机电液一体化在汽车上的应用

王丹丹 朱镜瑾

摘 要：随着科学的发展，人们生活水平不断的提高，汽车已不再是一种奢侈品，它正在以飞快的速度步入千家万户，随之而来的汽车新技术革命愈演愈烈。简要介绍了机电液一体化技术及在汽车上的应用。从电控发动机，助力转向，电子稳定系统，自动变速器入手鲜明地展现了现代新技术（机电液一体化技术）给汽车带来的巨大变化以及给人们生活带来的便利。最后展望了机电液一体化在未来的发展趋势。

关键词：机电液一体化；汽车；电控发动机

中图分类号：TB

文献标识码：A

文章编号：16723198（2015）23027602

汽车工业与电子工业是世界工业的两大巨头。伴随着我国汽车电子技术的发展和计算机技术的普遍使用，近几年来，机电液一体化技术开始广泛的应用于机械工程，尤其是汽车工业。简单地说，机电液一体化技术就是将机械技术、液压技术和微电子技术的有机结合，从而实现机械工程的自动控制、自动检测和处理。机电液一体化技术的应用，使液压能传递较大功率的优越性和电子的灵活性在机械上得以集中体现，可以大大提高机械的工作质量和精度、节约材料能源、提高工作效率、改善机械的操作性能、安全性和可靠性。本文主要讲述的是机电液一体化在汽车中的应用。

1 机电液一体化技术的简介

机电液一体化技术是机械技术、液压技术和微电子技术的有机结合，它是在融合了机械、液压、计算机、传感器、自动控制等多门科学技术的基础上发展起来的一门新兴科学。通过利用电工电子技在汽车的关键部位设置传感器对汽车上的发动机燃油供给系、冷却系统、润滑系统、电源系统以及行驶系、转向系统等的温度、压力和流量等各个参数进行实时技术监控，从而实现对汽车关键参数的实时监控。同时我们可以借助对电子狗电路的监控、进行电脑监控分析，出现异常及时报警。目前，我们可以利用汽车微电脑控制器对汽车上的所有控制开关、继电器和电磁阀进行常规的检测、诊断，通过分析并显示出故障代码，维修人员可以利用汽车检测仪器快速读取故障码，从而高效的排除故障。

2 机电液一体化技术在国内外汽车上的应用

当前，汽车电子化、智能化水平的高低，已经成为我们评价汽车的综合性能和汽车现代化、安全性的重要标志。因此，各个工业相对比较发达国家都已逐步形成了自己本国相对独立的汽车电子产品。目前，国外相对比较大的汽车电子公司主要有：日本的电装公司、美国的德科公司、德国的博世公司以及西门子公司。这几大汽车电子公司自身拥有汽车电子的核心技术，并且在价格和服务上有一定的优势，因此，占据了世界汽车电子技术装备的绝大部分市场。

2.1 机电液一体化技术在汽车发动机上的应用

由于汽车运行路况的差异性，因此汽车发动机日常的运行工况是多种多样的，因此我们只有通过提高汽车电子控制的灵活性和电脑强有力的综合处理功能，才能够使汽车发动机在各种运行工况下实现汽车运行性能优化，逐步提高发动机的综合性能。

（1）提高汽车发动机的动力性。目前，汽车发动机上电控燃油喷射系统已经完全取代了传统的化油器式的燃料供给系统。较大程度的减小了汽车进气系统中的进气阻力，同时还采取了汽车发动机进气控制系统，有效的提高了汽车发动机充气效率。除此之外，发动机电控技术可有效的保证进入发动机汽缸的空气得到充分燃烧，有效提高汽车发动机的动力性。

（2）提高发动机的燃油经济性。无论汽车在何种的运行工况、以及何种运行条件下，汽车电控系统能够精确的控制进入汽车发动机气缸内的混合气浓度，从而提高汽车发动机的燃油经济性。

（3）改善发动机的加减速性能。电子控制单元的高速处理功能使汽车控制系统迅速做出响应，使汽车加速或减速的过渡工况下反应更灵敏。

（4）改善汽车排放性能。通过对发动机在各种运行工况和运行环境下的优化控制，汽车电控技术提高了燃油质量，安装了尾气净化装置，从而有效的改善汽车排放性能。

2.2 机电液一体化技术在汽车底盘上的应用

近年来，电子控制技术在汽车底盘控制系统上得到飞速发展。电控系统新技术的出现和应用增加了汽车动力性能、提高行驶安全性、改善汽车燃油经济性、提高乘坐舒适性。于此同时，在汽车控制系统的开发上，进一步提高了电子底盘控制系统产品和市场的进一步发展，主要有：（1）安全又便宜的传感器在市场上的出现和应用；（2）微处理器内存和计算速度在点在技术的迅速提高；（3）生产精度高、反应快、价格低的液压控制阀；（4）提高传感器和液压系统的自我故障检测能力。

2.3 机电液一体化技术在车身稳定系统上的应用

汽车在加速、制动或转向时，经常会由于驾驶员对路面判断和操作不及时、不准确而发生侧滑，导致交通事故。据统计，当汽车车速在80-100km/h时，40%的车祸是由于汽车发生侧滑而失控；当车速超过160km/h时，几乎100%的车祸与侧滑有关。因此，为了提高汽车行驶的安全性，保证汽车在制动和加速时的方向稳定性，增强汽车的转向反应和轨迹跟踪性能，缩短制动距离，改善牵引性能，汽车车身稳定系统就十分必要了。

2.4 机电液一体化技术在汽车自动变速器上的应用

目前汽车上都采用了电控的液力自动变速器。结构主要包括液力变矩器和自动变速器两大部分组成。自动变速器能够根据油门的开度和车速的变化，自动地进行换档。与无级变速器相比，自动变速器最大特点是由齿轮式行星变速系统构成。因此，它与传统自动变速器相比结构简单，体积更小。另外，它可以在一定范围内自由改变传动比，从而实现全程无级变速，使汽车的车速变化平稳，没有传统变速器换档时那种“顿”的感觉。从而使整车具有更好的驾驶性能、更高的安全性能、降低废气排放和延长发动机传动系的使用寿命。

3 机电液一体化技术在未来汽车上的发展趋势

3.1 液压系统高压化

液压系统的特点就是输出的力矩和功率大，而这依赖于高压系统。随着汽车动力性、通过性的提高，继续向高压发展是液压系统发展的一个趋势。

3.2 微处理器高速化

众所周知，汽车工业向着多娱乐化和智能化的方向发展，使用高速微处理器、敏感元件和传感器不仅能满足汽车娱乐化和智能化的要求，还可以提高汽车整车行驶的安全性，改善汽车排放性能。

3.3 能源节能增效化

目前，全世界都在面临着能源危机。能源危机已经成为我们共同关注的问题。因此汽车设计师在设计汽车时也必须考虑节能的需要。因此，通过使用电喷发动机，提高了汽车的燃油经济性，同时对发动机功率进行自动控制也是节能的一条有效的途径，这是保护环境的必然要求。新能源的研制和零部件装配工艺的提高是提高汽车动力性和经济性的必然要求。

3.4 协同作业智能化

随着我们对汽车智能化和汽车制造质量的要求的提高，智能化机群的协同作业作为国“863”项目之一进行重点研究。机群的协同作业是智能化的单机、现代化的通讯设备、GPS、遥控设备和合理的施工工艺相结合的产物。这一领域也为机电液一体化在汽车上的应用提供了广阔的发展空间。

3.5 电流技术变流体

众所周知，电流变流体（ER流体）在自由状态下为可自由流动的混悬液体。一旦在电场力的作用下，它会迅速固化，根据电场强弱程度分别显现粘稠、胶凝和坚硬的状态，并且固化度与电流场强成正比。这种特性使它能理想地运用于液压系统和机械系统的阀、阻尼器及动力传输装置等。使他们对电信号响应极快，不到1ms的时间内实现状态变化。它采用的PWM控制，能有效的应用于汽车上，从而降低能耗，简化设计，延长寿命。

参考文献

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