機(jī)電一體化技術(shù)在汽車設(shè)計(jì)中的應(yīng)用概述

鄭書嵐

安徽電氣工程學(xué)校 安徽省合肥市 230031

1 前言

我國(guó)汽車行業(yè)近年來(lái)已經(jīng)成為了我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要支柱產(chǎn)業(yè)，對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)提升產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響。隨著人們生活質(zhì)量的提升對(duì)于汽車產(chǎn)品的需求也隨之上升，機(jī)電一體化則在汽車設(shè)計(jì)中提供了巨大的技術(shù)支持，促使汽車的性能、安全等方面都更加符合人們需求。下面將對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)在汽車設(shè)計(jì)中的應(yīng)用進(jìn)行詳細(xì)的討論。

2 機(jī)電一體化在汽車設(shè)計(jì)中的應(yīng)用意義

所謂機(jī)電一體化其中包含了電子、機(jī)械、液壓控制技術(shù)等方面，并且融合了機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和自控技術(shù)等，是當(dāng)前各個(gè)高端電子領(lǐng)域中應(yīng)用較為廣泛的技術(shù)，也是最為基礎(chǔ)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)技術(shù)。機(jī)電一體化近年來(lái)被廣泛的應(yīng)用到了汽車的生產(chǎn)和設(shè)計(jì)中，將傳統(tǒng)汽車行業(yè)中以之流發(fā)動(dòng)機(jī)為根本的狀態(tài)徹底打破，極大限度上促進(jìn)了汽車行業(yè)的發(fā)展，更新了驅(qū)動(dòng)方式，讓汽車行業(yè)實(shí)現(xiàn)了突破進(jìn)展。機(jī)電一體化的基礎(chǔ)是機(jī)械性，將這項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用到汽車設(shè)計(jì)中去不僅能促進(jìn)汽車領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)全面發(fā)展，更加能夠促進(jìn)人類社會(huì)技術(shù)領(lǐng)域得到進(jìn)步。

首先，機(jī)電一體化在汽車設(shè)計(jì)中的應(yīng)用極大限度提升了安全性和經(jīng)濟(jì)性，為汽車設(shè)計(jì)的智能化和便捷化發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。在機(jī)電一體化的大環(huán)境下一方面能提升汽車整體設(shè)計(jì)動(dòng)力，另一方面也能夠促進(jìn)汽車的性價(jià)比提高，降低整體制造成本，讓汽車領(lǐng)域向一個(gè)新的方向發(fā)展，更加的精細(xì)化、現(xiàn)代化。

其次，機(jī)電一體化的應(yīng)用也減少了傳統(tǒng)汽車設(shè)計(jì)中的弊端問(wèn)題，更新代替了傳統(tǒng)之流發(fā)動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)，最大限度上提升了汽車的性價(jià)比和功能，并以自動(dòng)擋代替了大部分的手動(dòng)擋汽車。這一發(fā)展對(duì)于我國(guó)的汽車產(chǎn)業(yè)來(lái)說(shuō)起到了決定性的影響，更是未來(lái)汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要?jiǎng)恿Α?/p>

此外，機(jī)電一體化在汽車的設(shè)計(jì)領(lǐng)域中應(yīng)用，設(shè)計(jì)人員只要對(duì)汽車機(jī)電控制系統(tǒng)進(jìn)行準(zhǔn)確的定位就可以進(jìn)一步適用微電子技術(shù)對(duì)整個(gè)汽車系統(tǒng)進(jìn)行操控，極大的提高了工作效率，也能有效的解決汽車設(shè)計(jì)中存在的各種問(wèn)題。

總之，機(jī)電一體化的應(yīng)用及發(fā)展在汽車設(shè)計(jì)中所起到的作用是有目共睹的，已經(jīng)成為了汽車設(shè)計(jì)行業(yè)中的主導(dǎo)部分，也是未來(lái)汽車行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵所在。

3 機(jī)電一體化技術(shù)在汽車設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

3.1 設(shè)計(jì)理念的應(yīng)用

一般來(lái)說(shuō)汽車設(shè)計(jì)理念中的機(jī)電一體化主要表現(xiàn)為兩個(gè)方面，一是從機(jī)電一體化的技術(shù)理念基礎(chǔ)出發(fā)，在對(duì)汽車進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候進(jìn)行微電子技術(shù)和設(shè)計(jì)之間的結(jié)合。二是在進(jìn)行汽車設(shè)計(jì)的過(guò)程中從汽車的全面角度出發(fā)，進(jìn)行設(shè)計(jì)過(guò)程中的框架搭建，然后再框架中利用機(jī)電一體化技術(shù)進(jìn)行其中更為精細(xì)化的設(shè)計(jì)。目前在汽車設(shè)計(jì)中主要應(yīng)用的為精密機(jī)械技術(shù)，這項(xiàng)理念主要應(yīng)用在汽車傳統(tǒng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，目的是為了提升其精密性和準(zhǔn)確性。

3.2 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)指的是可以實(shí)時(shí)控制汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的系統(tǒng)，關(guān)鍵在于利用微處理器或者專門設(shè)計(jì)的大型集成電路，在工作中得到了發(fā)動(dòng)機(jī)傳感器獲得的模擬電壓信號(hào)，將發(fā)動(dòng)機(jī)輸出獲得的脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，然后再將其傳輸?shù)紼CU、通過(guò)ECU 分析汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)信息，計(jì)算最佳的空氣燃料比、點(diǎn)火時(shí)間等，最終根據(jù)所獲得的數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行控制質(zhì)量和燃料質(zhì)量的比例調(diào)控。對(duì)于汽車來(lái)說(shuō)空氣燃料過(guò)多會(huì)導(dǎo)致發(fā)生點(diǎn)火困難的問(wèn)題，而空氣燃料不足則會(huì)導(dǎo)致氧氣不足，使得燃料無(wú)法正常燃燒，最終導(dǎo)致汽車尾氣中的有毒有害氣體增加。無(wú)論是空氣燃料的不足還是過(guò)多都會(huì)影響到汽車的正常運(yùn)行，并對(duì)汽車適用壽命帶來(lái)不利影響。因此，利用機(jī)電一體化技術(shù)來(lái)對(duì)汽車的空氣燃料比進(jìn)行科學(xué)控制是非常重要的，既能保證汽車的正常啟動(dòng)和運(yùn)行，也能夠有效延長(zhǎng)發(fā)動(dòng)機(jī)的使用壽命，提升汽車使用安全性及穩(wěn)定性。

3.3 自動(dòng)變速器

變速器是汽車當(dāng)中一種改變齒輪比的結(jié)構(gòu)，科學(xué)的傳動(dòng)比能夠有效減少功率損失，并且提升發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率利用率。同時(shí)，變速器的科學(xué)應(yīng)用能夠出示汽車速度在發(fā)生改變時(shí)更加平穩(wěn)的度過(guò)，對(duì)提升汽車舒適性和安穩(wěn)性具有重要作用。機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展下產(chǎn)生了自動(dòng)變速器，這種變速器在運(yùn)行中通過(guò)傳感器對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)來(lái)進(jìn)行分析，并結(jié)合汽車的行駛狀態(tài)來(lái)進(jìn)行綜合分析和計(jì)算，最終將檔位調(diào)節(jié)在最佳的狀態(tài)，并決定需不需要換擋。為了能提升自動(dòng)變速器的機(jī)電部分安全性，汽車的整體控制電路都需要在汽車驅(qū)動(dòng)前進(jìn)行全面的檢測(cè)，以便于能夠維護(hù)汽車的正常行駛。

3.4 ABS 及無(wú)人駕駛

ABS 指的是通過(guò)機(jī)電一體化技術(shù)中的微電子和自動(dòng)控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)的防抱死系統(tǒng)。通過(guò)該技術(shù)的應(yīng)用能夠全面實(shí)現(xiàn)感知自動(dòng)輪上的所有運(yùn)動(dòng)跡象，從而結(jié)合實(shí)際來(lái)進(jìn)行制動(dòng)器中的動(dòng)力距離大小調(diào)節(jié)，以便于提升汽車的自身柔動(dòng)性。

無(wú)人駕駛技術(shù)中也充分的利用了機(jī)電一體化技術(shù)，其中最為重要的就是適用閉環(huán)伺服系統(tǒng)來(lái)取代以往的開環(huán)校準(zhǔn)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了利用電子反饋進(jìn)行控制信號(hào)的發(fā)送。

4 機(jī)電一體化技術(shù)在汽車設(shè)計(jì)中的應(yīng)用策略

4.1 更新設(shè)計(jì)理念

機(jī)電一體化作為設(shè)計(jì)理念的一種當(dāng)前已經(jīng)在汽車設(shè)計(jì)中得到了廣泛的應(yīng)用，但要想讓汽車行業(yè)得到全面進(jìn)展仍然需要進(jìn)一步對(duì)設(shè)計(jì)理念進(jìn)行更新。對(duì)此，首先應(yīng)當(dāng)積極的件機(jī)電一體化技術(shù)理念融入到汽車設(shè)計(jì)中去，以理論為基礎(chǔ)來(lái)全面提升汽車的整體性能，將汽車設(shè)計(jì)技術(shù)與微電子技術(shù)之間結(jié)合起來(lái)從而實(shí)現(xiàn)汽車行業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展。同時(shí)，在創(chuàng)新發(fā)展的基礎(chǔ)理念上，作為設(shè)計(jì)者一定要全面的觀察并將自己所有精力投入其中，開創(chuàng)全新的設(shè)計(jì)理念，需要對(duì)汽車的各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行準(zhǔn)確掌握，保證每一個(gè)細(xì)節(jié)都能經(jīng)得起考量。因?yàn)槠囀侨藗兂鲂兄斜夭豢缮俚慕煌üぞ?，其安全性將直接關(guān)系到人們的安全，每一個(gè)零部件的質(zhì)量都可能影響到車輛的整體性能，只有做到全面、精細(xì)才能真正的為汽車安全提供保障。將機(jī)電一體化技術(shù)與汽車設(shè)計(jì)之間進(jìn)行結(jié)合當(dāng)前正處于快速發(fā)展階段，也處于一個(gè)探索階段，對(duì)此還需要不斷的更新和考量，從而為汽車行業(yè)發(fā)展創(chuàng)造良好條件。

4.2 提升設(shè)計(jì)人員水平

設(shè)計(jì)人員是機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用的基礎(chǔ)條件，也是技術(shù)實(shí)施的關(guān)鍵所在。在汽車設(shè)計(jì)中對(duì)于機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用要求從業(yè)人員一定要較為扎實(shí)的基礎(chǔ)和熟練的操作能力，并且需要有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度及專業(yè)素質(zhì)。對(duì)此，積極的強(qiáng)化設(shè)計(jì)人員的專業(yè)素質(zhì)和綜合能力成為了必然。汽車設(shè)計(jì)當(dāng)前正在向智能化。功能化和便捷化方向發(fā)展，那么作為從業(yè)人員就一定要順應(yīng)發(fā)展趨勢(shì)，以網(wǎng)絡(luò)信息為基礎(chǔ)來(lái)不斷的更新自我理念及專業(yè)知識(shí)，以便于在工作中得心應(yīng)手，也為汽車設(shè)計(jì)的行業(yè)進(jìn)步提供保障。

4.3 及時(shí)更新相關(guān)設(shè)備

機(jī)電一體化技術(shù)在汽車設(shè)計(jì)中的應(yīng)用根本在于正確的使用計(jì)算機(jī)軟件，通過(guò)各種設(shè)計(jì)方案的運(yùn)行及數(shù)控系統(tǒng)的操作才能為汽車的日后正常運(yùn)行和性能提升創(chuàng)造條件。也就是說(shuō)積極的更新機(jī)電一體化設(shè)備是順應(yīng)時(shí)代發(fā)展的根本，為了能讓汽車設(shè)計(jì)得到有效保障就一定要對(duì)機(jī)電設(shè)備進(jìn)行更新。機(jī)電一體化技術(shù)進(jìn)入到汽車領(lǐng)域當(dāng)前正處于起步階段，很多方面仍然不是很完善，究其原因也是因?yàn)槲覈?guó)的汽車行業(yè)發(fā)展相對(duì)滯后。要想更好的度過(guò)汽車設(shè)計(jì)與機(jī)電一體化之間的磨合期，在物質(zhì)保障和基礎(chǔ)建設(shè)上一定不能有所缺少，只有做好高質(zhì)量的準(zhǔn)備工作，保證設(shè)備的及時(shí)更新才能讓機(jī)電一體化在汽車設(shè)計(jì)領(lǐng)域中得到更好的利用，讓汽車行業(yè)能得以更快的進(jìn)步。

5 結(jié)語(yǔ)

在現(xiàn)代汽車行業(yè)發(fā)展中，機(jī)電一體化技術(shù)的結(jié)合已經(jīng)成為了必要，也是整個(gè)汽車領(lǐng)域發(fā)展的基礎(chǔ)條件。機(jī)電一體化技術(shù)當(dāng)前的汽車行業(yè)中已經(jīng)成為了關(guān)鍵核心技術(shù)，這不僅推動(dòng)了汽車行業(yè)的進(jìn)步，也促使其他行業(yè)得到了相應(yīng)的提升，給國(guó)家和社會(huì)帶來(lái)了巨大的效益。為了能更好的適應(yīng)社會(huì)需求，為人們提供便捷、安全的出行工具，在汽車設(shè)計(jì)中一定要更好的利用機(jī)電一體化技術(shù)，對(duì)此還需要不斷的更新設(shè)計(jì)理念、更新專業(yè)的設(shè)備及其他硬件，同時(shí)及時(shí)的對(duì)工作人員進(jìn)行培訓(xùn)和技術(shù)提升，為汽車設(shè)計(jì)提供全面保證。這是汽車行業(yè)發(fā)展的大趨勢(shì)，也是行業(yè)中需要加以重視的重要內(nèi)容。