汽車設計中機電一體化技術探析

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機電一體化技術是一門復雜性的系統學科，結合了機械工程、電子工程、自動控制工程及計算機工程等多種學科，學科之間互相滲透，相互交叉，是一門新興的邊緣學科。應用機電一體化技術能夠實現產品自動化生產，能提高其智能化水平，實現產品質量飛躍。機電一體化技術是現代工業發展的起點，隨著近幾年來微電子技術以及互聯網技術的發展，機電一體化技術得到了廣泛應用。從目前形勢來看，機電一體化技術在數控系統、機器人系統以及輔助設計系統中均有著出色的發揮，特別是在柔性制造以及集成電路制造系統中機電一體化技術更擔當著重要的角色，具有廣泛的市場發展前景。機電一體化技術在汽車中的應用主要發現于汽車電源系統，從歷史材料上看，直流發電機是汽車剛開始制造時的主流技術，隨著技術的發展，直流發電機被交流發電機以及二極管所取代，其性能大幅度提高。同時固體電路調整器也代替了原來的機械電路調整器，點火裝置也由原來的凸輪開關轉換為晶體管，工作效率大幅度提高。下面主要闡述機電一體化技術在汽車設計中的應用研究。

1發動機控制系統

發動機控制系統通過微處理器來對汽車發動機進行控制的大規模集成電路系統。在汽車運行過程中，微機控制系統能夠從分布于汽車高速的傳感器中獲得數據，并且從汽車發動機的輸出軸中獲得汽車運行的脈沖電壓，這些脈沖信號都被傳感器輸送到發動機控制單元。根據信息技術原理，模擬信號可通過信號轉換器轉化為數字信號，然后根據數字信號技術特征，在發動機微機控制系統中對內部的空氣燃料比以及再循環率開始計算，同時需要將計算所得到的真實結果作為控制染料噴閥以及發動機內部點火裝置的主要依據，將數據輸出信號作為其控制的依據，以此來控制發動機內部的空氣燃料比。如果發動機內部空氣燃料比增大，燃料就會缺乏，可能會導致發動機點火困難；如果發動機內部空氣燃料比減小，導致氧氣不足，因此，排放氣體中不完全燃燒的一氧化碳以及碳化氫等有毒物質增加，不利于環境保護。因此必須將發動機微機控制系統中空氣燃料比確定在一個適宜的范圍之內，因此有利于發動機正常的負荷作用。

2汽車激光雷達自動防撞系統

汽車激光雷達自動防撞系統能夠在汽車行駛過程中檢測到汽車前方以及后方障礙物，遇到危險情況，可提前發出警報，及時預警，此舉可有效避免交通事故發生。汽車激光雷達自動防撞系統需要內部計算機測量出其與雜物之間的距離，主要包括激光測距雷達、處理傳感器、監測傳感器、障礙物顯示器、車輛速度控制器等等部門元件組成。激光測距雷達安置在汽車前部，其發出的光學射線在遇到障礙物后會向后反射，其反射信號會被激光測距雷達所重新接收，并且確定出障礙物方位以及距離。通過對于信號反復進行分析，中央處理器可以判斷出障礙物是靜止還是動態，同時計算出其相對汽車行駛的相對距離以及相對速度，中央處理器可根據信息判斷出其與汽車本體相撞的可能性，按照分析結果實施控制汽車的行駛速度，如果其分析可能遇到危險發生，便會提前發出預警，及時采取有效措施，對汽車速度進行控制。

3自動變速器系統

汽車自動變速器能夠有效降低汽車功能損耗，提高汽車的傳動效率，實現最佳汽車行駛條件，能夠有效實現汽車安全、高效、舒適駕駛的目的。他的主要工作原理是分布于汽車各部的傳感器將發動機工作狀況傳輸到電子控制系統，并且根據電子控制系統中其他傳感器信息選擇最佳的檔位，同時調整液壓變量來實現換擋功能。自動變速器能夠對電子控制系統采取有效監測的措施，比如說，汽車在發動之后，其報警系統中的報警燈不發光，說明其整體功能正常；如果報警燈發光，則說明整個系統存在相應的障礙。

4abs系統

abs系統是汽車安全系統中重要組成部分，能夠適當降低汽車的行駛速度，保證汽車行車安全。起先汽車制動器基本出現于汽車后輪，后來由于汽車速度提高，僅僅依靠后輪制動不能夠滿足汽車安全性，因此在汽車前輪也普遍安裝汽車制動器。通過對于汽車動態的研究，技術人員發現如果后輪先抱死則更容易引發汽車方向失控，因此，根據這一現象開始研究汽車的制動防抱死裝置，也就是我們常說的abs系統。abs系統能夠在車輪中的數據監測器感知車輪瞬間工作狀態，并且根據車輪工作狀態制定相對應的動力矩，以免出現車輪抱死的現象。abs系統是電子控制系統在汽車制造與設計應用中非常重要的作用，能夠在汽車行駛中保持汽車整體穩定性，縮短相對應的制動距離，有效提高汽車制動安全性。

5結語

隨著機電一體化技術的發展，其在汽車設計中應用越來越廣泛。并且逐漸朝向柔性制造、智能化以及仿生物系統化、微型化發展，不斷促進汽車設計革命，提高汽車設計性能，提高汽車行駛安全性，因此具有極為廣闊的市場應用前景，值得相關技術人員進行深入研究和思考。