浅谈机电一体化技术在汽车设计中的应用论文_苏琰

浅谈机电一体化技术在汽车设计中的应用论文_苏琰

长城汽车股份有限公司 河北保定 071100

摘要:机电一体化技术是现代工业发展的起点,随着近几年来微电子技术以及互联网技术的发展,机电一体化技术得到了广泛应用。由于机电一体化技术在汽车领域运用的起步较晚,积累的经验也较少,为了不断推进机电一体化建设的发展,在汽车设计领域需要完善设计理念,提高设计人员的综合素质水平等,全面配合推进机电一体化技术在汽车设计领域的运用。

关键词:机电一体化技术;汽车设计;应用

1机电一体化的含义和特点

机电一体化技术包含多方面技能,如机械技术、电子技术、计算机技术等,是多种技术的结合体,是科技发展的产物,是汽车行业的助推器,在汽车制动系统中发挥了越来越大的作用。机电一体化技术在机械产品的基础上,加入了计算机技术与微电子技术,提高了使用性能,增强了机械产品的自动性,使得产品更具智能性,增强产品的功能性。机电一体化技术有较高安全性,通过保护、检测还有报警程序的设计,在出现突发状况的时候可以迅速启动保护模式,避免以外事故出现。机电一体化技术还有明显数字化特性,生产性能的提高离不开高数字化的作用,使机械加工的精准度得到提升。同时还有很强的实用性,通过程序的快速编辑,然后利用数字化加工技术可以使机械加工效率得到提升,操作方便便捷有效。此外,机电一体化技术有广泛应用范围,功能具有多样性,市场前景广阔。

2机电一体化技术在汽车设计方向的现状

现今我国汽车制造行业虽然发展迅速,但是机电一体化技术在汽车设计方向的应用还存在很多问题。首先由于我国在汽车制造应用机电一体化技术的时间晚于国外的时间,导致我国机电一体化的制造设备较为陈旧,所以应用这些比较传统的机电一体化设施很难满足现代人对汽车性能上的要求。针对不同的车型即便是同一汽车厂设计标准也缺乏统一的操作步骤,导致汽车的设计流程及方法缺乏规范化和科学化,很容易出现机电一体化技术应用不正确、设备装置安装不到位等问题。这不利于在汽车设计过程中机电一体化技术的提升和改进,这种陈旧的设备还会损耗大量的人力资源以及汽车设计过程中的经济成本,成为影响汽车行业创新发展的绊脚石。

3机电一体化技术在汽车设计中的应用

3.1创新汽车设计理念

机电一体化作为一种设计理念,在汽车设计领域得到充分的应用,仍然需要关注到整体的设计以及对理念的全面更新。改进汽车整体性能是机电一体化技术创新的核心。基于创新发展,每一位汽车设计者在进行设计创作时,都应当以更为细心地观察以及全部的精力投入其中,找到创新汽车设计理念。在推进设计理念形成的过程中,应当全面考量各项指标,因为对汽车的整体改造,会影响到人们出行的生命财产安全,每一个零件的质量、安放都可能会产生不良的影响。给予汽车设计理念的发展,需要在实践中不断磨合、发展与更新。推动机电一体化技术的全面发展及运用,并非淡出地将技术引入到汽车领域,这是一个创新发展的过程,而非一个复制粘贴的过程,需要参与者有全面的考量及认知。

3.2具体技术的应用

3.2.1发动机微机控制系统

发动机微机控制系统是一种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,在系统工作过程中,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。过多的空气燃料比会导致点火困难等问题,低的空气燃料比会导致氧气不足,使燃料无法完全燃烧,使尾气中一氧化碳、碳氢等有毒气体的含量增加。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆过高和过低的空气燃料比不利于客车发动机的正常运行,对发动机的寿命等因素有一定的影响,同时也会造成燃料的浪费,因此,根据客车的运行状态,对空空气燃料比进行实时准确的控制,可以保证客车发动机在起动、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,从而大大延长发动机寿命,对客车的安全性和稳定性也有积极的影响。

3.2.2自动变速器系统

利用先进的机电一体化技术,能够有效降低汽车在日常使用中可能出现的损耗问题,通过对变速器的改造,根据行驶过程中速度的变化,设置更多的档位,使得动力系统识别指令更加灵敏,汽车的速度控制变得更加有效,体现出智能化的控制方式。机电技术还能够体现在汽车的传感装置中,以便时刻检测汽车的当前工作状态,根据不同的路况以及实际情况,将信息反馈,帮助驾驶人员可以做出最正确的选择。如此一来,不仅能够使得车上的乘客感受更加舒适,也能够有效保证汽车行驶的安全性。

3.2.3汽车制动防抱死系统

汽车制动防抱死系统也即ABS系统,其主要目的在于使汽车在行驶中可以以适当的减速度降低车速执行停车,尽可能排除制动过程中的不稳定因素,提高驾驶者与乘坐者的安全系数,也有效防止因碰撞、追尾造成的经济损失,这一机电一体化技术在汽车智能制造中的应用也经历了一个长期的探索过程。在现代汽车的发展之初,通常制动装置仅仅安装于汽车的后轮,而在实践中发现,如果仅仅依靠后轮的制动装置,则很难充分保障制动效果,特别是随着路况复杂程度的提升,原有的制动功能已经不能满足汽车的实际使用需求,从而发展到在前轮也安装制动器。同时,专业人员通过对汽车制动时轴承荷载力的动态转移、前轮增重、后轮减重等问题的深入认识,意识到后轮先抱死往往会使得汽车在制动过程中出现不同程度的方向失控问题,从而推动了ABS系统的研发与应用。作为汽车智能制造中极具代表性的一种机电一体化技术,汽车制动防抱死装置可以感知到制动轮每个瞬时所处的运动状态,并以此为依据,对制动器动力矩进行有效调节,防止抱死问题的出现,从根本上提高了汽车制动过程的安全性。

3.2.4激光雷达测距系统

机电一体化技术系统中,可以开发出以激光设备与雷达系统为核心的测距功能。智能化车辆的行进过程中,在确定其光束产生条件的基础上,可以保证激光测距雷达系统对于光线方向障碍物的捕捉,并通过其后续的智能化自动检测系统,分析这一障碍物与车辆之间的距离条件。然后,在持续性最终障碍物的系统程序中,可以根据高密度的连续性数据,形成一种方向性信息,对障碍物的运动情况进行分析,并以此形成与车辆之间的实时距离。利用这种综合性的位置数据资料,可以将其传递到车辆的机电一体化控制系统中,并向驾驶员发出相应的信息警报,使其可以预先对此类内容作出准备与预警,完成车辆行驶速度与方向的调整,保证车辆行进中的安全性状态。激光测距雷达系统中,中央控制系统的处理器设备是完成相关信息分析的主要功能结构,也是电气一体化技术的核心。如果车辆在行进过程中,与障碍物之间的距离逐渐缩短,就会以警报的形式向驾驶员提出预警,防止出现不必要的车祸问题。而将基于机电一体化技术的系统程序引入到车辆制造中,势必会提升汽车制造的智能化条件,在维护稳定性与安全性的内容上发挥价值优势。

4结束语

在近年来的汽车设计产业,以机电一体化为基础,已然逐渐发展成为重要产业基础。在汽车设计专业中,创新汽车设计理念、逐渐提升技术应用水平,这也是近年来汽车产业发展的走向所在,也是产业中需要不断发展与积累的内容,给当前汽车设计产业带来了极大的启发。在整个汽车设计中,机电一体化技术的全面发展,仍然有较长的道路要走,还需要进一步的探索与发展。

参考文献

[1]刘波.机电一体化技术在汽车驱动系统设计中的应用分析[J].时代汽车,2018,02:40-41.

[2]谢明扬,杜明鉴.机电一体化技术在汽车领域中的应用及发展研究[J].南方农机,2018,4909:144+148.

[3]唐淑云.机电一体化技术在汽车制动系统中的应用分析[J].世界有色金属,2016,17:151-152.

论文作者:苏琰

论文发表刊物:《基层建设》2019年第27期

论文发表时间:2020/1/2

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