机电一体化技术在汽车制动系统中的应用

[摘 要]机电一体化技术在汽车行业中的快速发展，有有助于推动机电一体化技术与汽车企业的结合。本文分析了机电一体化技术的概念，并且对其在汽车制动系统中的应用进行探讨，旨在促进汽车行业的全面发展。

[关键词]机电一体化 汽车设计 制动系统 应用

中图分类号：TU111.4 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）11-0232-01

引言

计算机的发展使得计算机技术的应用范围变得越来越广泛，尤其是微型计算机的出现和应用，使得机械生产过程中微型计算机的应用也变得越来越多，比如计算机与机电的融合，催生了机电一体化，这种一体化技术的应用，使得各个行业的发展变得越来越智能化。机电一体化技术的应用，对于机械行业的发展有十分重要的意义，也对机械行业的生产效率带来了极大的促进作用，提高了各种机械产品的质量。比如在汽车生产过程中就积极加强对了机电一体化技术的应用，从而使得汽车内部的制动系统变得更加智能化。

一、机电一体化

机电一体化技术的一个重要基础就是机电工程系统，在一体化背景下，对各种先进的技术进行了综合应用，生产出来的产品也是多个功能的融合，机电一体化系统工程是机械与电子工程的结合，从某种程度上来讲，机电一体化可以将机械看成是一个整体，具有几个方面的特点。第一，安全性很高，机电一体化技术产品的功能十分全面，比如自动监控、警报、自动诊断、自动保护等，一旦在工作中出现了特殊情况，则一般都会采用自动保护方法对装置进行保护，因此安全性能较高。第二，生产效率较高。在机电一体化背景下，各种产品的设计与生产都可以借助信息技术、自动化技术、通信技术、计算机技术等来完成，而且可以借助各种技术对生产过程中的信息进行准确的测量，采用机电一体化技术进行工作可以保证工作获得最好的质量和产品的合格效率。第三，机电一体化技术提升了使用功能。机电一体化技术一般都会利用各种计算机程序以及数字技术来实现功能，操作过程很简单，可以实现自动化操作，从技术层面来讲，是提升了使用功能的。

二、机电一体化在汽车设计中的应用

机电一体化技术在汽车行业的应用已经经过了几十年的发展，最初的应用阶段是上世纪六十年代到七十年代，这段时期机电一体化技术的应用主要是借助电子技术对汽车的机械功能进行改善的过程，电子控制喷射燃油就是这段时期取得的一个显著成果。第二个阶段是上世纪七十年代到九十年代，这段时间内的研究重点是利用机电一体化技术进行大规模的研究，很多大规模的集成电路对于各种机械设备的问题的解决有很好的帮助，可以使得汽车各个系统在运行过程中实现协调发展，确保汽车运行的可靠性。第三个阶段是从上世纪九十年代至今，这段时间对机电一体化的研究日渐成熟，这个阶段中十分重视整体机电一体化技术的设计，再结合网络计算机与信息技术的应用，使得汽车变得更加自动智能。

三、机电一体化技术在汽车制动系统中的应用

在汽车的各个组成部分中，制动系统是一个十分关键的部分，当汽车遇到紧急情况需要刹车的时候，就是制动系统在发挥作用，使得汽车在行使过程中的安全性和可靠性得到保障，汽车的制动系统有了很多次改进，最先是在汽车后轮上安装制动设备，随着人们对汽车速度以及治理的要求越来越高，后轮发生抱死更加容易出现汽车失去控制方向的能力，后轮制度不能提高足够的制动能力，很容易导致汽车行驶过程中的安全问题，因此人们开始在前轮上安装制动设备，随着现代智能化社会的发展，机电一体化技术在汽车制动系统中的应用变得越来越广泛。（见图1）

汽车制动系统传递的信号主要是电流，整个系统中都没有液压管道，机械连接也十分少，整个系统中都是通过电线来传递能量，通过数据线来传递信号的，因此可以使得系统中的管道以及传感器减少，缩短汽车制动反应的时间。

机电一体化技术在汽车制动系统中的应用可以参照下图2，

由此可见，机电一体化技术在汽车制动系统中的应用可以将整个系统分成几个模块。第一是车轮制动模块，第二是中央电子控制单元，第三是电子踏板。

第一，车轮控制模块。车轮控制模块包括制动执行器、制动执行器中央电子控制单元等部分，这一个制动模块采用的是电力制动，因此在控制的是有两个输入，一个是电信号输入，一个是功能电流输入。根据电流或者电子转子的转角，可以估算制动夹紧力的大小，但是外界环境的温度变化以及磨损情况，也会对制动力产生影响。所以在计算制动夹紧力的时候，应该要集成力以及力矩传感器的情况，对制动力以及制动力力矩进行计算，使得整个制动系统变得更加可靠、安全。

第二，中央电子控制单元。这部分主要是接受各种信号并且发出指令的，比如接受自动踏板发出的信号，可以实现对制动器进行制动，接受驻车制动信号，则可以控制驻车制动，接受车轮传感器的信号，则可以对车轮是否处于抱死或者打滑状态进行识别，对车轮的制动力进行控制，实现防抱死制动或者防滑制动。

第三，电子踏板模块。机电一体化背景下的汽车制动系统取消了传统液压制动系统中机械式传力机构以及真空助力器，采用的是踏板模拟器，这个模拟器可以将人作用在汽车踏板上的力以及速度转换成电信号传输给中央电子控制单元，从而对踏板上的力有一个全面的了解。在踏板设计过程中，踏板模拟器应该要综合大多数驾驶员的驾驶习惯，根据人体工程学进行设计，从而使得踏板操作更加舒适、安全，可以提高踏板制动速度。

结语

综上所述，随着汽车在人们生活中的应用变得越来越多，汽车系统的设计变得越来越严谨。当前的汽车更多的朝着智能化、自动化方向发展，机电一体化技术的产生是很多科学技术迅速发展的结果，对于汽车的智能化以及自动化发展有十分重要的意义。根据机电一体化技术在汽车制造设计中的应用，可以使得汽车的各种功能变得更加完善，比如在制动系统的设计过程中可以加入机电一体化技术，使得汽车的制动更及时、制动功能更完善，确保汽车行驶过程中的安全性、可靠性和稳定性。

参考文献

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