一种汽车盘式电磁制动器的研制

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汽车盘式电磁制动器作为-种新型的制动装置，电磁力以其迅速、可靠的潜在优势引起了汽车行业各研究人员的关注，是制动技术的-次新的革命。电磁制动系统是使用电子装置的电磁制动机构，当驾驶员踩下制动踏板时，电磁铁的线圈通电，推动摩擦片工作，从而产生制动力。目前 ，学术界已经成功研制了鼓式电磁制动器，但鼓式电磁制动器在制动过程中存在散热困难等因素，研究人员逐渐趋向于盘式电磁制动器的研究 。

汽车盘式电磁制动器在基于传统液压盘式制动器的基础上以全新的设计思想对增力机构、电磁铁内收稿 日期：2012-05-21作者简介：龙 (1969-)，女，侗族，贵州天柱人，主要从事汽车运用、汽车技术改进方面的研究.E-mail：1ongmei8405###126.tom第l期 龙云梅，等：-种汽车盘式电磁制动器的研制 ·41·离增加到0.08 mm时两金属块再次分开，这样使电磁铁和衔铁的距离总保持在 0.03 mm～0.08 mm范围内，从而实现摩擦片间隙补偿。

图3 电磁制动控制电路I-与制动踏板连接的电位计 ；I1- 电磁铁；Ⅲ-防抱死电路 ：V-放 大驱动 电路间隙补偿控制电路示意图如图4所示。

吸合过 程所用 总 的时 间 t t 0.015 70.003 90.019 6 s。理论分析结果表明，吸合时间符合中华人民共和国国家标准GB7258-2004机动车运行安全技术条件》 中的规定，且制动协调时间对于液压制动的汽车不应大于0.35 s 。而电磁制动的制动响应协调时间远小于液压制动时间，具有明显的优势。

(2)电磁制动的汽车易于实现集成化管理，制动力大胸制方便、可靠。电磁制动控制系统要实现的功能就是根据制动踏板位移传感器的信号，控制制动器电磁线圈的电流，从而控制制动力的大校制动器控制电路还应该根据轮速传感器的信号判别车轮制动时是否抱死，从而启动脉冲防抱死系统控制车轮在峰值附着系数下制动。该设计采用制动踏板位置传感器(电位计)、单片机、场效应管、555时基集成电路等实现上述功能。

电磁制动由于具备响应迅速和易于集成化控制的优势，可用于远距离控制制动，同时也易于各种辅助系统的集成。电磁制动器易于集成控制的特点也符合汽车电子化的发展方向。

(3)电磁制动系统成本比液压制动系统低廉，省去了大量的液压管路及液压元件，减少了管路故障的风险，便于维护；同时也大大减轻了汽车的重量，提高了安全性和燃油经济性。

网 问 胎 坊 柏 .南 4 盘式电磁制动器的性能分析4 图 间隙补偿控制电路示意图 。 口 ” -L /。

3 盘式 电磁制动的特点由于该盘式电磁制动器采用特殊的动力源，具有许多传统液压气压制动器没有的新优点：(1)盘式电磁制动器具有响应迅速的特点，省掉了大量液压管路及液压元件，执行机构只需要克服机构阻力和线圈电感即可动作。吸合过程主要分两个阶段，从线圈得到电压起到电流按指数曲线增至吸合电流为止的过程。在此过程中衔铁尚未运动，其经历时间称为吸合触动时间，记为 t ；进入第 2阶段后，吸力大于反力，衔铁开始运动。

本研究将从衔铁开始运动到衔铁止动所需要的时问定义为吸合运动时间，记为 。两个过程的计算公式为 ]：毒圳n毒 c1 l- l-孕 (2)式中： -电感 ，H； -释放阻力，N；1w-稳态电流(1)电磁制动器所产生的制动力大小是否满足制动要求是衡量制动器性能的重要指标。要达到预期制动效果，施加在摩擦片上的压紧力应达到2 400 N，通过增力机构参数推算出电磁铁产生的电磁吸力应达到780 N。实验证明在增力机构正常工作情况下，只要保证电磁铁吸力足够(即达到780 N)，便可以保证最后的制动力。本研究使用电子万能力学试验机对电磁铁的吸力进行测试试验，测试时电磁铁的电源为直流12 V，与车载电源-致。在实验过程中，笔者动态改变衔铁与铁芯的距离从而测出-系列的电磁力数值。

. 1 l l 0 .. - ir I l i f1 ； - 1--1～ 1r～1- ～ ～ - r～-寸～ ～-十 叶- - ： 0 - ，- ～ ，，l - -々 ， -：0 - l l ： ： l il 位移俩m图5 电磁力随衔铁与铁芯之间距离的变化关系8 2 4 6 8 4 2 4 6 8 O n ∞ 叭1l· 42 。

(下转第50页)· 50 · 机 电 工 程 第 30卷成了无缝线路的有限元建模，在轨温升降的基础上，得到了相应的温度应力分布模型图。通过进-步分析mises应力、纵向、切向和垂向的温度应力分布图，得到了钢轨在轨温变化时钢轨的受压以及受拉应力部位 ，并在图像中显示出来。根据第-强度理论得出：温度变化时钢轨内部最大应力为纵向温度应力 ，并且经过比较，该应力满足钢轨强度。

笔者的研究工作为进-步研究无缝线路温度应力打下了基础，提供了-定的思路。但在模型上还具有-定的局限性 ，以后的研究工作将在此基础上继续完善轨道模型，不断深入研究。