張丹

摘 要：隨著汽車行業(yè)的發(fā)展，工業(yè)的機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)也在逐步的提高和改善。尤其是隨著近年來(lái)石油能源的枯竭和價(jià)格上漲，使得原有的機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足汽車行業(yè)發(fā)展的需要，必須探討出一種新的環(huán)保、功能比較完善的制動(dòng)系統(tǒng)。本文將通過(guò)設(shè)計(jì)一種新型的電子機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)，闡述了該系統(tǒng)的主要結(jié)構(gòu)，以及主要的工作原理，從而為新能源工業(yè)機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)的研究提供了新的理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞：電子機(jī)械；制動(dòng)系統(tǒng)；發(fā)展

1電子機(jī)械系統(tǒng)簡(jiǎn)述

電子機(jī)械系統(tǒng)，是一種新型的機(jī)械制動(dòng)設(shè)備，它的產(chǎn)生和應(yīng)用，可以使得液壓制動(dòng)系統(tǒng)發(fā)揮出更大的作用?？梢钥朔簤合到y(tǒng)在結(jié)構(gòu)繁瑣、安裝難度高和維修成本高等方面的弱點(diǎn)，從而促進(jìn)工業(yè)的發(fā)展。也就是說(shuō)，電子機(jī)械系統(tǒng)是將以往的制動(dòng)中液壓、壓縮空氣驅(qū)動(dòng)等用電動(dòng)的機(jī)械驅(qū)動(dòng)來(lái)代替，從而提升了制動(dòng)系統(tǒng)的反應(yīng)速度和效率，加強(qiáng)了制動(dòng)效能。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、生活水平的提高和環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，人們對(duì)于制動(dòng)性能的要求也越來(lái)越高，再加上電子機(jī)械的結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，功能集成可靠，因此運(yùn)用前景十分廣泛。它將會(huì)取代傳統(tǒng)的液壓、空氣制動(dòng)器，成為未來(lái)新能源汽車的制動(dòng)系統(tǒng)的主要發(fā)展趨勢(shì)。

2電子機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)構(gòu)成及運(yùn)轉(zhuǎn)模式

電子機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主要包括踏板模擬器、傳感器、控制單元、電動(dòng)機(jī)、機(jī)械執(zhí)行結(jié)構(gòu)等五個(gè)方面。下面進(jìn)行逐一介紹：

2.1踏板模擬器

踏板模擬器是通過(guò)模擬傳統(tǒng)汽車將踏板與汽車的行駛速度、動(dòng)力大小的關(guān)系用圖表進(jìn)行表現(xiàn)，使得司機(jī)能夠通過(guò)模擬的數(shù)據(jù)形成一種良好的控制力量，根據(jù)駕駛員的力感再加以設(shè)計(jì)出更加舒適和安全的制動(dòng)踏板。

2.2傳感器

傳感器包括車輪速度、踏板的具體行程、汽車的氣門、方向轉(zhuǎn)盤、以及汽車開(kāi)關(guān)等等的傳感器，它能夠通過(guò)感應(yīng)來(lái)進(jìn)行信息的接收和傳遞。它主要的作用是可以提供汽車制動(dòng)的狀態(tài)、驅(qū)動(dòng)狀態(tài)以及行駛狀態(tài)等的信號(hào)并且傳送給控制單元。

2.3控制單元

控制單元是在電動(dòng)機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)發(fā)揮著核心作用，它的主要工作流程是把傳感器傳遞過(guò)來(lái)的信息和信號(hào)進(jìn)行仔細(xì)的分析和處理，并通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的處理進(jìn)而對(duì)電機(jī)機(jī)械系統(tǒng)進(jìn)行控制，使電動(dòng)機(jī)最終能夠帶動(dòng)其機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)。

2.4機(jī)械執(zhí)行結(jié)構(gòu)

機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)是電子機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)的最后一道程序，其接受電動(dòng)機(jī)所產(chǎn)生的力矩，并將該種力矩進(jìn)行放大，經(jīng)過(guò)嚴(yán)密的處理之后這種例最終會(huì)在車輪上發(fā)生作用，這樣就能促使電子機(jī)械系統(tǒng)有效的進(jìn)行工作和運(yùn)轉(zhuǎn)。

電子機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)工作的主要原理是：司機(jī)在對(duì)汽車的車輪進(jìn)行制動(dòng)的時(shí)候，通過(guò)對(duì)踏板的模擬器的制動(dòng)，進(jìn)而這種數(shù)據(jù)被傳感器傳到控制單元，控制單元再將該種指令進(jìn)行發(fā)送，發(fā)送給執(zhí)行機(jī)構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)車輪制動(dòng)控制。

3電子機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)的模塊分析

電子機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)模塊主要有三部分，還有一些零散零件構(gòu)成。其間制動(dòng)系統(tǒng)主要用來(lái)接收踏板出現(xiàn)的信號(hào)進(jìn)而控制制動(dòng)器，也可以對(duì)車輪傳感器做出一定的感應(yīng)，從而判斷車輪是否存在安全隱患，而且所有電子機(jī)械的制動(dòng)系統(tǒng)的電流也是歸制動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行控制和管理的。車輪制動(dòng)系統(tǒng)作為系統(tǒng)中執(zhí)行元件的一部分，負(fù)責(zé)全部制動(dòng)系統(tǒng)操作。這兩種系統(tǒng)有所不同，其間制動(dòng)系統(tǒng)是側(cè)重于對(duì)系統(tǒng)接收重要信號(hào)的控制，而車輪制動(dòng)系統(tǒng)則是通過(guò)對(duì)系統(tǒng)電流控制來(lái)實(shí)現(xiàn)。

4如何進(jìn)行電子機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

4.1機(jī)械制動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)

電子機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)所使用的原理與之前傳統(tǒng)的制動(dòng)原理并沒(méi)有什么根本上的差異，因此在汽車的車輪輪轂以及制動(dòng)器都不用做過(guò)多的改變，只需要把傳統(tǒng)液壓和氣壓中的動(dòng)作裝置用電子機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)中的電動(dòng)機(jī)和機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)來(lái)代替。而在電子機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)中增加的減速增扭機(jī)構(gòu)，主要是為了將電動(dòng)機(jī)輸出的轉(zhuǎn)矩進(jìn)行擴(kuò)大，而將機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)安裝在汽車的輪轂之內(nèi)，是因?yàn)槠嚤旧韮?nèi)部的尺寸較小，也沒(méi)有足夠的活動(dòng)空間。而且機(jī)械執(zhí)行結(jié)構(gòu)最終輸出力矩是衡量汽車性能的重要指標(biāo)，因此在系統(tǒng)設(shè)計(jì)的過(guò)程中必須詳細(xì)的考慮到尺寸、體積及輸出轉(zhuǎn)矩參數(shù)，運(yùn)用一級(jí)行星齒輪減速器、兩級(jí)行星減速器以及蝸輪蝸桿減速器和一級(jí)行星齒輪減速器。

4.2電子機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

電子機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)的電機(jī)控制通常運(yùn)用的是三環(huán)，主要是電流環(huán)、轉(zhuǎn)速環(huán)、壓力環(huán)等反饋控制，這種三環(huán)電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要是針對(duì)汽車的控制器設(shè)計(jì)的。壓力環(huán)對(duì)應(yīng)的是夾緊力控制器，電流環(huán)對(duì)應(yīng)的是電流控制器，而轉(zhuǎn)速環(huán)對(duì)應(yīng)的是轉(zhuǎn)速控制器。要特別注意的是在設(shè)計(jì)的過(guò)程中要先由內(nèi)環(huán)開(kāi)始，逐次向外擴(kuò)展，只有內(nèi)環(huán)的電流控制器設(shè)計(jì)好，才能更好的進(jìn)行外部的轉(zhuǎn)速和壓力的控制，最終實(shí)現(xiàn)電子機(jī)械系統(tǒng)的控制優(yōu)化。

5電梯中的制動(dòng)系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀

隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度不斷提升，人們的生活質(zhì)量也越來(lái)越高，電梯作為保障人們生活質(zhì)量的重要設(shè)備，加強(qiáng)電梯檢驗(yàn)檢修工作有著重要意義。據(jù)有關(guān)調(diào)查顯示全國(guó)有部分電梯安全事故都是因?yàn)橹苿?dòng)系統(tǒng)引起的，并且很多都是墜梯問(wèn)題，直接導(dǎo)致乘客的傷亡。因此，為了能夠保證電梯在正常運(yùn)行中的安全性，降低溜梯、墜梯的出現(xiàn)幾率，必須要加強(qiáng)對(duì)制動(dòng)器結(jié)構(gòu)的研究工作，強(qiáng)化電梯制動(dòng)器檢驗(yàn)檢測(cè)質(zhì)量，這樣才能夠保證電梯制動(dòng)系統(tǒng)正常運(yùn)行。

在分析電梯制動(dòng)器過(guò)程中，技術(shù)人員必須要能夠通過(guò)有效的管控結(jié)構(gòu)與管理措施進(jìn)行控制，對(duì)電梯制動(dòng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行深度分析，這樣才能夠提高檢測(cè)效果和管理質(zhì)量。當(dāng)電梯處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，曳引電動(dòng)機(jī)、電磁制動(dòng)器的線圈中均無(wú)電流通過(guò)，這時(shí)因電磁鐵芯間沒(méi)有吸引力、制動(dòng)閘瓦在制動(dòng)彈簧壓力作用下，將制動(dòng)輪抱緊，保證電機(jī)不旋轉(zhuǎn)；當(dāng)曳引電動(dòng)機(jī)通電旋轉(zhuǎn)的瞬間，制動(dòng)電磁鐵中的線圈同時(shí)通上電流，電磁鐵芯迅速磁化吸合，帶動(dòng)制動(dòng)臂使其制動(dòng)彈簧受作用力，制動(dòng)閘瓦張開(kāi)，與制動(dòng)輪完全脫離，電梯得以運(yùn)行；當(dāng)電梯轎廂到達(dá)所需停站時(shí)，曳引電動(dòng)機(jī)失電、制動(dòng)電磁鐵中的線圈也同時(shí)失電，電磁鐵芯中的磁力迅速消失，鐵芯在制動(dòng)彈簧的作用下通過(guò)制動(dòng)臂復(fù)位，使制動(dòng)閘瓦再次將制動(dòng)輪抱住，電梯停止工作。整個(gè)電梯制動(dòng)器（抱閘）可以形成失電制動(dòng)功能，通過(guò)曳引系統(tǒng)對(duì)驅(qū)動(dòng)電機(jī)進(jìn)行控制，這樣可保障三相異步電機(jī)結(jié)構(gòu)運(yùn)行保持正常形態(tài)。在此過(guò)程中需要注意一點(diǎn)，在電梯制動(dòng)器結(jié)構(gòu)當(dāng)中，抱閘磁鐵和制動(dòng)閘瓦裝置最為重要，是保證電梯安全運(yùn)行、穩(wěn)定運(yùn)行的重要一環(huán)，并且能夠保證控制電路和驅(qū)動(dòng)電源有效運(yùn)行。

在電梯制動(dòng)系統(tǒng)當(dāng)中，核心結(jié)構(gòu)就是電磁制動(dòng)器，當(dāng)今較為常見(jiàn)的設(shè)備就是機(jī)電一體化常閉式直流電磁制動(dòng)系統(tǒng)以及碟式制動(dòng)器系統(tǒng)，這些制動(dòng)結(jié)構(gòu)可以在很大程度上提高系統(tǒng)運(yùn)行效率。電梯制動(dòng)器內(nèi)部包括很多結(jié)構(gòu)，包括傳動(dòng)、電磁、調(diào)整結(jié)構(gòu)等，從而組建成一個(gè)完整的制動(dòng)系統(tǒng)，加強(qiáng)了對(duì)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的管控能力，保證該不同結(jié)構(gòu)能夠充分發(fā)揮自身的功能。在對(duì)電梯制動(dòng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析時(shí)，需要重點(diǎn)掌握系統(tǒng)的具體參數(shù)，這樣才能夠讓電梯在規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)下運(yùn)行。

結(jié)束語(yǔ)

總之，在科技水平的不斷提高和發(fā)展下，工業(yè)也在取得飛速的發(fā)展，而傳統(tǒng)制動(dòng)系統(tǒng)的弊端要求必須設(shè)計(jì)一種更高水平的機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的液壓制動(dòng)。本文通過(guò)分析電子機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和原理，以及進(jìn)行了模塊的具體拆分，從而探討了電子機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，促進(jìn)國(guó)內(nèi)電機(jī)機(jī)械的持續(xù)發(fā)展，從實(shí)質(zhì)技術(shù)上支持了重工業(yè)的發(fā)展，進(jìn)一步在現(xiàn)實(shí)意義上開(kāi)發(fā)了新能源的機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)水平。

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