汽车机械范文

导语：如何才能写好一篇汽车机械，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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关键词：汽车；故障；排除

1 发动机熄火原因与对策分析

1.1故障现象

1.1.1行驶途中，发动机突然熄火，熄火之前出现瞬间排气管放炮。起动发动机电流表指针指示放电，在3～5A不动，起动不着发动机。

1.1.2行驶途中发动机突然熄火，起动发动机，电流表指针指示在0位不动，发动机起动不着。

1.2故障对策

1.2.1第1种情况，一般为点火线圈的初级绕组至分电器触点之问某处短路所致，应首先检查分电器触点是否烧蚀，使其触点不能张开。在触点张开的情况下，拆下分电器接线柱导线作短路试火：①有火，用其导线与电容器导线试火，如有火则为接柱至活动触点间短路。再与分电器接柱试火，如有火则为接柱至活动触点间短路。②无火，拆下点火线圈接柱导线与该接柱试火，有火则其导线短路；无火，点火线圈短路，或者是其导线或附加电阻短路开关接柱搭铁。如果在行驶中，变速器未脱入空档，采取紧急制动时，同时突然发生排气管瞬问放炮，随之熄火，起动发动机不着，电流表指示3～5A不动，其原因一般系电容器击穿所致。

1.2.2第2种情况，是低压电路某处断路所致。在诊断时，可通过按喇叭来判定。如果按喇叭不响，这时用手触试蓄电池极桩与其卡子处温度是否过高。若温度过高那么说明该部位连接松动。如果按喇叭正常鸣叫，但电流表仍指示0位不动，则说明低压电路某处仍有断路之处，这时用螺丝刀将分电器低压线接柱和分电器壳体划碰，看是否有火花。若无火花，再进一步检查，将一根导线的一端，用手按在点火线圈的开关接柱上，另一根划碰搭铁处，也无火花，就说明起动—电流表—点火线圈开关—电源接柱间有故障。其故障有：点火开关失效、导线破露搭铁或断路以及导线接头螺丝松脱等。倘若有火花，则说明故障在点火线圈至分电器线路上，这时，将分电器盖打开，用螺丝刀使触点臂与分电器底板划碰搭铁，看是否有火花，如果无火花，则说明触点臂绝缘部分有漏电搭铁之处或点火线圈电阻烧断。若有火花，应检查触点是否烧蚀严重。

2 制动系统常见故障原因与对策分析

2.1由于制动管（如接头处）漏油或阻塞，导致制动液供应不足，制动油压下降而引起制动失灵。应及时检查制动管路，排除渗漏，添加制动液，疏通管路。

2.2由于制动管内进入空气而使制动迟缓，或制动管路受热，致使制动液气化，管路内出现气泡。由于气体可压缩，因而在制动时导致制动力矩下降。维护时，可将制动分泵及管内空气排净并加足制动液。

2.3由于制动间隙不当而引起。当制动摩擦片工作面与制动鼓内壁工作面的间隙过大时，制动时分泵活塞行程过大，导致制动迟缓、制动力矩下降。维修时，按规范应全面调校制动间隙，可用平头螺丝刀从高速孔拨动棘轮，将制动鼓完全张开，间隙消除，然后将棘轮退回3～6齿，就可得到规范的间隙。

2.4由于制动鼓与摩擦衬片接触不良而引起。若闸比变形或制动鼓圆度超过0.5mm以上将导致摩擦衬片与制动鼓接触不良，制动摩擦力矩下降。若发现此现象，必须镗削镗或校正修复。制动鼓镗削后的直径不得大于220mm，否则应更换新件。

2.5由于制动摩擦片被油垢污染或浸水受潮，摩擦系数急剧降低，引起制动失灵。维护时，拆下摩擦片用汽油清洗，并用喷灯加热烘烤，使渗入片中的油渗出来，渗油严重时必须更换新片。对于浸水的摩擦片，可用连续制动以产生热能使水蒸发，恢复其磨擦系数即可。

2.6由于制动总泵、总泵皮碗（或其他件）损坏而引起。在此情况下制动管路不能产生必要的内压，油液漏渗，致使制动不良。应及时拆检制动总泵、分泵皮碗更换磨蚀损坏部件。

3 其他故障分析

3.1转向突然失灵 转向突然失控，汽车就像脱缰的野马，横冲直撞，这时应立即放松加速踏板减挡减速，采用缓拉手制动或用间歇性制动法减速，不得使用紧急制动，以免导致汽车侧滑，不论转向是否有效都应尽可能将车驶向路边或天然障碍物处，以便停靠脱险。

3.2车辆发生侧滑 汽车在冰雪路上行驶或突然急转弯时，在猛然受到制动往往会引起侧滑而“甩尾”此时应立即减小节气门开度，降低车速，再将转向盘朝侧滑的一侧进行修正。另外侧滑时车的重量会把弹簧和减震器压紧，一旦汽车修正过来，绷得紧紧的弹簧和减震器会把所有的能量朝侧滑的相反方向释放此时应平稳地控制转向盘，避免发生新的侧滑。

3.3发动机出现“飞车” 柴油汽车发动机发生“飞车”，易产生拉缸、断轴等重大机械故障若刚启动时出现，应认即关闭发动机喷油供油装置，拧松高压轴管接头螺母，将气缸断油，或用旧布堵塞空气滤清器进气口对气缸“断气”处置。汽车在行驶时突然“飞车”，也应认即关闭发动机喷油供油装置；有排气制动设置的应关闭排气制动阀，使发动机废气不能排出而熄火若以上措施无效，应立即操纵手、脚制动器制动，增加发动机的负荷，使发动机因动力不足而停止运转。

3.4油路故障的急救处理

3.4.1汽油管破裂或折断 汽油管一般为铜管，当多次弯折使用后，极易在行车路上发生汽油管破裂或折断现象。当出现这种情况时，可做如下急救处理：油管裂缝较小时，可用肥皂涂在布条上，再将布条缠紧在裂缝处，并用细铁丝扎紧，最后再涂上一层肥皂即可。油管裂缝较大或油管折断时，可先修整好油管两断面，找一段与油管外径相应的胶管或塑料管套接，再扎紧两端即可。

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1 汽车玻璃企业机械手臂的种类

?榱嗽谏?产过程中减少消耗、提高劳动效率、保证产品质量，因此汽车玻璃企业都已经广泛使用了机械手臂。机械手臂的使用能够更好地利用平衡原理，在保证玻璃安全的前提下，更加快捷、高效的在狭小空间内完成玻璃的移动定位，这一过程只需要作业人员的简单点动。现阶段使用的机械手臂按照结构形式，我们可以将其分为两类，分别是硬臂式机械手臂以及软索式机械手臂两种，企业应根据生产过程中的实际情况进行选择。下面我们分别对两种机械手臂进行分析、描述：

1.1 硬臂式机械手臂

硬臂式机械手臂由四部分组成，分别是夹具部分、机械手主机、气路控制系统以及地面行走机构。硬臂式机械手臂能够在厂房高度有限、工件重心远离悬挂点，并且工件需要倾斜或者反转的情况下使用。与此同时，硬臂式机械手臂配备有储气罐，能够保证在断气状态下继续使用一循环，而且还能够发出警报，在压力下降到一定程度时，启动自锁功能，保证零件的安全。由于硬臂式机械手臂配备有安全系统，因此操作人员无法在工件在运输过程中、未妥善方式的情况下进行释放。通过非标夹具的配合使用，硬臂式机械手臂的适用范围大幅扩展，几乎可以起吊任意形状的工件，因此这种机械手臂的适用范围极为广阔。

1.2 软索式机械手臂

软锁式机械手臂的功能与硬臂式机械手臂基本一样，而且通过配备储气罐的方式，断气状态下继续使用一循环，并且能够向操作者提出警报。软锁式机械手臂通过配合使用各种非标夹具的方式能够实现生产范围的扩大，这种生产方式具有简单实用、价格低廉的特点。

2 机械手臂的特点

机械手臂具有通用性高、可编程、体积小、重量轻、拟人化以及机电一体化等特点。除了部分专门设计的非标机械手臂外，绝大多数的机械手臂都能够执行不同的作业任务。例如：通过更换末端操作工具执行不同的作业任务，而且机械手臂在结构上类似于人体，由电脑控制可以进行多种动作，完成不同的任务。由于机械手臂能够进行再编程，因此我们可以完成小批量、多品种的生产制造。此外，由于机械手臂涉及到多种专业技术，是微电子技术、计算机技术、网络技术以及机械技术的综合应用。

机械手臂最显著的特点就是能够降低作业人员的劳动强度，在保证产品质量的同时，提高生产效率。机械手臂的动力是电能，设备本身通过提前输入程序，过程中进行有效保养，就可实现机械手臂的快速、敏捷、不停顿、精确地动作，因此能够在保证产品的质量的同时，提高生产效率。最后，机械手臂的应用，避免了企业作业人员在危险环境下作业的几率，有效提高了企业的安全生产水平，为企业的长远发展提供了有力支持。

3 机械手臂在实际中的应用

汽车玻璃均为安全性玻璃，主要有钢化玻璃以及夹层玻璃两种，在前风挡上采用的是夹层玻璃，避免由于玻璃碎裂而对驾驶员造成安全威胁，而汽车的侧后风挡大多数都采用钢化玻璃，保证在被外力破坏时，能够碎裂成碎小钝角颗粒，避免对汽车内成员的二次伤害。虽然这两种玻璃在使用过程中都能够有效保证驾驶员以及车内其他成员的人参安全，但是生产过程中，由于半成品玻璃未经过热处理，仍旧会给作业人员产生安全隐患，因此绝大多数的汽车玻璃企业都通过加大机械手臂的应用来缓解这种情况。

汽车玻璃加工过程中最为危险的一道工序就是将原片玻璃搬上工作台，而且由于原片玻璃的尺寸过大，极易在运输过程中造成损伤，导致玻璃碎裂的可能性增加。现阶段汽车玻璃企业中应用的六轴机械手臂就有效解决了上述问题。

在机械手臂前段安装波纹真空吸盘、顶针、光控以及超声波传感器等零件来协调机械手位置，自动进行玻璃的吸附，保证能够平稳将其从货架上运至输送台上。绝大多数的六轴机械手臂前段至少安装三个控制系统，使玻璃面与吸盘整体面平行。六轴机械手能够多方位隐形调节使其达到满意的平面及角度，通过归纳总结，这种机械手具有精度高、灵活性强、适应性好的优点，但是由于价格高、维修困难，需要固定底座位置等原因，也在一定程度上限制了技术的应用。

现阶段，很多汽车玻璃企业都与大学、设计院等进行有机联合，根据企业的实际生产情况设计机械手臂，例如：北京某汽车玻璃企业同北京某大学联合，设计了一套既经济实惠，又能够满足生产需求的机械手臂，由于企业的生产车间内空间狭小，将手臂设计成吊挂式，这种手臂在实际的应用过程中展现出了效率高、操作简单、结构简单以及维修方便的优势，在初加工阶段应用的效果非常明显，但是由于对吸附玻璃时对摆放精度要求较高，因此不能在复杂工序中使用。

最后，我们常用的汽车玻璃有锡面和非锡面两种，通过六轴机械手臂我们能够将锡面相反的玻璃翻转过来，这就通过搬运过程中检测的方式，保证了玻璃的摆放顺序，还能够加快生产流程，避免安装错误情况的发生。

机械手臂作为汽车玻璃企业中应用频率最高的设备之一，很大程度上决定了企业的未来发展情况，因此现阶段大量的资金以及人力偏向于机械手臂的研究与改进。相关资料表明，未来的机械手臂必然会向着精度高、定位准确、模块化、机电一体化、多臂机械手以及联网机械手等方向发展。未来的机械手臂在完成现有工作的同时，通过大量先进技术的应用实现更高精度的生产与运输，将随机误差控制在最小范围内；而且机械手臂还能够通过不同模块组合的方式，完成不同的生产任务，具有极高的灵活性；机电一体化的实现，还能够减少设备的占地面积，降低维修、检查难度，提高可靠性；鉴于未来复杂的生产条件，以及较高的生产效率要求，多臂机械手必然会应运而生；与此同时网络技术的发展，也会使机械手的生产更加灵活多变。

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关键词：汽车零部件；机械零件；可靠性设计；探讨

Abstract: as people living standard unceasing enhancement, the ownership of private cars is rising year by year, the quality and reliability of the automobile is one of the problems people have been concerned about. With the continuous development of world science and technology, the reliability of the automobile mechanical parts today has reached a fairly perfect degree, its users don't have to worry about car accident caused because of its mechanical parts failure and stop the use, it is also promoting the popularization of the automobile products, a large number of one of the important reasons. Because the car is dominated by machinery, engine, chassis, body and electrical equipment and other parts together, so, in order to improve the reliability of the car, you must improve the reliability of mechanical parts. Put an end to appear for a critical machine parts reliability is not good and led directly to the car in a short time in the operation of the problems, and even lead to vehicle failure and accidents, bring threat to the personal safety of the driver. Cars are presented in this paper discusses the reliability design of mechanical parts, for the colleague reference.

Key words: auto parts; Mechanical parts; Reliability design; To discuss

中图分类号：TH122文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)

随着我国科学技术的不断发展，我国的汽车制造行业也有了飞速发展。但是与其他先进国家相比，我国汽车产品的可靠性还存在着较多的问题，汽车的故障给汽车用户带来的是不可估量的损失。造成这种现状的主要原因之一，是我国的可靠性工程设计技术的应用和推广起步较晚，虽然近些年来发展势头迅猛，但是仍摆脱不了“先天不足”的缺陷，由此提高和改善我国汽车机械零件的可靠性以及保证相关技术快速稳健的发展已经成为当务之急。

机械可靠性设计的任务就是提供实际计算的数学模型和方法，在机械产品的研发阶段预测其在规定工作条件下的工作能力或者寿命。结合可靠性理论研究的历史及现状对机械可靠性设计理论进行深入分析，阐明了可靠性优化设计、可靠性灵敏度设计、可靠性稳健设计、可靠性试验、传统设计方法与可靠性设计相结合等机械零件可靠性设计理论与方法的内涵，为机械零件可靠性设计提供系统的理论和方法。

一、汽车机械零件传统的设计方法和可靠性设计对比分析

（一）传统汽车机械零件设计方法——安全系数法

为了提高汽车机械零件的可靠性，传统的机械零件工程设计采用的是安全系数法。传统的安全系数法借助的是经典材料力学公式来对汽车机械零件的应力值进行计算，但是由于截面上应力分布的不均匀性，或截面变化处的应力集中，或截面表面粗糙度的影响，或残余的应力以及零件尺寸的大小等因素在公式中均未得到反映，因此，设计者只能凭借以往的设计经验，选择一个加大的安全系数来保证汽车机械零件设计的可靠性。由此，安全系数也被定义为强度均值与应力均值之比，公式如下：

（式中：—应力均值；—强度均值；—安全系数。）

其主要特点是将所承受的荷载、应力和尺寸等因素视为常量，安全系数的大小是根据以往的设计经验来进行确定的。该方法具有直观、简单、有一定设计实践依据的优点。目前这种方法仍广泛的应用于机械零件产品设计中应用，但是因为其是根据以往的设计经验进行设计，导致在进行设计时，所考虑到的实际因素与实际工况有着很大的差异，主要表现在：机械构件所承受的外荷载有一定的随机性，各种零部件、构件的制造尺寸也会有些微的差别，这就不可避免的导致机械零件出现较为单薄或者粗笨的现象，导致机械零件的可靠性也随之出现过高或者过低。一般来说，采用较大的安全系数是正确的，能够减少产品的失效机会。然而并不能据对的防止产品失效的发生，相反的还会造成产品重量的增加，材料的浪费和产品的性能降低等等。由此可见，安全系数法这种设计方法，如果用于高精

（二）汽车机械零件可靠性设计方法——概率设计法

汽车机械零件可靠性设计质量是保证汽车可靠性的重要环节。汽车机械零件可靠性设计阶段所赋予的产品质量和可靠性水平，对汽车产品的寿命和可靠性具有根本性的影响。

所谓汽车机械零件可靠性设计又被称为概率设计，就是在对汽车产品性能设计的同时，运用可靠性理论和分析方法，明确汽车系统可靠性的指标，进行汽车系统设计的一种方法。所以，汽车机械零件可靠性设计决不是掘弃以往的机械常规设计方法，而是在常规设计基础上，使汽车产品更趋完善、更加精确、更为科学的系统设计方法。概率设计能够很好的解决两个方面的问题：根据设计，进行分析计算以确定产品的可靠度；根据任务提出的可靠性指标，确定机械零部件的参数。

由上可知，从可靠性的概率设计的角度出发，只有在强度高于应力的情况下，且强度分布与应力分布有一段距离时，结构才是可靠安全的。这与可靠性的安全系数法有着本质的区别。安全系数法的理想使用条件是：材料失效应力与零件工作应力是在完全相同的应力状态、尺寸、加工条件下取得的，而这种理想化的模型在实际工程中是很难具备的。但是，当汽车零件或构件在外载荷（热疲劳、应力疲劳、腐蚀）的作用下，材料内部的组织结构或晶体缺陷将会发生相应变化，强度将逐渐衰减，强度分布与应力分布将会发生干涉，就有可能发生失效。失效的概率就取决于强度与应力的干涉情况，为了保证所设计的构件工作的可靠性，必须对零部件或构件提出可靠度要求。

二、汽车机械零件设计阶段可靠性工作的主要环节

在可靠性设计阶段，应着重抓好五个环节。

1、系统设计，进行科学的、合理的系统设计，选定目标样车，掌握同类车型的各种试验参数和可靠性水平，明确开发新型汽车机械的系统、分系统的可靠度要求和目标（即可靠度的预测和分配），赋予各子系统的容差和空间位置。

2、详细设计，严格按照系统要求，进行各子系统、零部件的详细设计。重点把握结构、材料的选择，应力、强度的精确计算，注意部件与整车的协调、配合。

3、考核评审，通过可靠性试验、分析、研究、阶段性的设计评审，考核设计方案是否合适；并及时反馈设计部门予以修订设计。

4、工艺设计，在设计文件中，明确零部件的质量要求和工艺规范，建立、健全质量验收的标准，从生产角度 (或外加工进货角度)保证零部件的可靠性。

5、试验反馈，运用可靠性试验数据和可靠性分析、研究的成果，及时反馈到有关设计、生产中去。

三、汽车机械零件可靠性设计的基本内容

（一）从系统方面考虑

1、确定汽车机械零件可靠性数据指标，主要是根据市场、用户要求以及使用环境，进而明确汽车系统的可靠性要求；

2、确定汽车机械零件的工作环境以及汽车的工作环境，例如气候条件、道路条件、载运条件等等；

3、决定易操作性基本要求（人机可靠性），如自动变速器、自动摇窗机、转向器变位能力、制动助力装置等等。

4、决定维修性基本要求，在维修性设计时，应采用修复容易的结构、维修方式及诊断方式。

5、各项指标的综合平衡不仅要考虑可靠性和维修性，同时要考虑其它质量要素，如重量、尺寸。外观等，并把功能，成本费用包括在内，都应取得平衡，当某些方面矛盾突出时，应当以求得安全性、可靠性、耐久性为优先。某些方面也可采用折中处理。

（二）从零部件方面考虑

首先应该确定总成或零件的可靠性要求，然后制定出零件可靠性一览表和高可靠性零件一览表，并在其中指出可靠性不佳的零件，确定零件的使用寿命。计算去顶零件的失效率，并对重要的零件采用概率设计方法，同时对关键零件制定可靠性试验计划。在对汽车机械零件进行设计是采用标准间和质量稳定、设计成熟、制造水平高的零部件对其进行组装安装。在重要零件及部件上装设自动监视、故障显示、自动校正装置。

结束语

综上所述，汽车机械零件可靠性设计方法是将设计参数作为随机变量处理，是在确定了产品破坏概率的前提下进行的准确计算。因此，以概率论和数理统计等作为工具的可靠性设计方法，是在对机械零件产品的使用和时效进行分析、统计的基础上，得出的一套指导产品设计和研究的科学的计算法则和设计方法。与常规的设计方法相比，不仅去除了主管的个人因素在设计过程中的影响，综合考虑了外界条件变化，设计结果更贴近实际，故得到了广泛的应用。

参考文献

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[2]刘莉莉, 张德予.提高机械产品可靠性设计途径的探讨[J].机械设计.1995(09)

[3]陶丁祥.机械零件可靠性优化设计[J].机械设计与制造.1991(04)

[4]孙桂林编.可靠性与安全生产[M].北京:化学工业出版社,1996

[5]浦维达编著.汽车可靠性工[M].北京:机械工业出版社,1998

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1机械自动化的发展及其各项应用

1.1智能制造技术的应用

机械自动化技术是与科技的进步相辅相成的，当下我国的机械自动化技术也植入了智能感应的高科技，其中包括了感应，传感，信息采集和处理的基本功能，其中最主要的就是传感功能和中央调控功能。传感功能运用在汽车的制造和控制中主要外在表现为对汽车每时每刻的行驶状态进行监控。这对汽车的正常行驶过程中随时可能出现的问题，都能保证得到及时地解决和处理，能够及时地避免不必要的伤害和损失。中央控制系统能够及时对行驶过程中的环境或者可能发生的各种隐患进行及时地报告和处理，它的主要作用就是它具有准确性高，检验速度快等优点，最大程度地提高了汽车正常行驶的概率和能力，一旦汽车在行驶过程中出现问题可以及时地对采集到的信息进行处理分析、处理，并制定出相应合理有效的解决方案。在情况特别紧急的时候，中央调控系统还能及时地报警，甚至是对正在行驶的汽车进行紧急逼停，对驾驶员的伤害达到最小。

1.2汽车控制系统的运行方式

了解汽车各个控制系统之间的运行方式有利于对汽车的各个部件的控制和管理。目前我国的大多数的软件都是由计算机控制的，通过计算机控制整个制造过程或者运行过程不仅可以节省人力，而且也可以提高制造过程的精确性，自动化的系统在使用过程接收到计算机反馈的数据信息之后就会迅速地对信息进行处理和分析，然后再反馈给中央调控系统，中央系统得到反馈的信息之后会进行综合的处理，然后利用计算机的智能体系得出相应的补救或者挽回措施，从而实现对汽车行驶的整个过程进行监控和管理。

2机械自动化技术在汽车控制过程中的应用

从以上的讨论和分析之中我们可以看到机械自动化技术对于汽车的整个控制是至关重要的，能够在最大程度上降低汽车行驶过程中可能发生的各种安全隐患，并及时地进行处理和解决，这不仅大量减少了传统检测过程中的人力物力，而且也为这样的检测提供了更大的便利。以便更好的在汽车控制过程中运用机械自动化技术，下面我们来分析机械自动化技术在汽车控制过程中具体的应用。

2.1对汽车的实时故障的判断和处理

对汽车的控制主要是是针对汽车在行驶过程中的控制。现代的机械自动化技术是不同于传统的自动化技术，随着科技的发展自动化技术依赖着计算机技术的发展而不断进步，因此通过计算机的不断的重复实验和改进，最终用计算机模拟人类的生产方式对汽车进行控制，因此在机械自动化的背景下进一步又发展了智能化的汽车监控技术，它主要是针对驾驶员在驾驶过程中的一些小失误和不细心造成的问题的及时发现和处理解决，这些过程都可以通过智能的额自动化技术得到解决，这样的高科技技术的英语可以很大程度的减少突发意外事故的发生，并对已经发生的事件进行有效控制和及时处理。

2.2实时的数据监测和反馈

机械自动化技术对数据的监测和处理功能的运行模式主要是通过在计算机上设置好对应的标准化的数据，在汽车的行驶过程中针对数据采集系统采集和反馈回来的数据与这个标准数据做对比，一旦采集到的数据与标准发生较大的落差，那么智能的汽车控制系统就会对汽车发出警告或者采取一定的补救和处理措施，这样能够及时地对应急事件采取相应的处理和解决，这样不仅在机械制造的过程中减少了对劳动力的需求，更能在最大程度上减少了劳动的生产效率，减少了生产过程的不必要的麻烦。

2.3严格的安全机制设置系统

汽车在行驶过程中最重要的就是要保证行车安全。利用机械自动化技术对行车安全进行有力的保障是对车主的负责也是对社会发展的负责。因此在汽车控制系统中安装一些对安全有保保障的结构是最好的措施。当下比较常用的方法就是在汽车的控制系统中针对不同的安全隐患设置不同的安全级别，一旦技术人员在对信息的分析和处理过程中发现存在不同等级的安全问题，针对不同的情况采取相应的补救措施，另外，对于信息检查的技术人员也要有严格的要求，对于非技术人员不能查看反馈回来的信息，一定要保证信息的严谨性，这就在最大程度上保证也改善了汽车控制系统的安全性。

2.4未来机械自动化在汽车控制系统中应用的未来

我国经济的高速发展和进步，机械自动化已经应用到各项制造中去，在世界不断全球化一体的今天，市场不仅是千变万化的，而且竞争也愈演愈烈，为了在竞争中占据有利地位，市场对于机械自动化技术的发展也有了更高的要求，只有不断地进步和发展才能适应市场需求。这样机械自动化必须要朝着集成化，智能化、自动化的方向发展，这不仅是市场的需要也是社会发展的需要。机械自动化发展技术的不断创新，对于我国制造业的发展有着重大的意义。主导市场，成为市场中的主流产品和技术才是机械自动化技术发展的最终目的。汽车控制技术作为汽车控制系统的核心技术，也有待随着机械自动化技术的发展进步得到不断地改善和进步。总之机械自动化和汽车控制系统的不断升级和改进的未来是光明和美丽的，但是这需要我们的共同努力！

3小结

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电子机械制动技术的应用能在满足节能环保要求的同时，打造更加安全的汽车发展平台，配合信息技术、自动化技术以及智能技术等核心技术方案，为汽车行业多元发展提供保障。

1汽车电子机械制动系统的市场价值

一方面，汽车电子机械制动系统的应用大大提升了汽车行业节能水平，充分秉持环保要求，在提高控制精准性的同时也为系统响应效率的全面优化提供了保障。也正是基于汽车电子机械制动系统突出的应用优势，能为企业实现节能环保效益和经济效益的共赢目标。

另一方面，汽车电子机械制动系统的研发和应用真正意义上推进了绿色环保行业发展进程，整合生产发展模式，维持综合应用性能，创设了更加合理且规范的汽车发展体系，促进综合管理模式的全面进步。

综上所述，汽车电子机械制动系统具有重要的市场价值，是实现多元效益和谐统一的核心技术体系。

2汽车电子机械制动概述

汽车电子机械制动系统的应用能有效提高自动化控制水平，配合主动巡航控制模块等，减少制动器响应时间，有效提高整体系统的稳定性。为了发挥电子机械制动的应用优势，要明确其基本结构和工作原理，维持整体系统运行的科学性。

2.1基础结构

在汽车电子机械制动工作过程中，制动踏板和制动器是最关键的两个基础结构单元，维持两者的非机械连接性，才能满足制动的实际应用要求。与此同时，汽车电子机械制动结构会借助电子控制的方式完成程序数据控制处理，用户在实际操作过程中，需要向电子机械制动系统单元输送对应的信息数据，配合传感器完成指令的汇总，从而维持汽车完成安全运行。相较于传统液压制动系统中利用制动器进行真空助力处理，新型的EMB制动系统能配合踏板感觉模拟器和EMB系统完成制动控制。另外，汽车电子机械制动系统中，还需要配合电子元件实现信号和指令的处理，相较于传统的液压元件，其大大提升了安全的效率和应用的效果，并且减少元件空间占比，在满足多元组装和整合的基础上，形成更加和谐且应用效率高的运行整体，为系统综合功能和特性优化奠定坚实基础。第一，制动踏板模拟设备。是电子机械制动系统的核心元件，最基本的作用就是能配合驾驶操作，驾驶员在向踏板施加作用力后，汽车就会利用移动的方式将传感器获得的信号转变为电信号，从而完成信号传输到ECU系统的目的，在系统接收到相关指令后，就能结合指令的具体内容完成响应。

第二，电子控制器设备。其中包括冗余ECU、CPU、输出电路、输入电路等，在实际应用过程中，要利用信号转化的方式，将传感器电信号转化为数字信号，从而形成对应的响应处理工序，提高应用效果。与此同时，数字信号会汇总在CPU中，完成匹配的判定和响应处理，确保电信号分析和计算工序的合理性。值得一提的是，要结合工况完成计算标准的处理和分析，有效了解计算数值后评估统计制动力参数。与此同时，电子控制器设备还能借助输出电路将电子制动器形成的信号直接传送到控制台。

第三，传感器，分为踏板传感器、制动传感器以及轮速传感器，要结合不同的形态应用对应传感器进行信号的传输和汇总，有效建立多元的信号传播模式，最大程度上提高指令接收和应用控制的综合水平。

第四，电能制动设备，主要分为盘式电能制动单元和鼓式电能处理单元，在实际应用中，主要是借助运动转化的处理方式，将电机运行中形成的力矩参数直接转化到制动盘位置，提升汽车制动的实施性水平。需要注意的是，汽车轮毂结构的空间有限，应用电能制动传感器能在维持综合性能的基础上，依据科学化的尺寸设计节省空间，满足应用处理的基本需求，打造更加合理有效的制动处理结构。

2.2工作原理

驾驶员利用踩踏制动踏板的方式，就能将对应的制动信号直接结束输入通道传输到电子机械制动系统中，在ECU获取对应信号后，结合驾驶员的用力参数和情况，提供对应的制动响应，并且配合CAN总线分布处理模式，有效维持不同电子机械制动器信号的处理模式，满足控制制动力的目标。值得一提的是，借助电子机械制动系统不仅仅能对传感器信号予以采集处理，还能配合实际应用环境完成数据的修改和整理，进一步完善制动流程，提升制动力控制的科学性和规范性，最大程度上减少不良问题造成的隐患。例如，在汽车电子机械制动过程中，若是主控制系统异常运行，冗余ECU就会发挥其备用资源处理的优势，更好地维持启动、制动以及行驶的安全性。

与此同时，利用计算机技术将电子机械制动系统和交通管理系统连接，就能更好地发挥附加功能模块的作用，配合驻车制动等基础单元提高综合安全监管的效果，利用自动化控制功能模块提高汽车运行的整体质量，减少能耗和不安全因素。

3汽车电子机械制动关键技术

在汽车电子机械制动技术应用工序中，不同的技术模块发挥其不同的作用和功能，汽车电子机械制动关键技术的应用，不仅能提高系统的稳定性，减少制动距离，还能优化系统调控水平，打造更加和谐安全的驾驶环境，共同维持汽车电子机械制动应用的平衡。

3.1容错需求处理技术

伴随着科学技术的不断发展，电线电子元件能更好地取代液压元件，并且完成后备执行技术，能在优化容错效果的同时，整合资源模式，搭建更加匹配的技术控制结构。与此同时，借助电子机械制动关键技术还能建立容错系统，提高整体结构的可靠性和安全性。

一方面，电子控制元件利用容错需求处理技术能快速进行后备装置的启动，维持其运行状态，及时避免电子控制元件运行异常产生的问题。

另一方面，容错需求处理技术还能制定更加科学合理的容错范围，技术操作人员在引用电子机械制动系统的过程中，配合容错处理技术模块，将重要的信息予以备份处理，借助传感器信息控制确保信息和数据应用的规范性，也能最大程度上提高指令的合理性。

因为电子机械制动系统支持容错处理功能，所以，在应用技术模式的过程中，要配合通信协议进一步促进技术的升级和开发应用。

3.2干扰信号处理技术

在汽车行驶过程中，干扰信号源较多，为了避免干扰信号对汽车运行安全产生影响，要结合汽车电子机械制动系统的应用规范，对不同干扰特性予以分析，利用对称型控制系统和非对称型控制系统建立匹配的应用模式。

其一，对称型控制系统，能应用在具有相同性质CPU制动信号和计算程序制动信号的采集处理工作中，保证信号应用控制的最优化，并且减少信号冗余和信号干扰产生的不良作用。

其二，非对称控制系统，主要是结合部件化设计分析，对不同性质的CPU进行制动信号的采集和分类，完成匹配处理模式。

其三，在电子机械制动技术不断发展的基础上，技术人员要想提升软件和硬件的应用水平，就要结合汽车配置标准和具体要求，落实更加合理的制动处理模式。在抗干扰技术体系应用的同时，将导航技术、转向技术和制动处理技术融合在一起，配合算法建立部件管理模式，满足数据总线系统控制应用标准的基础上，为制动系统运行稳定性和安全性提供保障。

3.3执行器能量控制技术

对于汽车电子机械制动系统而言，要想发挥其实际作用和应用优势，更好地提升汽车运行的稳定性，就要匹配充足的电能结构，维持电能供给的合理性和及时性。结合相关数据可知，传统12V汽车电器系统已经不能满足实际应用要求，传统控制体系逐渐向着42V高性能电压系统方向发展是必然趋势。

一方面，执行器能量控制技术能有效减少高电压造成的安全性能不良问题，打造更加合理且科学的应用平台，合理调控能量模块，确保资源利用率符合实际运行要求。另一方面，技术人员在进行电子机械制动关键技术应用升级的同时，还能对执行器能量控制模式进行标准的优化，匹配完整的应用标准，才能在约束机制统筹管理的同时，发挥技术优势。

除此之外，制动执行器设备的标准也是控制技术应用的关键，技术人员要结合标准和优化要求选择性价比、尺寸等均满足实际标准要求的半导体，结合制动执行设备的应用环境，要求其具有耐高温特性，从而优化能量控制技术应用的效果。

篇6

关键词：汽车；机械结构；设计机；优化设计

中图分类号：U463 文献标识码：A 文章编号：1000－8136（2011）36－0009－02

汽车是非常复杂的产品并需满足各方面的性能要求，其设计开发过程也由许多不同的工作阶段组成，而各工作阶段又需要使用多种不同的设计验证技术。只有采用新技术将整个产品的开发过程及其不同的工作方式进行全面的集成，才能达到加速和优化设计的目的。

数字化虚拟技术就是通过集成各种计算机技术，并充分发挥其应用潜能，使产品开发设计能够可靠地在计算机系统内，以数字化模型方式完成产品的设计和验证。在汽车开发中，虚拟技术有助于决策层及早对设计方案进行决策和进行跟踪管理；有助于加强异地的合作，共同解决技术难题；有助于在制造样车前进行反复验证和校核，从而及早发现和避免设计错误；有助于在产品投产前及早获取产品信息以进行市场调查。贯穿于产品开发全过程的数字化虚拟技术可使产品特性得到全面系统的优化，使开发周期大大缩短，开发费用大大减少，提高产品质量，最终提高企业在市场的竞争力。

1汽车内部机械结构设计

汽车内部机械结构是一个从构思、设计到验证的复杂的系统工程，结构时要考虑众多的约束关系和人机工程的要求。汽车内部结构是“以人为中心”的设计，即以人为中心，在满足一定的约束条件下，运用人机工程学达到人―车―环境和谐的设计理念。汽车内部结构设计是同时进行多方面结构的设计过程，也是不断反复递进寻求最优化方案的设计过程。汽车内部结构主要任务如下：

1.1车型主要结构尺寸确定

乘员结构；整车主要尺寸确定；踏板、换档杆及手刹位置结构；转向盘及转向管柱结构；行李箱结构；侧车窗玻璃；顶盖位置；座椅及仪表板结构等。

1.2人机工程学研究

确保驾驶员及乘员的居住舒适性、安全性，以及驾驶员的操纵方便性和具有良好的视野等。

1.3法规符合性校核

风窗面积及雨刷结构；手伸及界面；仪表板可视范围；内外后视镜视野；安全带固定点等。在满足这些要求的同时，还要尽量减小整车质量，增大车室内空间，提高整车的经济性能。在传统的设计中，工程师使用二维人体模板在二维主图版上进行汽车内部机械结构，无法事先对踏板、换档杆、转向盘的操纵性和坐姿及视野性等性能进行空间位置的评估和验证，只有在制作了物理样车后，由一定比例的人进行实际的驾驶操作才可完成验证。

如今，由于计算机技术的发展和应用，在汽车开发中已广泛采用CAD方法进行三维数字化设计，以三维数据为主线，使用虚拟样车来优化产品设计和验证过程。因而，数字化三维人体模型相应地在汽车内部结构的人体工程学模拟和分析中发挥其潜能和优势。

2数字化三维人体模型

在产品周期的各个阶段，人都是最重要的因素。数字化三维人体模型可有效地应用在汽车虚拟设计及制造的整个生命周期，从初始的概念方案设计至最后的产品验证。

数字化人体模型技术可辅助设计者确定人在相应的工作环境下的性能，确定人体尺寸/形态/功能及其定位，满足舒适性和安全性标准的要求。在虚拟的CAD设计数据中，可调入此虚拟的人体模型，完成操作任务和分析工作。通过三维人体模型可运用数字人体和电子样车进行与人相关要素的模拟分析校核，如人的可操作性、舒适性、可视性等重要设计要素。在汽车内部结构过程中，应用数字化三维人体模型可提高设计效率和设计质量，改善安全性及人机工程学性能，减少物理样车的制造及验证工作和周期。

波音公司、通用公司、戴姆勒－克莱斯勒公司等大型飞机和汽车公司已将数字化三维人体模型越来越广泛地应用于产品生命周期的各个方面和各个阶段。CATIA、EDS等大型软件公司，也相继推出数字化三维人体模块供用户使用，并不断补充及完善。

现以CATIA的人体模型模块（Manikin）为例，简要说明数字化三维人体模型的主要功能。该三维人体模型包括4个子模块：构造人体（Human Builder）模块，生成可与产品相配合的人体模型；编辑人体尺寸（Human Measurement Edit）模块，可对人体模型的各部分的尺寸进行有比例地调整；人体动作分析（Human Activity Analysis）模块，对人肢体进行由静态姿势到复杂的动态动作的评价；人体姿态分析（Human Posture Analysis）模块，进行人体各种姿态的分析。此人体模型包括104组人体测量数据；100个无约束的连接；148个自由度；各种姿势轮廓；包含所有关节的手模型、脊椎模型、肩模型、臀部模型等模型；可表现关节活动的制约及动作运动的上下极限并可进行调节。此模块的用途：测量人体尺寸；视野分析；坐姿分析；运动舒适角度分析；伸及范围分析；举升、放下和搬运分析；设计干涉检查；运动模拟等，见图1。

3基于CATIA三维人体模型的汽车室内数字化设计

CATIA提供人机工程学模块，利用此模块可以方便地进行人机工程学的设计，尤其在视野及操纵空间等的设计中，它自带的功能可以为用户提供很大的帮助，可大大减少设计人员的工作量，下面由示例说明其具体应用情况，且均在以下条件进行：采用第95百分位男性人体模型；人体各关节角度选取为舒适范围内，各角度如下：α1＝20 °，α2＝95 °，α3＝125 °，α4＝90 °，α5＝40 °，α6＝135 °，α7＝170 °，α8＝50 °，α9＝15 °；踵点（AHP）坐标为（520 mm，－165 mm，80 mm），见图2。

图1CATIA中的人体模型模块 图2二维杆件人体模型示意图

3.1视野设计

CATIA人机工程学模块提供视野功能，利用此功能可以为汽车室内视野的设计提供快速的校核，并直观地反映驾驶员的视野情况。CATIA允许用户对视野的范围进行设定，在用于汽车仪表盘的视野校核时，可根据人体生理学原理对视野的范围进行设定，再利用视野功能进行视野的校核。图3为仪表盘设计的视野校核，从图中可以很简单地判断出，仪表盘的设计是否满足要求，并能够提供驾驶员的直观视觉状况。

类型 双眼

视野范围设定 视野距离设定

单眼水平方向 100 °

左右眼合一水平方向 120 ° 焦点距离/mm300

铅垂方向上方 35 °

铅垂方向下方 35 °

中部 6 °

图3视野功能用于仪表盘的视野设计校核

同样，CATIA的视野功能也可以用于帮助进行前方视野及视野盲区等的设计与校核。前方视野的设计主要考虑前方交通信号灯、前方路面物体是否便于观察。图4为视野功能用于前方视野的设计校核。

3.2可操作性设计

在CATIA中人体模型可以形象地模拟实际生产中的人的各种操作状态和运动姿势，从而帮助使用者进行各种人机工程学方面的参数设计。在一定姿势的状态下，驾驶员的手伸及界面设计是汽车室内人机工程学设计的重要部分。CATIA中可以给出上肢所能达到的所有空间位置域。此项功能可以直观的显示出仪表板上各操作按钮、变速杆等室内部件是否处于手的伸及范围内。图5中半透明区域所示为不考虑其他约束时，驾驶员右手的伸及范围。

图5驾驶员的驾驶姿势状态下右手的伸及范围

3.3室内空间设计

由于汽车室内空间的

局限性，设计过程中必须

考虑人所处的空间大小问

题。由于CATIA属三维软

件平台，所以人体活动空

间一目了然，具有非常优

秀的直观性，可为设计人

员的工作带来很大的方便。

如图6所示，在头部空间设计时，确定好头部所需空间大小，在三维平台下做出其头部空间面后，可以很直观地判断头部空间情况。然而，室内空间在很多地方都有明确的规定，要求比较精确的设计，而某些地方设计人员并不容易观察，或不容易得出精确的数据。因此，利用CATIA所提供的干涉检验及工作空间分析功能可方便地得到其空间相对位置的数据。

CATIA的干涉检验功能可在发生干涉时提醒设计人员，确保不存在干涉问题的存在。在工作空间分析功能中，CATIA提供了距离测量及距离范围分析来帮助用户直接得到所需要的空间范围分析数据，可以应用于头部空间、腿部空间等的设计中。

4结束语

综上所述，数字化三维人体模型为汽车内部结构的虚拟设计提供了一个有利的工具。CATIA提供的人机工程设计功能能大大提高产品设计的效率及质量，尤其在视野、可操作性、室内空间等的设计上，可以为设计人员提供非常有效的帮助。

参考文献

1 秦东晨、陈江义、胡滨生、王丽霞.机械结构优化设计的综述与展望［J］.中国科技信息，2005（09）

On the Digital Design of Automotive Mechanical Structure

Fu Jun

篇7

1传统汽车制动系统存在的问题

传统意义上的汽车制动系统主要是HB和EHB线控液压制动系统。EHB液压制动系统是在HB液压制动器基础上发展而来。与传统液压制动器相比，EHB的一体化制动结构大大缩短了制动反应时间，提高了制动效能，操控系统更简单，噪声较轻微，并且无需真空辅助装置，有效减轻了制动踏板的打脚，提供了更优越的踏板感觉。另外，现代汽车制动系统采用模块化构造，省去了一部分零部件，节省了系统空间，使得系统运行更加轻便灵活。但是严格来讲，EHB液压制动系统的制动管路布置较复杂，装配和拆修程序非常繁琐，响应速度慢，而且制动液会污染环境，因此还需要做进一步改进。

2车辆电控机械制动系统（EMB）改进思路

电控概念的出现为汽车制动系统的研究开启了全新的思路。研究者大胆的把电控单元引入汽车液压制动系统中，开发了一套全新的车辆电控机械制动系统（EMB），解决了传统制动系统存在的问题，大大提高了汽车制动效能。

2.1系统工作原理在电控机械制动系统中，其主要组成部分有电机、制动器、控制器ECU以及传动装置等（如图1所示）。当车辆制动时，由安装在制动踏板上的传感器将车辆驾驶员踏板踩下的位移情况进行检测，并将相关数据传输到RCU中，由踏板的速度以及位移情况共同对驾驶员的意图进行判断，即属于紧急制动还是普通制动。在此过程中，ECU将对制动块制动力、车轮传感器等信号进行分析，并通过控制算法的计算获得电压控制信号，由减速器减速增扭，经过滚动丝杠机构将旋转运动转换为移动，最终实现车轮的制动力控制以及制动块压紧力控制。之后，则由FlexRay总线将传感信号传输到ECU，并由ECU将控制信号再一次传输给电机。图2清晰地展示了车辆电控机械制动系统的制动原理。

2.2控制目标对于电控机械制动系统的控制目标而言，其包括有以下几个方面：第一，踏板力感控制，对制动的感觉进行优化；第二，通过对车轮电机的控制，以实时的方式对车轮制动力矩进行控制，并对车辆ABS制动防抱死功能进行实现；第三，分配制动力，包括有车辆前后轴制动力分配以及再生制动控制策略等；第四，对转向系统、驱动系统以及制动系统实现集成控制，并对ESP以及ASR等功能进行实现。

3车辆制动管动力学模型和制动过程仿真

3.1制动动力学模型车辆制动动力学模型主要包括有整车制动模型、控制器模型、轮胎模型以及制动系统模型等。

3.1.1整车制动模型目前，国际上对于车辆制动控制进行研究的模型有以下几种，即双轮模型、四轮模型以及1/4车辆模型。本文以1/4车辆模型进行研究。

3.1.2轮胎模型在制动控制以及制动动力学研究中，其所应用的轮胎模型表征制动为路面纵向附着系数与轮胎滑移率之间的关系。其中，路面附着系数是输出数据，而轮胎滑移率则为输入数据。在具体计算中，可以根据轮速以及车速对滑移率进行计算，并由查表模块的应用对路面纵向附着系数进行查找。在本研究中，根据Burckhardt模型进行研究，如图3所示，其中表明干湿路面以及冰雪路面的最佳滑移率分别为0.2、0.08以及0.15。

3.1.3电控机械制动模型电控机械制动模型由减速器模型、制动器模型、电机模型和丝杠传动模型组成。它通过电机力矩实现输入，通过制动力矩实现输出。

3.1.4控制器模型通过PID进行制动控制时，控制器模型输入为实际滑移率同最佳滑移率之间的差，而电机力矩值则为期望输出。

3.2制动过程仿真分析为了能够对车辆在不同路面情况下的制动过程进行研究，本文对车辆在不同情况下的路面制动进行了试验，即在不同路面上以80km/h的速度进行制动，并施加制动力矩阶跃输入模拟紧急制动的制动过程：在干燥路面上，对车辆制动力矩对于制动过程的影响进行了对比与研究，即当制动力矩同附着力限定制动力矩值相比较小时，车辆制动时间为3.1s，制动距离为34.5m；当制动力矩同限定制动力矩值相比要高时，就会引起制动距离增加，使车轮抱死，制动时间为5.1s，制动距离为55.2m；在湿滑路面上，当车辆制动力矩同限定制动力矩值相比较小时，制动时间为5.8s，制动距离为63.6m，而当制动力矩同限定力矩值相比较大时，车辆所具有的制动时间为9.8s，制动距离为105.8m；在冰雪路面上，当车辆当车辆制动力矩同限定制动力矩值相比较小时，制动时间为13.5s，制动距离为151m，而当制动力矩同限定力矩值相比较大时，车辆所具有的制动时间为16.1s，制动距离为176.6m，车轮出现抱死情况，车辆具有较大的危险。通过对上述数据的分析可以发现，同干路面道路行驶相比，当车辆在湿滑路面进行高速状态制动时，车轮在很短时间内就会出现抱死情况，其滑移率为100%，并由于地面附着系数较低而使其具有了更长的制动距离。而同湿滑路面制动相比，当车辆在冰雪路面以较高车速进行制动时，所具有的抱死时间更快，甚至可以说是在瞬间就形成了抱死的情况，滑移率同样为100%，同湿滑路面相比，由于冰雪路面附着系数更低，车辆制动的距离相对来说也更长。对此，当车辆在冰雪、湿滑等附着系数较低的路面上以高速状态紧急制动、而没有做好防抱死控制时，车辆则有非常大的几率出现车轮抱死情况，进而由于制动距离增加而大大提升安全事故的发生几率。

3.3遗传算法优化PID参数本文在MATLAB软件基础上对车辆电控机械制动控制策略仿真图形界面软件进行了开发，在该软件系统中，用户将车辆的轮胎模型以及整车相关参数根据提示输入到系统中之后，通过对控制算法按钮的点击，则能够以更为直观、快速的方式对车辆制动信息进行分析。另外，本文还采用遗传算法优化PID参数，以实现快速制动的目的。对于复杂系统优化问题的随机优化来说，遗传算法是非常适合的一类搜索算法，能够在同一时间对空间中的很多点进行快速的搜索，并在段时间内实现全局的收敛。对此，本文利用模型对此问题进行优化设计，议PID控制参数中的积分系数、微分系数以及比例系数为变量，在一定长度路面上，制动实际滑移率以及理想滑移率之间的差值均方根作为目标函数，对约束条件进行优化设计，并使用MATLAB工具箱中的算法对目标函数进行求解，以提高车辆的稳定性。然后通过对主程序M文件以及目标函数M文件的编写获得理想的控制参数优化结果。在该研究的基础上，本文对不同路面情况下的控制参数进行了进一步的优化，获得由以下结果：在干路面情况下，制动时间为2.6s，制动距离为29.4m，经过比对满足我国制动规范要求；在湿路面情况下，制动时间为4.6s，制动距离为51.4m，冰雪路面上制动时间为12s，制动距离为133.8m，经过比对，都同我国制动规范要求进行了较好的满足。经过上述数据的优化与分析，可以看到，在不同路面情况下，都能够实现对目标滑移率的跟踪，在对地面附着力进行最大程度利用的同时缩短了车辆制动距离，对于车辆制动时的方向稳定性以及制动效能都是一种非常有效的提升。

4改进效果

经过仿真优化后的汽车电控机械制动系统（EMB）与传统汽车制动系统与电控制动系统进行了一番对比，发现汽车电控机械制动系统具有明显的应用优势。效果对比如下：

4.1结构和性能的对比分析传统汽车制动系统拥有复杂的管路和控制阀，造价高，系统灵活性差，反应时间较长，在一定成度上降低了制动系统的安全性能。电控机械式制动系统在管路、阀门和结构等方面都做了改进，因此安全性能更好，其相对于传统制动系统的应用优势详见表1。

4.2制动距离的对比分析以一辆40t的载货车为例，装有盘式制动器和EBS，在时速达到90km/h时开始制动，到车辆停下来的制动距离比ABS和鼓式制动器（制动压力800kPa）缩短了45％，而Haldex公司推出的EMB在此基础上又将制动距离缩短了14％。各种不同制动装置下的制动距离如图4所示。

4.3事故发展生率的对比结果梅赛德斯—奔驰公司根据德国联邦统计局（SBA）的交通事故统计数据显示，装配EMB系统的梅赛德斯—奔驰牌轿车，事故率明显降低。2014年度新登记注册的梅赛德斯—奔驰牌轿车，其事故发生率比2010年未装配EMB系统的同类车型减少了15%。同一时期内，其它知名品牌的轿车事故率平均降低了11%。显然EMB系统使梅赛德斯—奔驰牌轿车的事故率的降低程度比其他品牌轿车低了4%。

5结论

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关键词：汽车；机械系统；自动化技术

引言

现如今自动化技术被应用于各行各业当中，特别是在汽车生产、汽车机械控制系统中尤其能够突显出来，自动化技术的应用能够有效的提高企业产能。对汽车控制系统而言，将自动化技术运用于其中，具有很强的必要性，它是今后汽车控制系统发展的核心，而且将自动化技术应用于汽车制造业当中，是实现汽车行业的发展途径，使汽车行业满足人们的需求，促进汽车控制系统的稳定性和安全性，同时也使汽车的使用感更佳。从汽车制造业而言，将自动化技术应用其中无疑促进了汽车产业的发展，同时也增加了汽车的安全性能。

1自动化技术在汽车机械系统当中的组成部分

1.1系统软件设计

现如今汽车零部件的生产方式同传统的生产方式发生了巨大变化，当前汽车制造过程中，通过计算机可以使汽车的生产过程得到有效控制。随着我国经济快速发展，同时促进了电子行业的发展，现如今电子产品多样化、电板集中化，无疑促使了信息技术的发展，现在软件设计也呈现出多样化、多元化，无疑将自动化系统软件应用到汽车中能提高汽车的安全性。

1.2系统工作流程

系统在进行工作时，首先汽车的自动化系统通过计算机网络发送信息，然后系统处理相应的信息，并且将这些信息储存到服务器上，最后通过服务器上保存的信息来实现传输工作，所以说将自动化技术运用于汽车控制系统当中，可以实现信息的传输有效化，增加信息的传输效率，让信息可以传输到局域网内。

1.3传感器系统

在现代汽车中应用机械自动化技术进行汽车机械控制，可以做到实时对汽车的各种状态进行监控。为了达到这一目标，现在在理论基础之上，已经出现了两种信号传输通道用于汽车控制。两种通道的不同在于他们其中一种是采用的时间节点的方式，另一种则是采用的频分制，其中在实际生产中采用更多的是频分制，由于它在传输的过程中不同的指令信号都对应着有自己特定的频率，所以在指令信号的传输过程中不会出现信号互相干扰而发生信号混淆的情况，同时它还提升了汽车的安全性，致使故障发生率低和电路简单等特点。现如今，利用自动化技术生产出的汽车传感器功能系统，已经在汽车的许多方面体现出了数据的自动采集及处理，比如汽车的车速可以通过传感器让驾驶人员实时车速；车内空气的湿度以及车内温度、距离等，其在处理过程中都是先设定一个参数值然后再与实时数据进行比较，最后系统根据比对的结果进行判断如何处理此次信号，从而对汽车做出一定的调整及优化。

1.4PLC通信模块

将现代自动化技术运用于汽车机器控制系统中，其最主要的目的就是能够让驾驶人员通过较为简单的操作来实现对汽车的控制。现如今，在汽车的自动化控制系统中大多数的汽车都开始采用PLC，PLC能在现代汽车中广泛得到应用的原因，是由于它在设计的过程中相对其他系统采用了得到人们普遍认可的STEP7软件进行编辑，因此它具有多种功能化特点，比如功能图块、语句编辑以及梯形逻辑图等。而且在不同环境中，PLC还能采用不同的I/O模块，将此项技术应用到现代汽车中可以使人机对话更优化，并且还能够提升整个系统的简便化操作功能。

2汽车自动化技术在汽车机械控制系统当中应用存在的问题

2.1缺乏专业人才

目前随着我国科技水平的发展，自动化技术也得到了相应的改进，在汽车的制造业当中，自动化技术的应用也非常广泛，但是现如今将自动化技术应用到汽车车中仍然还存在部分问题。自动化技术在汽车的机械控制系统当中，技术人员就是保证自动化技术合理融合的基础，但是目前我国汽车的机械控制系统非常缺乏有专业知识的技术人员，许多工作人员根本还达不到要求。现如今随着我国经济飞速发展，汽车在寻常家里基本能看到，但是需求量增多，并没有促使这个行业的人才增多，所以目前这个行业中对人才的需求还十分大，由于人才的短缺同时也制约了自动化技术在汽车中的应用。

2.2维修和护理费用高

汽车机械控制系统当中，想要合理的将自动化技术应用到汽车中，就必须要改善汽车的机械控制系统，这是提高汽车安全性和稳定性的基础。同以往的控制系统相比，现如今的自动化系统的价格更加昂贵，因此其保养成本和维修成本相应也变高了，所以想要促进自动化技术与汽车控制系统的融合，除了需要很多专业的知识，还需要较高的维修和护理费用，这无疑在一定程度上阻碍了汽车机械控制系统的自动化。在系统出现问题后除了会降低汽车行驶的安全性，而且有时汽车系统出问题时在4S店并不能解决，可能需要等总公司来人，或者运到国外维修，无疑给驾驶人员带来了不便。

3自动化技术在汽车控制系统中的应用

3.1实时监测功能的实现

将当代自动化技术应用到汽车中可以实现实时监测。将现代自动化技术机械系统应用到汽车中，为了满足操作人员对不同运营工作状况下的各种数据的要求，因此对汽车研发出了一项新的功能，那就是采用数据报表。由于操作人员的不同，他们的要求也会不一样，因此将传输中的数据打印成特制的表，并且利用多样化形式将信息呈递给客户，用于满足不同的操作人员对于该项功能的需求，从而使自动化技术在汽车控制系统中的应用更为简捷并且有效。

3.2处理汽车故障

汽车的自动监视系统它是由人工智能和自动化技术的构成的，它是经过无数次试验而产生的人工智能，它能够在各种环境中有效的对汽车整体情况进行分析，并且可以在第一时间处理汽车系统发生的故障，也正是由于信息技术与科学技术的不断发展，促使汽车自动化的监控技术得到了不断的发展。例如，在现在的调查当中，有部分的驾驶员会因为各种各样的原因出现操作失误的现象，那这时汽车的监测系统就会开始工作并进行判断，是否出现故障，出现故障的原因，并且在权限范围内及时的处理因为人为原因造成的失误。汽车自动化监视技术的应用，不仅能够及时的消除汽车的部分故障，还在一定程度上避免了安全事故的发生，增加了安全保障，促使驾驶员驾驶更安全，有效的避免了不必要的事故。

3.3保障安全行车

将自动化技术运用于汽车控制系统当中，它在一定程度上可以保障汽车行驶的安全。要想保证能够安全驾驶，就需要借助自动化技术在汽车的控制系统当中建立自动化安全系统。要想汽车的自动安全系统能够对于信息产生基本的反应就必须需要更专业的相关人员去完成汽车自动化控制系统的建设。例如，在以前汽车的挡位全都是手动挡，但是对于一个新驾驶员，仅仅是在学车时用过那么一点时间的车，对车的操作不是很熟悉，所以当他们真正独立驾驶时极有可能挂不上档，甚至可能在上坡时因为挡位问题导致汽车下滑，从而导致事故发生。现如今自动化技术在汽车中的应用很好的解决了这个问题，现在汽车自动挡的生产解决以往手动挡带来的问题。

3.4提高信息保密性

随着大数据的到来，对于许多人而言，他们只看到利好的一面，比如数据处理快速化，对信息的处理更加的准确；但是他们却不知道，大数据的到来也会使个人的信息被泄露，给生活带来无尽的打扰。为了有效的避免个人信息的泄露，就必须在汽车的自动化系统当中设计或者是添加一定的对策，才能够保护汽车用户的信息安全，从而提高汽车品牌的信赖性。安装一些监控系统功能可实现数据监控，它能够检测信息泄露的危险性，从而制定相应的计划，保证人们信息的安全性，将信息泄露控制在最小范围内。

3.5完善自动配电技术

在汽车上配置电不仅仅只是用于保障夜间的安全行驶，还能增加用户的体验。在汽车的自动化技术应用过程中，将配电技术自动化是必不可少的，首先要根据汽车的自动化技术保证一定的合理性和稳定性，以满足汽车的设计标准。其次，要根据相关人员的需求改善汽车的整体应变能力，同时还要通过自动化系统对整个汽车的构成以及电路进行设计，使汽车的系统能够给于不同的负荷，比如，远光与近光，由于远光与近光的功率不同，因此在使用的过程中需要的负荷也不相同；在汽车使用空调时需要的负荷也是不相同点，并且在使用的过程中不同的温度点，其需要的负荷是不同；车上的每一个功能需要的负荷是不同的，所以需要汽车的系统能够给予不同的负荷。最后，在具体的配电设计环节，就需要综合考虑到自动化技术在汽车机械控制当中的可靠性和实用性，以提高汽车的方便性、稳定性和可靠性。在设计路线时应该考虑路线分布的实际情况，做好路线选择的补偿机制，保证电力负荷降低。

篇9

近几年来，汽车行业得到了快速的发展，汽车已经成为了人们出行重要的代步工具，所以汽车制造业的投资力度也在不断的加大。汽车制造的自动化程度也在不断提高，人工的手动操作逐渐被半自动化或者自动化的机械设备所取代，既减轻了工人的劳动量，又加快了汽车制造生产的速度。在汽车的总装线上助力机械手是近几年来发展比较快的一种自动化设备，他的整个构造模仿人体工学，相较于传统的机械而言更加的简单，运行起来也相对的安全、流畅。

1 助力机械手的种类及其特点

随着科学技术的不断发展和进步，助力机械手的种类也逐渐增多，满足了不同行业不同物料以及不同工艺对于搬运的需求，按照不同的分类原则主要有以下几大类。

首先就是按照不同的工作原理进行分类，主要有两种，其中一种是硬臂的助力机械手，而硬臂类的又可以根据不同的工作曲线细分为PBF、PBC、PBD和PBS四种。在进行利用的过程中，我们可以根据不同的工作需求，选择合适的主机，然后再为其配备合理的抓取夹具和滑动系统，组成一个完整的可操作的机械手系统。这种硬臂式的助力机械手，全部都是由硬臂的杆状结构构成，所以整体的刚性较强，平衡力也非常的出色。因此这种硬臂式的助力机械手被广泛的应用于要求定位准确、障碍众多、环境受限、情况相对复杂和承载力较强的区域。另外一类就是软索助力机械手。软索类的又可以根据主体运行元件的区别分为IRB、PBB以及钢丝绳和链条的几种形式。而主要以IRB作为主要的软索系列机械手。这种助力机械手主要采用的是情动平衡吊的主机，在为之辅助相应合适的夹具和滑动系统，就能够组成一个相对完整的助力机械手系统。这种助力机械手的主机与夹具之间的连接，主要是靠钢丝绳来实现的。

其次，我们也可以按照不同的基座来对助力机械手来进行划分，主要有落地固定式、悬挂固定式、附墙式几种。

助力机械手操作起来相对容易，而且如果配备的夹具得当，就能够实现快速的夹取。助力机械手还具有定位的功能，虽然只是辅助的作用，但是也能避免较多错误操作的发生，使得夹取的过程中可靠性更高，而且这种助力机械手在进行保养和维护的过程中，也相对容易，不需要投入大量的资金来进行保养。

2 助力机械手的系统结构

助力机械手的结构主要采用的是旋转式的机械臂，主要的构成有吊挂纵向的移动装置，滑车系统、机械手的主体结构以及气动装置和安全监测装置。在进行安装时我们一般由上到下、由左到右按顺序进行安装。主要的安装效果，如图1所示。

3 机械手本体的机械结构

助力机械手的本体主要由三个关节构成，这三个关节可实现全方位的旋转动作，任意的角度都可以实现调整。助力机械手在主次关节部位都设有制动装置，工作人员可以利用按钮面板上的刹车按键，实现对关节的锁定。这样即使在闲置的状态助力装置也不会发生漂移的现象。平行的四连杆臂可以通过平衡气缸的作用使得助力机械手的手臂实现上下的升降。由于角度的可调节性和手臂的可升降性，使得平行四连杆臂的末端能够实现相互连接，也使得杆臂的转动缺陷得到了弥补。次臂通过回转连通与角度调整来实现整条杆臂的连接，并且在次臂的下端还与法兰和夹具进行连接，使整个结构的稳定性大大提高。

4 轨道系统

助力机械手的轨道系统，采用的双排的铝合金轨道，它会与平台上移动的小车进行相互的配合，这样可以与平台之下的小车的法兰连接硬臂的机械手，使整个设备都在轨道上进行平稳的运行，减少危险情况的发生。该轨道是C型轨道，轨道的材料都是进口的材料，其强度更高，稳的运行，减少危险情况的发生。该轨道是C型轨道，轨道的材料都是进口的材料，其强度更高，刚性更强，密度更大，精度更高。轨道的非金属滚轮采用的也是具有高强度耐磨形式的尼龙材料，大大增加了实用性和使用的寿命。

5 气动控制系统

增压系统可以消除工厂当中气源不稳定因素的影响，这样就可以保证系统当中的压力处于正常的平衡状态。当气源突然的下降或者是出现了断气的状态时，就可以通过储气罐来对整个操作过程进行保证，使其生产活动顺利完成。并且它还能够保证气源在发生压力波动时，机械手的平衡状态不被打破，不会发生漂移现象。

在每一个回转的关节上都会设置制动装置，这个装置的作用是通过启动锁紧装置实现的，当它发生作用之后就可以对旋转的关节轴进行锁定。如果助力机械手处于闲置的状态，那么也可以通过这个装置使其处于一个相对安全的状态，将风险降到最低。

在气动控制系统当中，会将所有的按钮都集中到一起，这样在手柄的位置就可以实现统一的操作，使得整个的控制过程更加的简单，方便。

6 专用夹具

助力机械手的专用夹具需要针对不同的工件进行非标的设计，在整个的设计过程中需要考虑以下几点内容。其一，就是要注意夹具设置的位置以及是否符合整个系统的需求。其二，就是夹具采用的材料既要结实耐用，又要轻巧灵活便于操作。其三，就是夹具必须能够在进行工件时快速安全的进行动作的执行。其四，就是在进行夹具的使用过程中，要对工件或者是车身进行安全的防护处理，这样可以有效的避免专用夹具造成的划痕，避免不必要的损失。其五，就是夹具工件必须容易进行安装和拆卸，这样在进行位置转移的过程当中，才不会浪费时间。

在汽车总装线上几种常用的夹具，如图2所示。

7 安全监测装置

在汽车的总装线上，对于操作人员的安全防护以及对于汽车车身的安全防护都需要我们格外的进行注意，尤其是在进行设计的过程中，就应该对这些因素进行全面的考虑。一般在总装线上都具有一些装置过载报警装置、档位切换装置、刹车装置等等。在能够与车身进行接触的部位都需要额外的进行软垫的安装，这样可以减少对车身的划痕损伤，避免企业的经济损失。

8 设备的优点

首先这套设备所采用的元件都是进口的优质产品，所以稳定性相对较高。助力机械手的控制范围较广，运行起来相对平稳。其次就是整个设计的方案能够充分的结合实际的生产情况，更加优质、高效。助力机械手的配置功能较为齐全，所以能够适应不同的技条件，既能够完成要求以内的装配任务，还能够完成不同规格的产品装配任务。

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关键词： 汽车机械基础 教学 注意点

《汽车机械基础》学科是中等职业学校交通运输类汽车运用与维修专业的主干专业课程，包含知识内容繁杂，基本概念、工作原理、计算公式较多，学生在学习过程中要想准确地把握该学科知识的广度和深度较为困难，为了充分发挥学生的自主学习潜能，充分发挥学生的主观能动性，使他们更好地掌握课程知识，提高运用理论知识解决实际问题能力，实际教学中要注意给学生看、思、说、练的机会，以及适当运用现代化教学手段，这样才能有效提高教育教学质量。

一、注意给学生“看”的机会

给学生“看”的机会，看其实主要表现在两个方面：一是看课本的基础内容，让学生带着问题看书，以抓住教学重点，突出教学难点，提高课堂教学效率。比如在讲滑阀机能部分时，可让学生看课本上表格中各种阀的结构、图形符号、应用特点，从而得出各种不同阀的区别、特点，引导学生思考实质是改变阀芯的结构形状和尺寸，从而改变中位油口连接关系。二是尽可能采用现场教学法，增强学生的感性认识。教学过程中通过实物讲解、工厂企业现场参观教学、现实工作典型机器分析等，使学生对零件的结构、工作原理等有充分认识。比如讲螺旋传动时可将螺旋千分尺拆开，剖析台虎钳原理，或带领学生到实习车间的车床前，讲述螺杆原地回转的实例，从而帮助他们了解溜板箱、大拖板、中拖板的结构，使他们对螺旋传动结构的分析、计算能得心应手，对今后分析轮系的应用也很有帮助。讲看结合便于学生掌握方法和技巧，提高学生实践动手能力。

二、给学生“思”的机会

在《汽车机械基础》教学中引入新的基本概念、工作原理、应用时，要适时引导学生联系实际情况，给其独立思考的机会，从而让学生有机地把所学知识点联系起来，便于学生记忆理解。如讲变位齿轮传动部分，在学生了解标准齿轮传动不足后，再讲述变位齿轮加工的过程和特点，让学生思考出变位齿轮传动的特点：可改善传动条件，提高强度等，从而让学生对变位齿轮传动知识部分有较深的认识，加深学生对齿轮传动的理解。再如轮系中求滚齿机的传动比一题，可引导学生思考要改变被切齿轮的旋向和齿数该怎么办？从而引入挂轮或交换齿轮在实际机械加工中的应用。

三、注意给学生“说”的机会

《汽车机械基础》学科中基本概念、工作原理较多，需要学生记忆和理解的知识点也较多。要想让学生对学科知识有整体的了解，把握学科的内在联系，应尽可能给学生说的机会，让学生在说的过程中掌握概念、理解区别、熟悉原理和应用，在学生说的过程中教师可以发现问题，并能帮助学生梳理知识点，解决一些知识难点，从而做到融会贯通。比如在轴的结构分析中对于轴向固定和周向固定的方法、应用；机构、机器的区别、联系；螺纹连接的自锁性等，在学生的说和教师的点拨下强化教学效果。

四、注意给学生“练”的机会

“练”是使学生对已有的知识、结构转化为新的认知结构的重要途径。知识的形成巩固、动手能力的提高，所学知识的消化吸收都离不开练，练时要注意以下几点：

1.通过练习要能强化学生对公式的理解和记忆，使学生找出相互关系，便于以后的分析和计算。

2.巩固性题目练习应保证答题的正确、完善、准确，使知识点的理解准确无误。

3.加强学科的实践训练，对于一些机械传动，教师可帮助学生分析，帮助他们找出方法，适当时可增加实践动手机会，让学生动手，在学中做、在做中学，使枯燥、复杂的知识变为浅显易懂的知识，从而更好地巩固理论知识，这一点尤为重要。

五、适时、适当、适度运用现代化教学手段

教育现代化工程的进一步推进，给教学手段提出了新的要求。不少新技术广泛用于课堂教学中，如一体化教学、多媒体课件等，它们以新颖、直观、动态的形式越来越受到广大教师的青睐，冲击着传统教学，能充分发挥以学生为主体、教师为主导的作用，增强学生学习的自主性。汽车机械基础作为专业基础课，虽不同于数、理、化等基础学科，但在教学过程中仍必须从知识体系入手，遵循认知规律，在学生掌握基础知识、基本概念，具备一定的理解能力后，运用现代化教学手段，才能极大地提高教学效率。如果没有一定的基础知识作铺垫，即使运用现代化教学手段，也难以达到预期教学效果。因此，在《汽车机械基础》教学过程中，现代化教学手段的应用必须“适时”。

现代化教学手段的广泛应用，给《汽车机械基础》教学方法的改进带来了活力和生机，实际教学过程中，如何运用现代教学手段还必须从学生的实际出发，坚持“适度”原则，即从学生实际入手，不管什么时候都不要低估或超越学生的接受能力。