帶來(lái)了極大的促進(jìn)作用，提高了各種機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量。比如在汽車生產(chǎn)過(guò)程中就積極加強(qiáng)對(duì)了機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用，從而使得汽車內(nèi)部的制動(dòng)系統(tǒng)變得更加智能化。

一、機(jī)電一體化

機(jī)電一體化技術(shù)的一個(gè)重要基礎(chǔ)就是機(jī)電工程系統(tǒng)，在一體化背景下，對(duì)各種先進(jìn)的技術(shù)進(jìn)行了綜合應(yīng)用，生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品也是多個(gè)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(lái)講，機(jī)電一體化可以將機(jī)械看成是一個(gè)整體，具有幾個(gè)方面的特點(diǎn)。第一，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(dòng)監(jiān)控、警報(bào)、自動(dòng)診斷、自動(dòng)保護(hù)等，一旦在工作中出現(xiàn)了特殊情況，則一般都會(huì)采用自動(dòng)保護(hù)方法對(duì)裝置進(jìn)行保護(hù)，因此安全性能較高。第二，生產(chǎn)效率較高。在機(jī)電一體化背景下，各種產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與生產(chǎn)都可以借助信息技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等來(lái)完成，而且可以借助各種技術(shù)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中的信息進(jìn)行準(zhǔn)確的測(cè)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。第三，機(jī)電一體化技術(shù)提升了使用功能。機(jī)電一體化技術(shù)一般都會(huì)利用各種計(jì)算機(jī)程序以及數(shù)字技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)功能，操作過(guò)程很簡(jiǎn)單，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作，從技術(shù)層面來(lái)講，是提升了使用功能的。

二、機(jī)電一體化在汽車設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

機(jī)電一體化技術(shù)在汽車行業(yè)的應(yīng)用已經(jīng)經(jīng)過(guò)了幾十年的發(fā)展，最初的應(yīng)用階段是上世紀(jì)六十年代到七十年代，這段時(shí)期機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用主要是借助電子技術(shù)對(duì)汽車的機(jī)械功能進(jìn)行改善的過(guò)程，電子控制噴射燃油就是這段時(shí)期取得的一個(gè)顯著成果。第二個(gè)階段是上世紀(jì)七十年代到九十年代，這段時(shí)間內(nèi)的研究重點(diǎn)是利用機(jī)電一體化技術(shù)進(jìn)行大規(guī)模的研究，很多大規(guī)模的集成電路對(duì)于各種機(jī)械設(shè)備的問(wèn)題的解決有很好的幫助，可以使得汽車各個(gè)系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)發(fā)展，確保汽車運(yùn)行的可靠性。第三個(gè)階段是從上世紀(jì)九十年代至今，這段時(shí)間對(duì)機(jī)電一體化的研究日漸成熟，這個(gè)階段中十分重視整體機(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)與信息技術(shù)的應(yīng)用，使得汽車變得更加自動(dòng)智能。

三、機(jī)電一體化技術(shù)在汽車制動(dòng)系統(tǒng)中的應(yīng)用

在汽車的各個(gè)組成部分中，制動(dòng)系統(tǒng)是一個(gè)十分關(guān)鍵的部分，當(dāng)汽車遇到緊急情況需要?jiǎng)x車的時(shí)候，就是制動(dòng)系統(tǒng)在發(fā)揮作用，使得汽車在行使過(guò)程中的安全性和可靠性得到保障，汽車的制動(dòng)系統(tǒng)有了很多次改進(jìn)，最先是在汽車后輪上安裝制動(dòng)設(shè)備，隨著人們對(duì)汽車速度以及治理的要求越來(lái)越高，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，后輪制度不能提高足夠的制動(dòng)能力，很容易導(dǎo)致汽車行駛過(guò)程中的安全問(wèn)題，因此人們開(kāi)始在前輪上安裝制動(dòng)設(shè)備，隨著現(xiàn)代智能化社會(huì)的發(fā)展，機(jī)電一體化技術(shù)在汽車制動(dòng)系統(tǒng)中的應(yīng)用變得越來(lái)越廣泛。（見(jiàn)圖1）

汽車制動(dòng)系統(tǒng)傳遞的信號(hào)主要是電流，整個(gè)系統(tǒng)中都沒(méi)有液壓管道，機(jī)械連接也十分少，整個(gè)系統(tǒng)中都是通過(guò)電線來(lái)傳遞能量，通過(guò)數(shù)據(jù)線來(lái)傳遞信號(hào)的，因此可以使得系統(tǒng)中的管道以及傳感器減少，縮短汽車制動(dòng)反應(yīng)的時(shí)間。

機(jī)電一體化技術(shù)在汽車制動(dòng)系統(tǒng)中的應(yīng)用可以參照下圖2，

由此可見(jiàn)，機(jī)電一體化技術(shù)在汽車制動(dòng)系統(tǒng)中的應(yīng)用可以將整個(gè)系統(tǒng)分成幾個(gè)模塊。第一是車輪制動(dòng)模塊，第二是中央電子控制單元，第三是電子踏板。

第一，車輪控制模塊。車輪控制模塊包括制動(dòng)執(zhí)行器、制動(dòng)執(zhí)行器中央電子控制單元等部分，這一個(gè)制動(dòng)模塊采用的是電力制動(dòng)，因此在控制的是有兩個(gè)輸入，一個(gè)是電信號(hào)輸入，一個(gè)是功能電流輸入。根據(jù)電流或者電子轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)角，可以估算制動(dòng)夾緊力的大小，但是外界環(huán)境的溫度變化以及磨損情況，也會(huì)對(duì)制動(dòng)力產(chǎn)生影響。所以在計(jì)算制動(dòng)夾緊力的時(shí)候，應(yīng)該要集成力以及力矩傳感器的情況，對(duì)制動(dòng)力以及制動(dòng)力力矩進(jìn)行計(jì)算，使得整個(gè)制動(dòng)系統(tǒng)變得更加可靠、安全。

第二，中央電子控制單元。這部分主要是接受各種信號(hào)并且發(fā)出指令的，比如接受自動(dòng)踏板發(fā)出的信號(hào)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)制動(dòng)器進(jìn)行制動(dòng)，接受駐車制動(dòng)信號(hào)，則可以控制駐車制動(dòng)，接受車輪傳感器的信號(hào)，則可以對(duì)車輪是否處于抱死或者打滑狀態(tài)進(jìn)行識(shí)別，對(duì)車輪的制動(dòng)力進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)防抱死制動(dòng)或者防滑制動(dòng)。

第三，電子踏板模塊。機(jī)電一體化背景下的汽車制動(dòng)系統(tǒng)取消了傳統(tǒng)液壓制動(dòng)系統(tǒng)中機(jī)械式傳力機(jī)構(gòu)以及真空助力器，采用的是踏板模擬器，這個(gè)模擬器可以將人作用在汽車踏板上的力以及速度轉(zhuǎn)換成電信號(hào)傳輸給中央電子控制單元，從而對(duì)踏板上的力有一個(gè)全面的了解。在踏板設(shè)計(jì)過(guò)程中，踏板模擬器應(yīng)該要綜合大多數(shù)駕駛員的駕駛習(xí)慣，根據(jù)人體工程學(xué)進(jìn)行設(shè)計(jì)，從而使得踏板操作更加舒適、安全，可以提高踏板制動(dòng)速度。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，隨著汽車在人們生活中的應(yīng)用變得越來(lái)越多，汽車系統(tǒng)的設(shè)計(jì)變得越來(lái)越嚴(yán)謹(jǐn)。當(dāng)前的汽車更多的朝著智能化、自動(dòng)化方向發(fā)展，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，對(duì)于汽車的智能化以及自動(dòng)化發(fā)展有十分重要的意義。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，可以使得汽車的各種功能變得更加完善，比如在制動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程中可以加入機(jī)電一體化技術(shù)，使得汽車的制動(dòng)更及時(shí)、制動(dòng)功能更完善，確保汽車行駛過(guò)程中的安全性、可靠性和穩(wěn)定性。

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