机电一体化在汽车制动系统中的应用

摘 要

随着现代科学技术的不断发展和进步，我国的社会经济建设得到了很大的提高，其中机电一体化技术的逐步发展和成熟应用，为我国的经济发展提供了强有力的动力，成为我国经济发展中的重要技术支撑。本文从机电一体化的基本内涵入手，分析该技术在汽车制动系统中实际应用，以期为汽车的生产制造提供有意义的参考。

【关键词】汽车制动系统 机电一体化 应用

近些年来，随着我国科技的迅猛发展，以及计算机应用的全面普及，促进了机电一体化学科的产生。在机械制造业中，机电一体化以其独特的优势，不仅有效提高机械制造的生产效率，更可以为产品质量保驾护航，从而发挥着无可替代的作用。

1 机电一体化的基本概念

机电一体化又被称为机械电子学，是由计算机技术、信息技术、机械技术、电子技术、控制技术、光学技术等相融合构成的一门独立的交叉学科，具有较强的综合学科性质，内容丰富，涉及面广。目前，机电一体化发展方向主要指向智能化、模块化、网络化、微型化以及系统化等。

机电一体化因其高科技属性，具备了以下几项特点：

1.1 安全系数高

通过设置警报系统、安装检验以及保护程序，可以有效应对突发事件，通过开启安全防护模式的方式，避免安全事故发生和减少事故造成的损失。

1.2 精确性好

由于机电一体化的数字化特征相当明显，对于机械制造的精确性有着非常大的帮助，能够有效提升生产的性能。

1.3 简单高效

通过运用数字加工和程序编辑等计算机应用技术，机电一体化能够快速完成机械的制造与加工，使用性能相对较高。

1.4 功能多样

由于机电一体化本身就脱胎于多门学科的融合，应用范围相当广泛，而且具有较强的适应性，其市场前景值得期待与展望。

2 汽车制动系统中机电一体化的应用背景

自从一百多年前汽车发明以来，汽车制动系统历经数个发展重要阶段，逐渐由最初的一组简单的机械制动装置演变为传统油液制动系统与防抱制动系统（ABS）平分秋色的局面。随着人们对安全出行的要求越来越高，加之汽车生产行业竞争的日趋激烈，汽车质量和性能越来越成为人们购车、用车的重要参考依据。作楸U掀车行驶安全的汽车制动系统，其重要地位是不言而喻的，因此对于汽车制动系统的进一步优化发展的呼声也日益增长。在此情况下，机电一体化技术的成熟给汽车制动系统的改进和完善提供了全新的思路，通过在汽车制动系统中应用机电一体化技术，用电路控制替代油液控制的全新系统将随之出现，从而实现汽车制动系统的跨越式发展。这个系统，将电线作为能量的唯一传递媒介，通过数据传递电信号，从而有效缩短了汽车制动反应的时间间隔，该技术被称为BBW系统。

3 在汽车制动系统中机电一体化的应用技术

3.1 相关主要技术

机电一体化涉及的主要技术，包括以下几种类型：

3.1.1 基础技术

机电一体化的基础，仍然离不开机械技术，但BBW系统的机械技术，不同于传统的机械技术，其对于精密性的要求相对较高。由于运用了机电一体化的技术，电子技术逐渐取代了过去许多由机械来实现的操作，而电子技术的特殊性和自身局限性，决定了对数字及信号的控制的精密性要求更高。

3.1.2 信息技术

信息技术的主要内容，是对信息进行数字化管理，通过传输汽车零部件的各项数据，统一在信息处理器中进行集中处理，并经过系统控制技术，提高信息管理的质量和效率。

3.1.3 传感技术

在经过测量信号检测器后，由信息处理装置接收各项参数，从而保障设备的数据信息的快速全面处理。

3.1.4 自动控制技术

自动控制技术能够帮助对汽车进行精准定位，并且能够自动调节汽车的状态，提高汽车运行的稳定系数和安全性能。

3.1.5 驱动技术

在该技术中，机电一体化主要是根据控制系统发出的指令，由执行元件完成传达任务，一方面将指令传达给执行组织，另一方面将执行效果回馈控制系统。

3.2 BBW系统的核心技术

BBW系统的重要组成部分，由ECU中央电子控制单元、车轮制动模块以及电子踏板模块三部分共同组成。由于其传递的是电流而非压缩空气或者液压油，传递的媒介是电线而很少用到机械，因此可以减少传感设备以及管线通道。

BBW系统运作的主要原理，是踩下汽车的制动踏板，启动汽车制动装置，该踩踏的信号就通过脚踏板进行传输，信号传输的终端是电路控制板块，再经电子控制机械的功能单元启动电机部位。此时，经过皮带、齿轮等机械装置的相互作用，丝杆开始发生旋转，沿着其旋转的方向，止推螺母进行移动，并且在移动的过程中与制动品的活塞部位发生摩擦，进而压制制动的摩擦片，将其压制在制动盘当中。上述这一系列动作完成时，也就实现了对汽车的制动操作。

如果需要解除对汽车的制动，重新启动汽车开始行进，就要松下制动脚踏板，使止推螺母沿着丝杆旋转的反方向自动恢复原来的状态，从而使压制逐渐减轻直至消失，此时制动活塞器就会因压力的产生而使密封圈恢复初始状态，如此一来，制动盘由于平衡被打破，促使制动活塞器回归到原来的位置，制动盘与制动摩擦片也就相互脱离了。

3.3 完善BBW系统的相关技术

BBW虽然给汽车制动系统带来了相当大的变革，但同时也存在一些亟待解决的问题。一是控制系统的失效处理问题。由于不存在独立的主动备用制动系统，不论是ECU元件失去效用，还是传感器失灵，抑或者是制动器本身或线束出现故障，都需要一个备用系统以保障制动的基本性能，在电子控制单元发生故障时，自行启动且不会影响到现有系统的完整性。二是抗干扰处理问题。目前的抗干扰技术主要分为两种，即对称式和非对称式的抗干扰处理技术，能够为汽车在行驶过程中减少和避免其他信号的干扰提供充分的保障，但各有各的优点和缺点。三是控制系统的模块化处理。由于不同的车型对软件和硬件的需求不同，如何实际汽车制动系统的兼容性，以适应各种车型的需要，从而实现模块化处理，是一个重要的难题。

4 结语

BBW系统的应用，能够在最大限度范围内提高汽车制动的安全性，对汽车制动系统的未来发展具有十分重要的作用。BBW是未来制动控制系统的发展方向。尤其是近年来随着电子元件成本的一路下滑，机电一体化已经不再是难以企及的高昴技术与设备，不仅是汽车制造业，更会在各行业领域中得到广泛的运用，从而使人们的生活越来越便捷，越来越舒服，也越来越安全。

参考文献

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[2]桂英海，任远.机电一体化技术在汽车行业中的应用分析[J].山东工业技术，2016，24（15）.