機電一體化在工程機械中的應用研究

摘 要：本文從目前機電一體化發(fā)展現(xiàn)狀入手，簡要闡述了機電一體化在工程機械中的實際運用，且對機電一體化的未來發(fā)展趨勢進行了展望，以期促進機電一體化在工程機械中的發(fā)展與進步，進而推動工程機械與現(xiàn)代科技實現(xiàn)完美融合的目標。

關鍵詞：機電一體化 工程機械 應用

一、機電一體化的發(fā)展現(xiàn)狀

機電一體化技術起步于上世紀60年代，在長期的實踐發(fā)展中，機電一體化技術實現(xiàn)了電子技術與工程機械的有機融合。它是將機械技術、信息技術、電子技術、傳感器技術等多種技術進行綜合運用，通過綜合分析整體系統(tǒng)的要求和標準，將不同功能單元實現(xiàn)最佳配置，從而使整個運行系統(tǒng)的整體功能具有高速、高質量、高穩(wěn)定的特點，進而延長工程機械壽命，為企業(yè)創(chuàng)造更大的效益。的機電一體化技術起步較晚，直到上世紀80年代才進行研究和發(fā)展，距離西方國家的先進技術還存在一定差距。機電一體化技術發(fā)展到現(xiàn)在，經(jīng)歷了漫長的發(fā)展歷程，從最初的借助電子技術完善工程機械性能的萌芽狀態(tài)，到主動運用新技術創(chuàng)新機電一體化的產(chǎn)品，再到如今的機電一體化智能時代，都是為了不斷滿足人們生產(chǎn)和生活的多樣化需求，讓人們的生活變得更加方便、快捷。

二、機電一體化在工程機械中的應用現(xiàn)狀

（一）優(yōu)化柴油機控制

柴油機在運行過程中排放出的大量氣體會影響到空氣及環(huán)境質量，并且具有能源消耗高，噪音大等特點。為了實現(xiàn)柴油機運行過程的低能耗、低噪音、無污染的目標，重點處理好發(fā)動機排放質量與最低油耗間的關系，因此必須對這兩種參變量進行科學的配置調整，使柴油機可以根據(jù)不同的情況進行自動控制和調節(jié)。機電一體化在柴油機的應用主要體現(xiàn)為增設了電子提速器、電子油門、自動升溫控制、自動停機裝置等方而。實踐表明，掌握噴油量和噴油時刻的最佳狀態(tài)，是降低柴油機能源消耗和減少廢氣排放的有效途徑。柴油機燃油噴射系統(tǒng)通過機電一體化技術的改進后，有效提高了噴油壓力，降低了柴油燃燒過程中的能源消耗，優(yōu)化噴油定時，且具有噪音低，對環(huán)境污染小等特點。ECU接收到操縱者及各種傳感器傳達的指令后，通過精確運算處理將執(zhí)行信息輸出至執(zhí)行器，以此實現(xiàn)對燃油噴射量和噴油定時的合理管控。

（二）運行狀態(tài)及故障監(jiān)控

現(xiàn)代的工程機械設備的構成非常復雜，它是由不同的結構單元共同發(fā)揮作用綜合而成。在實際工作中，這些組成部分必須互相作用，協(xié)調聯(lián)動，才能保證機械設備正常工作。其中任何一個環(huán)節(jié)或部位發(fā)生問題，都會影響到整個設備的有效運轉，因此，必須對其運行狀況進行即時監(jiān)控，并且在發(fā)生故障時能夠及時診斷。對于這樣復雜而又精密的工程機械來說，單靠人工監(jiān)測是很難實現(xiàn)即時監(jiān)控和故障診斷的。工程機械引入機電一體化技術后，可對自身運行狀態(tài)進行24小時即時監(jiān)控和故障診斷，機電一體化的監(jiān)控系統(tǒng)一旦發(fā)現(xiàn)問題或其他影響設備運行的危險因素就會自動發(fā)出警報，工作人員可根據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)提供的信息進行故障查詢和處理，從而節(jié)省了維修時間提高了工作效率，同時改善了駕駛員的工作條件，縮短了停機維修時間。

（三）提高建筑工程機械精準度

機電一體化技術應用到建筑工程機械上，不但使建筑工程機械的性能得到進一步的完善和提升，同時也促進了機電一體化技術在相關領域的應用和發(fā)展。建筑工程機械的精準度關系到工程的施工質量，機電一體化技術實現(xiàn)了建筑工程機械的半自動或全自動化控制，降低了人工投入，同時也避免了因人為操作導致的誤差。另外機電一體化技術的應用使工程機械作業(yè)的精準度顯著提高，有效提高了施工質量和施工進度，降低了企業(yè)施工成本。

（四）其他方而的應用

在計算機技術迅猛發(fā)展和廣泛應用的今天，機電一體化技術也發(fā)展到了一個新的高度，且應用范圍越來越廣。目前許多的建筑工程機械都采用了電子控制的自動變速器，例如鏟運機、推土機以及裝載機，它可以實現(xiàn)對傳動系統(tǒng)的自動化控制，能夠根據(jù)外界實際情況對傳動系統(tǒng)的傳動比進行合理管控，不僅降低了設備工作期間的能源損耗，同時使發(fā)動機的功率顯著增強。另一方而降低了工作人員的勞動強度，避免了翻車、操作失誤造成的安全隱患，提高了機械設備運轉過程中的安全性。另外，機電一體化技術可實現(xiàn)工程機械的無人操控，對于一些惡劣復雜的施工環(huán)境，工程機械可不受外界環(huán)境的干擾，能夠健康穩(wěn)定的運轉，既保證了施工質量和進度，同時又節(jié)省了大量的人力。

三、機電一體化技術的發(fā)展趨勢與方向

（一）智能化趨勢

數(shù)字信息技術的逐漸普及，為機電一體化技術的發(fā)展指明了方向。它的主要表現(xiàn)方式就是智能化，在長期的實踐過程中，人們在不斷的探索機電一體化與人工智能的有效結合，機電一體化的智能化就是在控制理論的基礎上，將人類所具有的智能應用到工程機械上，實現(xiàn)對工程機械行為上的智能化控制，使機電一體化技術更好的為人類服務。

（二）微型化趨勢

隨著時代的發(fā)展和進步，機電一體化技術為了更加方便人們的使用，正在朝著微型化的方向發(fā)展。微型化的電子機械它的尺寸和外形將會更加小巧、輕便，同時功能將更加齊全，便于人們攜帶，使用靈活方便。微機電一體化機械以其耗能少、靈活度高度等特點，將會被應用于工程機械以外的醫(yī)療、軍事、信息技術等領域。

（三）網(wǎng)絡化趨勢

網(wǎng)絡技術的迅速發(fā)展給人們的生活帶來巨大改變，互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)了全球經(jīng)濟、生產(chǎn)、競爭之間的無距離。機電一體化新產(chǎn)品一經(jīng)問世，就會因其優(yōu)良的性能和質量，借助網(wǎng)絡享譽全球。而網(wǎng)絡的各種遠程控制設備和監(jiān)視系統(tǒng)就屬于機電一體化技術范疇，網(wǎng)絡化發(fā)展成為必然趨勢。并且機電一體化技術將會惠及廣大普通家庭，實現(xiàn)家庭網(wǎng)絡與各種家用電器相融合的家電控制系統(tǒng)，使人們在家里分享各種高技術帶來的便利與快樂。

參考文獻

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作者簡介：王鏡淇，齊齊哈爾工程學院機械設計制造及其自動化專業(yè)。