汽車工業(yè)機(jī)電一體化內(nèi)涵特點研究

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摘要：機(jī)電一體化有機(jī)地融合了現(xiàn)代計算機(jī)技術(shù)、機(jī)械工程技術(shù)、電力工程技術(shù)等相關(guān)技術(shù)和設(shè)施設(shè)備，對于現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)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(jī)電一體化的內(nèi)涵特點，并以汽車工業(yè)為例探討了汽車產(chǎn)品中機(jī)電一體化的解決方案。

關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化；內(nèi)涵；汽車工業(yè)；應(yīng)用

一、機(jī)電一體化的內(nèi)涵

機(jī)電一體化綜合集成了電子工程和機(jī)械工程技術(shù)，實現(xiàn)了面向任務(wù)的機(jī)電一體化功能，它可以有效地協(xié)助技術(shù)設(shè)計人員對某項生產(chǎn)管理項目進(jìn)行特定的技術(shù)開發(fā)和設(shè)計。機(jī)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(jī)電一體化的核心思想。

二、機(jī)電一體化的特點

1.安全性高

機(jī)電一體化系統(tǒng)可以提供包括警報、監(jiān)控、診斷、保護(hù)在內(nèi)的一體化自動服務(wù)，在工作過程中當(dāng)發(fā)生相關(guān)故障時可以自動采取保護(hù)辦法，諸如當(dāng)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(guān)設(shè)備和操作人員的安全，保障財產(chǎn)設(shè)備等不受損害。

2.生產(chǎn)能力強(qiáng)

機(jī)電一體化產(chǎn)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(jī)控制系統(tǒng)的作用下可以更為精確地確保機(jī)械設(shè)備裝置完成所設(shè)計的動作，從而更好地保證產(chǎn)品的質(zhì)量。更為重要的是，機(jī)電一體化產(chǎn)品系統(tǒng)自動化的控制和操作，極大地提高了產(chǎn)品的生產(chǎn)效率，降低了單位產(chǎn)品的成本。

3.適用范圍廣

機(jī)電一體化產(chǎn)品系統(tǒng)強(qiáng)大的技術(shù)綜合能力使之已經(jīng)超越了單一產(chǎn)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(fù)雜的需求，提供個性化解決方案。機(jī)電一體化產(chǎn)品較高的智能化、自我保護(hù)性、自動監(jiān)控性、可擴(kuò)展性使之可以應(yīng)用于不同的環(huán)境和場合。

三、汽車工業(yè)領(lǐng)域機(jī)電一體化的應(yīng)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(jī)的實時運(yùn)行狀態(tài)需要借助傳感系統(tǒng)進(jìn)行測量，測量的數(shù)據(jù)信息通過電子監(jiān)控設(shè)備進(jìn)行處理，并且具有換擋信息程序、開關(guān)程序以及開關(guān)關(guān)閉程序，根據(jù)汽車最優(yōu)行駛的條件要求來選擇相應(yīng)的電子監(jiān)控裝置。如汽車發(fā)動機(jī)啟動后，相關(guān)的警示燈關(guān)閉，說明系統(tǒng)功能正常；如果警示燈未關(guān)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(guān)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(shè)備，隨著汽車行駛速度的不斷提升，單純在后輪安裝制動設(shè)備已經(jīng)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(yīng)的制動設(shè)備。當(dāng)汽車制動設(shè)備工作時，汽車的動態(tài)軸負(fù)荷就會轉(zhuǎn)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(shè)備就產(chǎn)生了。汽車防抱死制動設(shè)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(yùn)動方向，并且根據(jù)相關(guān)情況調(diào)節(jié)制動設(shè)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(shù)，提升了汽車行駛的安全性。

3.計算機(jī)控制發(fā)電機(jī)系統(tǒng)

計算機(jī)微處理器或者集成電路用以控制發(fā)電機(jī)單元，利用傳感器負(fù)責(zé)接收電壓信號，并獲得發(fā)動機(jī)的脈沖數(shù)據(jù)，傳送到發(fā)動機(jī)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(chǔ)發(fā)電機(jī)控制單元對點火時間、燃料空氣比例、循環(huán)排氣效率進(jìn)行優(yōu)化計算，并將計算結(jié)果作為控制點火設(shè)備和燃料閥開關(guān)大小的參數(shù)，從而控制燃料與空氣的適當(dāng)比例。在燃料空氣比增加時，會使得點火困難；當(dāng)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(dá)系統(tǒng)

在汽車前面部位安裝測距激光雷達(dá)，當(dāng)激光光束遇到障礙物后就會散射，當(dāng)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(jī)系統(tǒng)對障礙物方位信息進(jìn)行持續(xù)的動態(tài)測量和跟蹤，就能夠準(zhǔn)確判斷障礙物是否在運(yùn)動，并計算出其運(yùn)動速度和車間距離，根據(jù)運(yùn)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(diào)整車輛運(yùn)行速度、方向。當(dāng)出現(xiàn)危險情況時，系統(tǒng)會發(fā)出警報信息。

四、總結(jié)

機(jī)電一體化融合了眾多技術(shù)、跨越了多個領(lǐng)域，它是一種集成產(chǎn)品，特別是現(xiàn)代計算機(jī)系統(tǒng)為機(jī)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(shù)。它有效地提升了汽車產(chǎn)品的質(zhì)量和駕乘舒適度，隨著機(jī)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(jìn)一步增強(qiáng)。

參考文獻(xiàn)：

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

作者：嚴(yán)俊杰 單位：鄂州職業(yè)大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院