新型电子机械制动系统设计

文/杨海宁 王称义

随着社会的不断发展和进步，工业的发展也较为快速，而工业生产要靠能源机械制动来支撑。而随着石油资源的紧张和价格的不断攀升，必须寻找一种新能源来代替原有的机械制动系统，电子机械就是在这样的一种背景下产生的。随着人们对电子机械的安全性能的要求不断提高以及环保理念的增强，使得电子机械作为一种新的工业形式和能源不断被广泛运用。本文将通过分析电子机械制动系统的具体设计和构造原理，从而促进国内工业电机机械的持续发展。

1 电子机械系统简述

电子机械系统，是一种新型的机械制动设备，它的产生和应用，可以使得液压制动系统发挥出更大的作用。可以克服液压系统在结构繁琐、安装难度高和维修成本高等方面的弱点，从而促进工业的发展。也就是说，电子机械系统是将以往的制动中液压、压缩空气驱动等用电动的机械驱动来代替，从而提升了制动系统的反应速度和效率，加强了制动效能。随着经济的发展、生活水平的提高和环保意识的增强，人们对于制动性能的要求也越来越高，再加上电子机械的结构较为简单，功能集成可靠，因此运用前景十分广泛。它将会取代传统的液压、空气制动器，成为未来新能源汽车的制动系统的主要发展趋势。

2 电子机械制动系统的结构构成及运转模式

电子机械制动系统结构主要包括踏板模拟器、传感器、控制单元、电动机、机械执行结构等五个方面。下面进行逐一介绍：

2.1 踏板模拟器

踏板模拟器是通过模拟传统汽车将踏板与汽车的行驶速度、动力大小的关系用图表进行表现，使得司机能够通过模拟的数据形成一种良好的控制力量，根据驾驶员的力感再加以设计出更加舒适和安全的制动踏板。

2.2 传感器

传感器包括车轮速度、踏板的具体行程、汽车的气门、方向转盘、以及汽车开关等等的传感器，它能够通过感应来进行信息的接收和传递。它主要的作用是可以提供汽车制动的状态、驱动状态以及行驶状态等的信号并且传送给控制单元。

2.3 控制单元

控制单元是在电动机械制动系统发挥着核心作用，它的主要工作流程是把传感器传递过来的信息和信号进行仔细的分析和处理，并通过对数据的处理进而对电机机械系统进行控制，使电动机最终能够带动其机械执行机构进行运转。

2.4 机械执行结构

机械执行机构是电子机械制动系统的最后一道程序，其接受电动机所产生的力矩，并将该种力矩进行放大，经过严密的处理之后这种例最终会在车轮上发生作用，这样就能促使电子机械系统有效的进行工作和运转。

电子机械制动系统工作的主要原理是：司机在对汽车的车轮进行制动的时候，通过对踏板的模拟器的制动，进而这种数据被传感器传到控制单元，控制单元再将该种指令进行发送，发送给执行机构，从而实现车轮制动控制。

3 电子机械制动系统的模块分析

电子机械制动系统模块主要有三部分，还有一些零散零件构成。其间制动系统主要用来接收踏板出现的信号进而控制制动器，也可以对车轮传感器做出一定的感应，从而判断车轮是否存在安全隐患，而且所有电子机械的制动系统的电流也是归制动系统进行控制和管理的。车轮制动系统作为系统中执行元件的一部分，负责全部制动系统操作。这两种系统有所不同，其间制动系统是侧重于对系统接收重要信号的控制，而车轮制动系统则是通过对系统电流控制来实现。两者的侧重点和控制方向不同。剩下的一个大的模块是电子踏板模块，它主要是将踏板承受的主要力量进行转换，从而形成电子机械系统正常运转所需要的信息，这些信息最终又会被制动系统实现控制和处理。从而提升了制动响应的速度，也提高了制动性能。另外，还有一些其他的零散部件，例如电动机、转速传感器以及制动轮等等。

4 如何进行电子机械制动系统的设计与应用

4.1 机械制动执行机构的设计

电子机械制动系统所使用的原理与之前传统的制动原理并没有什么根本上的差异，因此在汽车的车轮轮毂以及制动器都不用做过多的改变，只需要把传统液压和气压中的动作装置用电子机械制动系统中的电动机和机械执行机构来代替。而在电子机械制动系统中增加的减速增扭机构，主要是为了将电动机输出的转矩进行扩大，而将机械执行机构安装在汽车的轮毂之内，是因为汽车本身内部的尺寸较小，也没有足够的活动空间。而且机械执行结构最终输出力矩是衡量汽车性能的重要指标，因此在系统设计的过程中必须详细的考虑到尺寸、体积及输出转矩参数，运用一级行星齿轮减速器、两级行星减速器以及蜗轮蜗杆减速器和一级行星齿轮减速器。

4.2 电子机械制动系统控制系统的设计

电子机械制动系统的电机控制通常运用的是三环，主要是电流环、转速环、压力环等反馈控制，这种三环电机调速系统设计主要是针对汽车的控制器设计的。压力环对应的是夹紧力控制器，电流环对应的是电流控制器，而转速环对应的是转速控制器。要特别注意的是在设计的过程中要先由内环开始，逐次向外扩展，只有内环的电流控制器设计好，才能更好的进行外部的转速和压力的控制，最终实现电子机械系统的控制优化。

5 小结

总之，在科技水平的不断提高和发展下，工业也在取得飞速的发展，而传统制动系统的弊端要求必须设计一种更高水平的机械制动系统来代替传统的液压制动。本文通过分析电子机械制动系统的结构和原理，以及进行了模块的具体拆分，从而探讨了电子机械制动系统的设计，促进国内电机机械的持续发展，从实质技术上支持了重工业的发展，进一步在现实意义上开发了新能源的机械制动系统设计水平。

参考文献

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