汽車工業機電一體化內涵特點研究

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摘要：機電一體化有機地融合了現代計算機技術、機械工程技術、電力工程技術等相關技術和設施設備，對于現代工業生產管理控制的自動化起著非常重要的價值和作用。本文分析了機電一體化的內涵特點，并以汽車工業為例探討了汽車產品中機電一體化的解決方案。

關鍵詞：機電一體化；內涵；汽車工業；應用

一、機電一體化的內涵

機電一體化綜合集成了電子工程和機械工程技術，實現了面向任務的機電一體化功能，它可以有效地協助技術設計人員對某項生產管理項目進行特定的技術開發和設計。機電一體化的方法論包括信息控制理論和工程系統理論，而一體化是機電一體化的核心思想。

二、機電一體化的特點

1.安全性高

機電一體化系統可以提供包括警報、監控、診斷、保護在內的一體化自動服務，在工作過程中當發生相關故障時可以自動采取保護辦法，諸如當工作電壓過高或過低時，會自動停止工作或發出警報提醒操作人員采取措施，最大程度上保障相關設備和操作人員的安全，保障財產設備等不受損害。

2.生產能力強

機電一體化產品系統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，在計算機控制系統的作用下可以更為精確地確保機械設備裝置完成所設計的動作，從而更好地保證產品的質量。更為重要的是，機電一體化產品系統自動化的控制和操作，極大地提高了產品的生產效率，降低了單位產品的成本。

3.適用范圍廣

機電一體化產品系統強大的技術綜合能力使之已經超越了單一產品功能的范疇，再加上其自身較高的自動化水平，可以滿足客戶更為復雜的需求，提供個性化解決方案。機電一體化產品較高的智能化、自我保護性、自動監控性、可擴展性使之可以應用于不同的環境和場合。

三、汽車工業領域機電一體化的應用

1.自動變速器系統

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，提升汽車動力系統的有效功率，通過增加變速檔數實現汽車的舒適安全行駛。汽車行駛過程中，發動機的實時運行狀態需要借助傳感系統進行測量，測量的數據信息通過電子監控設備進行處理，并且具有換擋信息程序、開關程序以及開關關閉程序，根據汽車最優行駛的條件要求來選擇相應的電子監控裝置。如汽車發動機啟動后，相關的警示燈關閉，說明系統功能正常；如果警示燈未關閉，那么這時的自動變速器就處于非電控狀態，但其仍然可以正常工作，只是相關的優化性能不再生效。

2.制動系統

起初的汽車一般在后輪安裝制動設備，隨著汽車行駛速度的不斷提升，單純在后輪安裝制動設備已經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的制動設備。當汽車制動設備工作時，汽車的動態軸負荷就會轉移、前輪的載重量就會增加、后輪載重量降低，但后輪發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備就產生了。汽車防抱死制動設備的主要功能就是可以感知制動發生時每個車輪的瞬間運動方向，并且根據相關情況調節制動設備的動力鉅大小，防止抱死現象的發生。ABS防抱死系統就是比較著名的電子監控技術，提升了汽車行駛的安全性。

3.計算機控制發電機系統

計算機微處理器或者集成電路用以控制發電機單元，利用傳感器負責接收電壓信號，并獲得發動機的脈沖數據，傳送到發動機電控單元中。信號模擬器通過數字模型輸出數字信號，以這些信息為基礎發電機控制單元對點火時間、燃料空氣比例、循環排氣效率進行優化計算，并將計算結果作為控制點火設備和燃料閥開關大小的參數，從而控制燃料與空氣的適當比例。在燃料空氣比增加時，會使得點火困難；當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.激光測距雷達系統

在汽車前面部位安裝測距激光雷達，當激光光束遇到障礙物后就會散射，當散射信號被捕捉到，測出車輛與障礙物之間的距離，使用計算機系統對障礙物方位信息進行持續的動態測量和跟蹤，就能夠準確判斷障礙物是否在運動，并計算出其運動速度和車間距離，根據運行軌跡判斷其是否能夠與車輛發生碰撞，從而提醒車輛駕駛員調整車輛運行速度、方向。當出現危險情況時，系統會發出警報信息。

四、總結

機電一體化融合了眾多技術、跨越了多個領域，它是一種集成產品，特別是現代計算機系統為機電一體化的實現帶來了真正的飛躍和突破，成為工業生成自動化控制中的一項重要技術。它有效地提升了汽車產品的質量和駕乘舒適度，隨著機電一體化解決方案智能化和汽車工業的發展，兩者的融合深度將會進一步增強。

參考文獻：

[1]莫卓寧.論工程施工中的機電一體化[J].現代商貿工業，2011，（17）.

作者：嚴俊杰 單位：鄂州職業大學機械工程學院