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摘要:目前,汽车设计技术日趋成熟,但仍有很大的发展空间。未来的汽车,一定会更加智能化;未来的出行不仅会更加方便高效,而且还会更加节能环保。机电一体化技术的出现离不开其他科学技术的进步和发展。新技术的出现是机电一体化技术发展的新动力来源。
关键词:机电一体化;汽车;应用
1机电一体化的含义及其发展历程
机电一体化技术中一个非常重要的环节是机电工程系统,人们常常也会称机电一体化为机械电子工程,它将机械工程与自动化、计算机技术巧妙地融合在一起,使得机械产品更加智能化,其最高境界是达到人机合一。随着科学技术的快速发展,机电一体化逐渐渗透到机械行业的方方面面,被人们普遍接受和运用。后来计算机技术的迅猛发展使得全世界范围内发生了巨大变革。互联网时代的到来,地球不再是一个庞然大物,如今它已经有了一个新的代名词,那就是地球村。计算机技术极大地促进了机电一体化技术的进步与发展,尤其是近十几年,它涉及的范围、包含的内容可以说是非常的全面了。当今时代的机电一体化对比最初的简单定义,拓宽了很多。机电一体化成为众多技术的综合,它将信息技术、传感器技术、机械技术、自动控制技术等多方面技术有机地结合在一起,运用到我们的现实生活中,才有了现在这么多智能化、自动化设备。机电一体化产品有着鲜明的特点,首先其功能多种多样、较为齐全,包括自动报警、自动监控等等,对比早期机械产品有了明显的进步;其次,机电一体化产品的生产效率更高、质量更好,科技的进步使得机械产品的生产速度迅速提高,人工智能代替了以前低效率、出错率较高的人力生产,加工更加精密,设备质量也更好;此外,机电一体化产品的安全性也提高了很多,如今大多数自动化生产设备,可以说都是机电一体化产品。
2机电一体化技术应用到汽车行业的优势分析
2.1更加完善便捷的使用功能
机电一体化技术也可以看作是通过数字技术控制机电技术,它包含了强大的控制系统和控制程序,具有比传统机电控制更强大的控制功能。自动数字系统操作可以实现更准确、更简单的机电控制,大大减少了操作使用的按键和工具,使整体操作更加容易。同时,机电一体化技术可以通过系统设置实现预操作,因此对重复类的操作更加方便。在产品的生产中,机电一体化技术也比较灵活,可以根据实际情况改变选择,调整工作方式,从而最大限度地提高生产效率。
2.2更加安全的工作状态
机电一体化技术具有比传统机电技术更强的保护性能,在工作时,如果遇到过载等情况,可通过一体化系统及时采取防护措施并发出警告,有效减少经济损失和人员伤亡。同时,更智能化的控制也使设备得到了最佳的使用,提高了设备的使用寿命,提高了工作效率。
2.3更加高效的生产功能
①机电一体化技术具有更准确的控制能力,能有效提高设备的生产效率;②机电一体化技术的监控检测系统能够实现生产的自动化监控,及时发现问题,解决问题;③机电一体化技术在产品的后续测试中具有较大的优势,测试的准确性也有了很大的提高。
3机电一体化技术在汽车设计中的应用
机电一体化技术在汽车制造行业的应用已经有了几十年的历史。它的发展历程大致可以分为三个阶段:第一个阶段是在十九世纪六十年代到七十年代,这一阶段的一个显著特征是电子技术在汽车制造中的应用,电子控制喷射燃油就是这个阶段的重大成果;第二个阶段是十九世纪七十年代到九十年代,这20年间,机电一体化在汽车设计中的应用主要是与大规模集成电路有关;第三个阶段就是从九十年代到现在,这一阶段的机电一体化技术有了更大的进步和发展,其所包含的内容也越来越丰富,其显著特征就是利用网络技术与信息技术,使得汽车制造更加智能化、更能够满足人们日益增长的需求、更能满足市场的实际需要。从机电一体化技术这三个阶段的特征也可以看到技术对于改革与发展的重要性。汽车的发展离不开机电一体化技术的日臻成熟,也离不开其他科学技术的支持。人工智能技术将会给机电一体化技术发展带来极大影响,很有可能会给汽车行业带来一个全新的前景。
4机电一体化技术在汽车中的应用
4.1发动机微机控制系统
发动机微机控制系统是用于实时控制客车发动机的系统,其核心部分是通用微处理器或专门设计的大型集成电路,在系统运行期间,得到了发动机中传感器获得的模拟电压信号,将发动机输出轴获得的脉冲信号进行数字化,并将其传输到ECU,通过ECU分析客车发动机相关的数据,计算最佳空气燃料比、排气再循环率和点火时间,并根据计算结果对空气质量与燃料质量的比例进行调整和控制。空燃比过高会引起点火困难等问题,当空燃比低时,会导致氧气不足,使燃料无法完全得到燃烧,并会增加废气中一氧化碳和碳氢化合物等有毒气体的含量。过高或过低的空气燃料比都会对客车发动机的正常运行造成不利的影响,对发动机的寿命造成不利的影响,并且也会浪费燃料,所以,按照客车的运行状态,务必要实时准确的控制空气燃料比,这样能够确保客车发动机在起动、预热、加速、减速和制动机空转等不同状态下始终处于最优运行状态,进而延长发动机的寿命,有利于提高客车的安全性和稳定性。
4.2汽车激光雷达自动防撞控制系统
为了确保客车本身的安全,在正常行驶或倒车时,必须能够探测到前后一定范围内的障碍物,当距离太近时,会发出警报,提醒司机避免发生交通事故,激光雷达自动防撞控制系统就是基于这一应用背景。激光雷达自动防撞控制系统主要由中央处理器、激光测距雷达、发光部、车辆环境监测雷达、显示器、速度传感器、受光部、速度控制器等组成。
4.3自动变速器
变速器是一种改变汽车齿轮比的机构,适当的传动比可以减少功率损失,提高发动机输出功率的有效利用率,同时,也可以实现汽车速度的平稳过渡,它对汽车的安全性和舒适性有积极的影响,尤其是在客车方面,对变速器要求的调整更加及时和稳定。机电一体化技术的应用产生了一种自动变速器,通过各种传感器实时检测发动机的运行状态,同时,根据客车的行驶状况,通过对中央处理器的分析和计算,得到最佳的换档决策,换不换档、换几档均可由中央处理器输出控制信息控制,直接作用于电-液执行元件,并进一步控制其液压变量,以实现换挡控制。为了确保自动变速器的机电部分的安全,整个控制系统电路将在汽车被驱动前进行全面检测,确保在汽车启动后所有功能都能正常运行。
5结语
机电一体化技术是制造中的关键核心技术,社会生产力发展的要求,不仅是汽车行业取得的巨大成就,而且在其他行业得到了广泛应用,给国家带来了更大的经济效益和社会效益。
参考文献:
[1]陶文坚,孙华,崔宣.机电一体化技术在汽车制动系统中的应用[J].机械管理开发,2012(6):101-102.
[3]耿艳.计算机技术在机电一体化专业中的应用探究[J].四川水泥,2018(1):303.
[4]王佺庆,秦挽星.机电一体化技术在汽车中的应用及发展研究[J].电子世界,2016(20):134-135.
[5]徐群杰,邢敏,李娜娜,李莎.浅谈机电一体化技术在汽车设计中的应用[J].科技风,2017(26).
[6]梁昭权.浅析机电一体化在汽车行业中的应用[J].城市建设理论研究(电子版),2017(17).