機(jī)電一體化技術(shù)在汽車中的應(yīng)用分析

宋金鵬

引言

機(jī)電一體化技術(shù)無(wú)疑是當(dāng)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展到一定水平的產(chǎn)物，符合當(dāng)前社會(huì)生產(chǎn)力的要求。加快技術(shù)融合，促進(jìn)各種技術(shù)的全面發(fā)展，也變得越來(lái)越重要。機(jī)電一體化技術(shù)在汽車制造設(shè)計(jì)中的應(yīng)用能夠有效地提高汽車的性能，對(duì)汽車行業(yè)的發(fā)展具有重要的意義和深遠(yuǎn)的影響。

1 機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用到汽車行業(yè)的優(yōu)勢(shì)分析

1.1 更加完善便捷的使用功能

機(jī)電一體化技術(shù)也可以看作是通過(guò)數(shù)字技術(shù)控制機(jī)電技術(shù)，它包含了強(qiáng)大的控制系統(tǒng)和控制程序，具有比傳統(tǒng)機(jī)電控制更強(qiáng)大的控制功能。自動(dòng)數(shù)字系統(tǒng)操作可以實(shí)現(xiàn)更準(zhǔn)確、更簡(jiǎn)單的機(jī)電控制，大大減少了操作使用的按鍵和工具，使整體操作更加容易。同時(shí)，機(jī)電一體化技術(shù)可以通過(guò)系統(tǒng)設(shè)置實(shí)現(xiàn)預(yù)操作，因此對(duì)重復(fù)類的操作更加方便。在產(chǎn)品的生產(chǎn)中，機(jī)電一體化技術(shù)也比較靈活，可以根據(jù)實(shí)際情況改變選擇，調(diào)整工作方式，從而最大限度地提高生產(chǎn)效率。

1.2 更加安全的工作狀態(tài)

機(jī)電一體化技術(shù)具有比傳統(tǒng)機(jī)電技術(shù)更強(qiáng)的保護(hù)性能，在工作時(shí)，如果遇到過(guò)載等情況，可通過(guò)一體化系統(tǒng)及時(shí)采取防護(hù)措施并發(fā)出警告，有效減少經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡。同時(shí)，更智能化的控制也使設(shè)備得到了最佳的使用，提高了設(shè)備的使用壽命，提高了工作效率。

1.3 更加高效的生產(chǎn)功能

①機(jī)電一體化技術(shù)具有更準(zhǔn)確的控制能力，能有效提高設(shè)備的生產(chǎn)效率；②機(jī)電一體化技術(shù)的監(jiān)控檢測(cè)系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)生產(chǎn)的自動(dòng)化監(jiān)控，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，解決問(wèn)題；③機(jī)電一體化技術(shù)在產(chǎn)品的后續(xù)測(cè)試中具有較大的優(yōu)勢(shì)，測(cè)試的準(zhǔn)確性也有了很大的提高。

2 機(jī)電一體化技術(shù)在汽車中的應(yīng)用

2.1 發(fā)動(dòng)機(jī)微機(jī)控制系統(tǒng)

發(fā)動(dòng)機(jī)微機(jī)控制系統(tǒng)是一種實(shí)時(shí)控制客車發(fā)動(dòng)機(jī)的系統(tǒng)，其核心部分是通用微處理器或?qū)ｉT設(shè)計(jì)的大型集成電路，在系統(tǒng)工作過(guò)程中，得到了發(fā)動(dòng)機(jī)中傳感器獲得的模擬電壓信號(hào)，將發(fā)動(dòng)機(jī)輸出軸獲得的脈沖信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化，并將其傳輸?shù)紼CU，通過(guò)ECU分析客車發(fā)動(dòng)機(jī)相關(guān)的數(shù)據(jù)，計(jì)算最佳空氣燃料比、排氣再循環(huán)率和點(diǎn)火時(shí)間，并根據(jù)計(jì)算結(jié)果對(duì)空氣質(zhì)量與燃料質(zhì)量的比例進(jìn)行調(diào)整和控制。過(guò)多的空氣燃料比會(huì)導(dǎo)致點(diǎn)火困難等問(wèn)題，低的空氣燃料比會(huì)導(dǎo)致氧氣不足，使燃料無(wú)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。過(guò)高和過(guò)低的空氣燃料比不利于客車發(fā)動(dòng)機(jī)的正常運(yùn)行，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的壽命等因素有一定的影響，同時(shí)也會(huì)造成燃料的浪費(fèi)，因此，根據(jù)客車的運(yùn)行狀態(tài)，對(duì)空空氣燃料比進(jìn)行實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的控制，可以保證客車發(fā)動(dòng)機(jī)在起動(dòng)、預(yù)熱、加速、減速和制動(dòng)機(jī)空轉(zhuǎn)等不同狀態(tài)下始終處于最優(yōu)運(yùn)行狀態(tài)，從而大大延長(zhǎng)發(fā)動(dòng)機(jī)壽命，對(duì)客車的安全性和穩(wěn)定性也有積極的影響。

2.2 汽車激光雷達(dá)自動(dòng)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?，在正常行駛或倒車時(shí)，必須能夠探測(cè)到前后一定范圍內(nèi)的障礙物，當(dāng)距離太近時(shí)，會(huì)發(fā)出警報(bào)，提醒司機(jī)避免發(fā)生交通事故，激光雷達(dá)自動(dòng)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(dòng)防撞控制系統(tǒng)主要由中央處理器、激光測(cè)距雷達(dá)、發(fā)光部、車輛環(huán)境監(jiān)測(cè)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(dòng)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?dòng)比可以減少功率損失，提高發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率的有效利用率，同時(shí)，也可以實(shí)現(xiàn)汽車速度的平穩(wěn)過(guò)渡，它對(duì)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(duì)變速器要求的調(diào)整更加及時(shí)和穩(wěn)定。機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用產(chǎn)生了一種自動(dòng)變速器，通過(guò)各種傳感器實(shí)時(shí)檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，同時(shí)，根據(jù)客車的行駛狀況，通過(guò)對(duì)中央處理器的分析和計(jì)算，得到最佳的換檔決策，換不換檔、換幾檔均可由中央處理器輸出控制信息控制，直接作用于電-液執(zhí)行元件，并進(jìn)一步控制其液壓變量，以實(shí)現(xiàn)換擋控制。為了確保自動(dòng)變速器的機(jī)電部分的安全，整個(gè)控制系統(tǒng)電路將在汽車被驅(qū)動(dòng)前進(jìn)行全面檢測(cè)，確保在汽車啟動(dòng)后所有功能都能正常運(yùn)行。

3 汽車行業(yè)中機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

3.1 標(biāo)準(zhǔn)化

機(jī)電一體化汽車產(chǎn)品有多種類型，不同產(chǎn)品的機(jī)械、電氣接口各不相同，這導(dǎo)致汽車在配置機(jī)電一體化產(chǎn)品時(shí)進(jìn)行復(fù)雜的適配操作，以確保產(chǎn)品的正常運(yùn)行，因此，數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化和接口的標(biāo)準(zhǔn)化逐漸成為機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。

3.2 智能化

隨著機(jī)器學(xué)習(xí)和人工智能的飛速發(fā)展，智能化已經(jīng)成為機(jī)電一體化的一個(gè)重要發(fā)展方向，并在汽車中得到了廣泛的應(yīng)用。自動(dòng)泊車技術(shù)和自動(dòng)導(dǎo)航技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用，甚至無(wú)人駕駛技術(shù)也將逐步得到應(yīng)用。

3.3 網(wǎng)絡(luò)化

在信息時(shí)代，萬(wàn)物的相互聯(lián)系將成為不可逆轉(zhuǎn)的趨勢(shì)，汽車作為人們?nèi)粘Ｉ钪械闹匾煌üぞ吆托畔⒕W(wǎng)絡(luò)的重要組成部分，可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)化駕駛者進(jìn)行遠(yuǎn)程控制和監(jiān)視，并利用大數(shù)據(jù)進(jìn)一步提高汽車行駛的安全性。

4 結(jié)束語(yǔ)

機(jī)電一體化技術(shù)是制造中的關(guān)鍵核心技術(shù)，社會(huì)生產(chǎn)力發(fā)展的要求，不僅是汽車行業(yè)取得的巨大成就，而且在其他行業(yè)得到了廣泛應(yīng)用，給國(guó)家?guī)?lái)了更大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。