现代电子技术在机械中的应用

黄浩东苏州市常熟质量技术监督局215500是越来越丰富，提供广大居民生活中的很多便利，伴随着电子产品更多的进入百姓生活的各方各面，电子产品的质量、其产品的开发周期、产品的上市周期越来越受到各电子产品开发商的重视。本文我们就从汽车电子化这个侧面来看现代电子产品是如何逐步变化的，并以大家都熟悉，但是绝大多数人却又不知所以然的ABS防抱死系统来详细剖析其全电子化实现自动控制的过程。

汽车电子化被认为是汽车技术发展进程中的一次革命，汽车电子化的程度被看作是衡量现代汽车水平的重要标志，是用来开发新车型，改进汽车性能*重要的技术措施。汽车制造商认为增加汽车电子设备的数量、促进汽车电子化是夺取未来汽车市场的重要的有效手段。

据统计，从1989年至2004年，平均每辆车上电子装置在整个汽车制造成本中所占的比例由16%增至25%以上。一些豪华商用轿车上，使用单片微型计算机CPU的数量则是更多，已经达到48个，电子产品占到整车成本的50%以上，目前电子技术的应用几乎已经深入到汽车中的所有的系统，电子门窗、动力转向，更有当今技术先进的电子全球定位。

按照对汽车行驶性能作用的影响划分，可以把汽车电子产品归纳为两类：一类是汽车电子控制装置，汽车电子控制装置要和车上机械系统进行配合使用，即所谓“机电结合”的汽车电子装置’它们包括发动机、底盘、车身电子控制。例如电子燃油喷射系统、制动防抱死控制、防滑控制、牵引力控制、电子控制悬架、电子控制自动变速器、电子动力转向等，另一类是车载汽车电子装置，车载汽车电子装置是在汽车环境下能够独立使用的电子装置，它和汽车本身的性能并无直接关系。

它们包括汽车信息系统（行车电脑）、导航系统、汽车音响及电视娱乐系统、车载通信系统、上网设备等。目前电子技术发展的方向向集中综合控制发展：将发动机管理系统和自动变速器控制系统，集成为动力传动系统的综合控制（PCM）；将制动防抱死控制系统（ABS）、牵引力控制系统（TCS）和驱动防滑控制系统（AS2）综合在一起进行制动控制；通过中央底盘控制器，将制动、悬架、转向、动力传动等控制系统通过总线进行连接。控制器通过复杂的控制运算，对各子系统进行协调，将车辆行驶性能控制到*佳水平，形成一体化底盘控制系统（UCC）。说到这里，ABS防抱死系统就是一个不折不扣的全电子化自动控制系统，那么它是如何电子化设计运作达到防抱死功能的呢在电影，常常可以看到这样的镜头：汽车互相追逐，前方突然出现障碍，驾车人紧急制动，车轮拖地并发出刺耳的声音，汽车摇摇晃晃，任凭驾驶员怎样打方向盘，就是不听指挥，有时还冲上人行道，撞倒了行人和小贩。这正是装有普通制动器的汽车常常遇到所，这种汽车在紧急制动时，四个车轮被完全抱死，这时汽车只要在轻微侧向力作用下3比如倾斜的路面或者地上的一块小石头），就会发生侧滑，汽车急剧摆动，甚至完全调头；而更加危险的是，当汽车行驶我在弯道上时，由于前轮抱死，汽车将丧失转向能力，这时转动方向盘虽然也能带动前轮转向，但由于车轮缺乏附着使汽车无法转向，而是沿着惯生方向向前湍动直至停止。据统计，汽车突然遇到情况发刹车时，百分之九十以上的驾驶者往往会一脚将刹车踏板踩到底来个急刹车，这时候的车子十分容易产生滑移并发生侧滑，即人们俗称的“甩尾”，这是一种非常容易造成车祸的现象。造成汽车侧滑的原因很多，例如行驶速度，地面状况，轮胎结构等都会造成侧滑，但*根本的原因是汽车在紧急制动时车轮轮胎与地面的滚动摩擦会突然变为滑动摩擦，轮胎的抓地力几乎丧失，此时此刻驾驶者尽管扭动方向盘也会无济于事。针对这种产生侧滑现象的根本原因，汽车专家就研制出车用ABS这样一套防滑制动装置，该系统的问世，正是为了改变汽车因车轮抱死而写，中文意思为防抱死制动装置，顾名思义，就是制动时防止车轮抱死的装置。它的工作原理是：当车轮制动时，安装在车轮上的传感器或者是测速雷达立即能感知车轮是否抱死，并将信号传给电脑，对抱死的车轮，电脑马上相应降低该车轮的制动力，车轮又继续转动，转动到一定程度，电脑又控制其施加制动，保证车轮既受到制动又不致抱死，这样不断重复，直至汽车完全停下来。在制动过程中，电子控制装置根据车轮转速传感器输入的车轮转速信号判定有车轮趋于抱死时，ABS才进入防抱死制动压力调节过程，电脑在一秒钟之间对车轮进行几百次的检测，并同时对制动系统进行数十次乃至数百次的制动操纵，也就是不停的瞬间刹车，保证轮胎不抱死的情况下不停的操作。在这里，电子设备充当着完全控制的角色。

这些是电子技术在汽车制动方面的应用，电子技术的应用使汽车发生以下主要变化：主要方面，是使汽车的机械结构发生了重大的变化，因为电子技术已经早就深入汽车的各种操纵和机械控制传动系统，使汽车的操作性电子化和向传动电动化发展，实现“电子操控”。用导线代替原来的机械传动机构，例如“导线制动”、“导线转向”、“电子油门”等。当然，随着汽车电子装置越来越多，消耗的电能正在大幅度地增加。现有的12伏动力电源，已满足不了汽车上所有电气系统的需要。今后将采用集成起动机-发电机42伏供电系统，发电机*大输出功率将会由目前的1千瓦提高到8千瓦左右，发电效率将会达到80%以上。42伏汽车电气系统新标准的实施，将会使现有汽车电器零部件的设计和结构发生重大的变革，现有机械式的继电器、熔丝式保护电路会在不久的将来被淘汰。同时，汽车电子技术的应用将使汽车更加智能化。智能汽车装备有多种传感器，能够充分感知驾车者和乘客的状况，交通设施和周边环境的信息，判断乘员是否处于*佳状态，车辆和人是否会发生危险，并及时采取对应措施。今天，社会进入了信息网络时代，人们希望汽车不仅仅是一种代步工具，更希望在汽车是生活及工作范围的一种延伸，在汽车上就像呆在自己的办公室和家里一样，可以收听广播，打电话，上互联网，处理工作。随着数字技术的进步，汽车也将步入电子多媒体时代。利用windows操作系统开发的车载计算机多媒体系统，具有信息处理、通讯、导航、防鄙、语言识别、图像显示和娱乐等功能。可以预见到的将来，汽车装置自动导航和辅助驾驶系统，驾驶员可把行车的目的地输入到汽车电脑中，汽车就会沿着*佳行车路线行驶到达目的地。人们可以通过语言识别系统操纵着车内的各种设施，一边驾驶着汽车，一边欣赏着音乐电视，还可上网预定饭桌、机票等。

不仅仅是在电子机械控制方面，更在其他自动化控制方面也同样给我们的生活带来很大变化，也不仅仅局限应用于民间，更大量应用于需高科技含量的太空技术，包括卫星通信，微波遥感，卫星测控，数据传输与处理，电磁环境与可靠性、航天材料工艺，空间材料，空间站与载人航天等，GPS的应用实现了太空中的卫星和地面上的电子设备的实时通信，提供给我们相应的信息服务，主要可以精确定位并遥控监听到地面上的接收设备。电子设备的军事发展还促进了电子对抗设备的出现，它的目的就是削弱、破坏对方电子设备的使用效能、保障己方电子设备发挥效能，随着弹道导弹和卫星的发展，外层空间是一个新的战场，电子对抗在未来的现代信息化战争中，将对战略攻防起到重要作用。

这些都是电子技术在汽车中的应用所带来的变化，现代电子技术的飞速发展，电子化和信息化冲击着我们生活中的各个角落，以后也不断会有更先进的技术应用于我们的生活。