分析机电一体化在汽车工业上的应用及其内涵的特点

　　1　机电一体化的内涵

　　机电一体化就是从系统工程理论出发将电子机械计算机等相关技术应用于企业生产管理实践而生成的系统化解决方案，该方案可以帮助企业实现产品或管理的最优化，所以从系统论的观点出发机电一体化是一个融合相关技术的系统整体或者技术群体。若干个具有特定功能的电子机械要素通过计算机系统组成的有机体可以满足企业生产管理中的特定需求，电子系统与机械系统的有机集合而产生的新产品系统具有良好的人机合作关系。

　　机电一体化综合集成了电子工程和机械工程技术，实现了面向任务的机电一体化功能，它可以有效地协助技术设计人员对某项生产管理项目进行特定的技术开发和设计。机电一体化的方法论包括信息控制理论和工程系统理论，而一体化是机电一体化的核心思想。

　　2　机电一体化的特点

　　机电一体化作为企业生产管理中一项重要的技术，具有非常重要的价值，其具有以下几个显著特点。

　　2.1　安全性高

　　机电一体化系统可以提供包括警报、监控、诊断、保护在内的一体化自动服务，在工作过程中当发生相关故障时可以自动化地采取保护办法，诸如当工作电压过高或过低时会自动停止工作或发出警报提醒操作人员采取措施，最大程度上保障相关设备和操作人员的安全性和不受损害性。

　　2.2　生产能力强

　　机电一体化产品系统的信息处理与控制一般都是自动化的，具有较高灵敏的检测控制能力，在计算机控制系统的作用下可以更为精确地确保机械设备装置完成所设计的动作，从而更好地保证产品的质量，更为重要的是机电一体化产品系统自动化的控制和操作极大地提高了产品的生产效率和降低了单位产品的成本。

　　2.3　适用范围广

　　机电一体化产品系统强大的技术综合能力使之已经超越了单一产品功能的范畴，再加上其自身较高的自动化水平，使之可以满足客户更为复杂的需求和个性化解决方案，机电一体化产品较高的智能化、自我保护性、自动监控性、可扩展性使之可以应用于不同的环境和场合。

　　2.4　自动化程度高

　　数字化手段和计算机程序控制使得机电一体化产品系统的操作方式以虚拟图形的方式更加简洁易懂地进行，电子操作系统可以基于既定的程序控制机电一体化系统逐步地完成作业，并且可以循环往复地执行同样的操作规程，机电一体化产品可以遵循控制对象内置的作业模型和相关参数在动态的环境中自动计算出最优的工作方式，从而实现最优化的自动操作。

　　3　汽车工业领域机电一体化的应用

　　20世纪60年代机电一体化技术开始应用于汽车工业领域，机电一体化在汽车工业中的使用首先始于电源控制系统，实现了从直流发电机向交流发电机的过渡，有效地提高了电源的可靠性和充电效率。到90年代汽车机电一体化应用技术处于快速发展阶段，主要是基于机电一体化技术的大规模集成电路的应用，目前汽车领域的机电一体化技术应用已经走向成熟，汽车设计中的机电一体化技术整体解决方案日益走向智能化。具体来说机电一体化在汽车工业领域中的应用主要体现在以下几个方面。

　　3.1　自动变速器系统

　　汽车自动变速器的主要作用是降低汽车行驶过程中的功率损耗，提升汽车动力系统的有效功率，通过增加变速档数实现汽车的舒适安全行驶。汽车行驶过程中发动机的实时运行状态需要借助传感系统进行测量，测量的数据信息通过电子监控设备进行处理，并且具有换挡信息程序、开关程序以及开关关闭程序，根据汽车最优行驶的条件要求来选择相应的电子监控装置。诸如汽车发动机启动后，相关的警示灯关闭说明系统功能正常，如果警示灯未关闭，那么这时的自动变速器就处于非电控状态，但其仍然可以正常工作，只是相关的优化性能不再生效。

　　3.2　制动系统

　　汽车在行驶过程中要具备安全、舒适和可靠的性能，就必须通过减速装置降低车辆运行速度或者停车，为此就要在汽车上安装相应的制动设备。起初的汽车一般在后轮安装制动设备，随着汽车行驶速度的不断提升，单纯在后轮安装制动设备已经无法有效地提供充足的制动动力，促使了汽车前轮也需要安装相应的制动设备。当汽车制动设备工作时汽车的动态轴负荷就会转移、前轮的载重量就会增加、后轮载重量降低，但后轮发生抱死时更容易使汽车失去方向控制能力，于是汽车防抱死制动设备就产生了。汽车防抱死制动设备的主要功能就是可以感知制动发生时每个车轮的瞬间运动方向，并且根据相关情况调节制动设备的动力钜大小，防止抱死现象的发生。ABS防抱死系统就是比较著名的电子监控技术，提升了汽车行驶的安全性。

　　3.3　计算机控制发电机系统

　　计算机微处理器或者集成电路用以控制发电机单元，利用传感器负责接收电压信号并获得发动机的脉冲数据传送到发动机电控单元中，信号模拟器通过数字模型输出数字信号，以这些信息为基础发电机控制单元对点火时间、燃料空气比例、循环排气效率进行优化计算，并将计算结果作为控制点火设备和燃料阀开关大小的参数，从而控制燃料与空气的适当比例。在燃料空气比增加时会使得点火困难，当燃料空气比降低时由于氧气缺乏，造成燃料燃烧不充分，所以排放的气体中一氧化碳的含量会增加，所以汽车发动机正常负荷的保持与燃料空气比的正常控制有很大的关系。

　　3.4　激光测距雷达系统

　　激光单片机与安防控制系统可以在汽车正常速度行驶时或者倒车减速时对周围可视距离内的障碍物进行检测，并且在接近警戒距离时发出报警信息，从而阻止汽车与障碍物发生碰撞，其关键在于通过计算机系统对汽车状况、车间距离、雷达等进行有效的控制。也可以在汽车前面部位安装测距激光雷达，当激光光束遇到障碍物后就会散射，当散射信号被捕捉到，然后测出车辆与障碍物之间的距离，使用计算机系统对障碍物方位信息进行持续的动态测量和跟踪，就能够准确的判断障碍物是否在运动，并计算出其运动速度和车间距离，根据运行轨迹判断其是否能够与车辆发生碰撞，从而提醒车辆驾驶员调整车辆运行速度、方向，当出现危险情况时，系统会发出警报信息。

　　4　总结

　　机电一体化融合了众多技术、跨越了多个领域，它是一种集成产品，特别是现代计算机系统为机电一体化的实现带来了真正的飞跃和突破，成为了工业生成自动化控制中的一项重要技术。它有效地提成了汽车产品的质量和驾乘舒适度，随着机电一体化解决方案智能化和汽车工业的发展，两者的融合深度将会进一步增强。

　　参考文献：

　　[1]莫卓宁.论工程施工中的机电一体化[J].现代商贸工业,2011(17).

　　[2]尹小香.论机电一体化技术的应用[J].企业家天地,2010(2).

　　[3] Josef Kraus.从优秀到卓越——机电一体化技术与气动技术的结合[J].现代制造,2007(18).

　　[4]富山将机电一体化技术转化为生产力[J].纺织服装周刊,2009(5).

　　[5]朱强.我国机电一体化的发展趋势与思考[J].机电产品开发与创新,2007(6).

　　[6]吕长海,段立山,计小辈.论机电一体化与我国的经济发展[J].商场现代化,2008(12).