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談?wù)勲姶胖苿?dòng)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及前景
2013-11-16 10:06:17 新聞來(lái)源：天機(jī)傳動(dòng)
上一篇：電磁緩速制動(dòng)器是如何提高汽車(chē)制動(dòng)效率的
智能化是未來(lái)的大趨勢(shì)，隨著汽車(chē)技術(shù)的發(fā)展。汽車(chē)的制動(dòng)系統(tǒng)必然會(huì)趨向于集成化，而傳統(tǒng)的制動(dòng)系統(tǒng)無(wú)法很好的滿(mǎn)足這一要求，因此電磁制動(dòng)在不遠(yuǎn)的將來(lái)必定會(huì)開(kāi)拓乘用車(chē)市場(chǎng)，以順應(yīng)汽車(chē)更新?lián)Q代的大潮流。
制動(dòng)系統(tǒng)是汽車(chē)安全行駛的命脈。伴隨著汽車(chē)的更新?lián)Q代，眾所周知。以及人們對(duì)汽車(chē)安全性、舒適性、經(jīng)濟(jì)性等性能的要求越來(lái)越高，保護(hù)汽車(chē)安全行駛的制動(dòng)裝置由最初的簡(jiǎn)單機(jī)械式制動(dòng)器逐步發(fā)展到現(xiàn)在ABSAnti-lockBrakeSystem防抱制動(dòng)系統(tǒng)。然而ABS仍然存在一些問(wèn)題，譬如很難精確測(cè)量車(chē)身及車(chē)輪的速度、難以實(shí)現(xiàn)制動(dòng)力的精確控制等，這些弊端使得裝有ABS汽車(chē)雖在理想路況時(shí)能夠較精確的達(dá)到制動(dòng)要求，但在路況較差的泥濘山路上時(shí)則難以滿(mǎn)足要求，此時(shí)車(chē)上急需另外一套輔助制動(dòng)系統(tǒng)，以保證車(chē)輛的行駛安全。電磁制動(dòng)技術(shù)以其無(wú)磨耗、反應(yīng)迅速、制動(dòng)平穩(wěn)并能很好的與ABS系統(tǒng)兼容等特點(diǎn)迅速確立了其在汽車(chē)輔助制動(dòng)系統(tǒng)中的地位。
電磁制動(dòng)技術(shù)的發(fā)展及在國(guó)的應(yīng)用狀況
以法國(guó)為代表的一批西方國(guó)家率先開(kāi)始了對(duì)電磁制動(dòng)技術(shù)的研究及相關(guān)產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)。不久之后，早在上世紀(jì)初。早期的電渦流緩速器”誕生并作為輔助制動(dòng)裝置開(kāi)始在西歐一些國(guó)家的重型載貨車(chē)及大型客車(chē)上安裝使用，經(jīng)過(guò)40多年的不斷改進(jìn)和在多種車(chē)型上的使用證明，電渦流緩速器在技術(shù)上是可行的其安全性也逐漸得到汽車(chē)界的普遍認(rèn)可。如今，電磁制動(dòng)技術(shù)在緩速器中的應(yīng)用已經(jīng)相對(duì)成熟，緩速器已作為標(biāo)準(zhǔn)件在歐、美、日等發(fā)達(dá)國(guó)家的客車(chē)和中型、重型貨車(chē)上使用。國(guó)外的電渦流緩速器市場(chǎng)早已被一些成熟的緩速器制造公司占領(lǐng)，譬如：法國(guó)的泰樂(lè)瑪(TELMA 公司、德國(guó)的克羅伏特(KLOFT公司、西班牙的弗雷拉薩(FRENRLSA 公司和KLEM公司、日本的TBK公司等。國(guó)內(nèi)也有一些企業(yè)和科研部門(mén)正在從事電渦流緩速器的生產(chǎn)和技術(shù)開(kāi)發(fā)，譬如：一汽集團(tuán)瑞立實(shí)業(yè)公司、深圳特爾佳科技有限公司、江蘇大學(xué)、長(zhǎng)安大學(xué)等，并且在電磁制動(dòng)技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)取得了一定的研究成果。
制動(dòng)技術(shù)的發(fā)展較歐、美、日等發(fā)達(dá)國(guó)家相對(duì)落后，國(guó)汽車(chē)工業(yè)起步較晚。直到上世紀(jì)90年代，電磁制動(dòng)技術(shù)才進(jìn)入我國(guó)汽車(chē)市場(chǎng)。隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，城鄉(xiāng)公路以及各級(jí)高速公路迅速普及，各種運(yùn)輸車(chē)輛數(shù)量急劇增加，由于路況復(fù)雜，因制動(dòng)失效而造成的交通事故數(shù)量也急劇攀升，如圖1針對(duì)312國(guó)道陜西省藍(lán)小公路K1392-K1440段交通事故原因所做的分析。該段公路坡道、隧洞較多，路況比較復(fù)雜，下坡過(guò)程中駕駛員需要頻繁制動(dòng)以保證汽車(chē)的速度保持在安全范圍內(nèi)，頻繁的點(diǎn)剎必然會(huì)導(dǎo)致制動(dòng)器過(guò)熱而產(chǎn)生熱衰退現(xiàn)象進(jìn)而導(dǎo)致制動(dòng)鼓失圓、摩擦片變硬發(fā)脆、摩擦性能急劇下降，最終釀成交通事故?？蛙?chē)及重型貨車(chē)上安裝電渦流緩速器不僅能夠減少因制動(dòng)失效而造成的交通事故，還能極大的延長(zhǎng)汽車(chē)摩擦片的使用壽命，如圖2對(duì)深圳特區(qū)208路公交車(chē)安裝電渦流緩速器前后，每千米車(chē)程摩擦片的磨耗對(duì)比情況。
隨著交通業(yè)、汽車(chē)業(yè)的大發(fā)展，緩速器在國(guó)的發(fā)展受政策影響較大。20世紀(jì)90年代末以后有關(guān)汽車(chē)緩速器的政策法規(guī)相繼出臺(tái)。2002年，國(guó)交通部在頒布的JT/T325營(yíng)運(yùn)客車(chē)類(lèi)型劃分及等級(jí)評(píng)定》標(biāo)準(zhǔn)中明確規(guī)定：大型、中型的高二、高三級(jí)營(yíng)運(yùn)公路客車(chē)上必須安裝緩速器。2012年，談到十二五期間汽車(chē)制動(dòng)器行業(yè)的方向”時(shí)，中國(guó)汽車(chē)工業(yè)協(xié)會(huì)制動(dòng)器委員會(huì)秘書(shū)長(zhǎng)顧一帆指出“十二五”期間電渦流緩速器等制動(dòng)系統(tǒng)在技術(shù)上要堅(jiān)持走自主創(chuàng)新的道路。
電磁制動(dòng)系統(tǒng)在汽車(chē)領(lǐng)域發(fā)展的未來(lái)展望
較大的減輕汽車(chē)的自重；能很好的與ABS系統(tǒng)兼容，電磁制動(dòng)系統(tǒng)在汽車(chē)上的應(yīng)用可以省去車(chē)上原有的制動(dòng)油路系統(tǒng)。更快更精準(zhǔn)的控制制動(dòng)力；能夠與其他車(chē)載電子控制系統(tǒng)兼容，便于提高汽車(chē)的智能化程度；能夠減少制動(dòng)粉塵，提高車(chē)輛的環(huán)保性。電磁制動(dòng)系統(tǒng)的這些優(yōu)點(diǎn)決定了其必然會(huì)成為汽車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)未來(lái)發(fā)展的新趨勢(shì)。
中、重型貨車(chē)上進(jìn)一步普及1.電渦流緩速器在各級(jí)別客車(chē)。
頻繁的點(diǎn)剎容易造成制動(dòng)器熱衰退，汽車(chē)在山路上行駛時(shí)。而在交通擁擠的市區(qū)，汽車(chē)緊急制動(dòng)的次數(shù)也非常多，制動(dòng)器往往沒(méi)有時(shí)間完全冷卻就要開(kāi)始下一次制動(dòng)，熱衰退現(xiàn)象也比較普遍，制動(dòng)器的熱衰退是造成交通事故的直接原因之一。相關(guān)研究表明，客車(chē)及貨車(chē)上安裝緩速器是解決制動(dòng)器熱衰退問(wèn)題的一種比較完美方案(可使制動(dòng)鼓、輪胎的溫度降低30%~40%除此之外還能夠提高乘坐舒適性和使用經(jīng)濟(jì)性(提高原制動(dòng)器壽命4~8倍)
譬如德國(guó)的交通法規(guī)明文規(guī)定：總質(zhì)量在5.5t以上的客車(chē)和9t以上的載貨汽車(chē)，上世紀(jì)末一些發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)明確界定必須安裝緩速器車(chē)輛的條件。必須裝有輔助制動(dòng)裝置。瑞士規(guī)定：總質(zhì)量超過(guò)3.5t牽引車(chē)以及總質(zhì)量8t以上的載貨車(chē)必須安裝輔助制動(dòng)系統(tǒng)。法國(guó)交通法規(guī)要求：總質(zhì)量超過(guò)8t車(chē)輛、經(jīng)常在路況較差的道路上行駛的車(chē)輛、裝載易燃易爆物品的車(chē)輛等都必須安裝緩速器。而在國(guó)，本世紀(jì)初才明文規(guī)定大型、中型的高二、高三級(jí)營(yíng)運(yùn)公路客車(chē)上規(guī)定必須安裝緩速器。
國(guó)相關(guān)車(chē)輛上緩速器的安裝率比較低。當(dāng)今電渦流緩速器在技術(shù)上已經(jīng)趨于成熟，與上述發(fā)達(dá)國(guó)家相比。其與ABS防抱制動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)合，增大了車(chē)輛智能化的程度。同時(shí)電渦流緩速器輕量化、集成化的改進(jìn)很好的順應(yīng)了汽車(chē)發(fā)展的趨勢(shì)。隨著我國(guó)法律法規(guī)的逐漸健全，國(guó)民對(duì)客車(chē)、貨車(chē)安全性要求越來(lái)越高及傳統(tǒng)制動(dòng)技術(shù)的不斷變革，未來(lái)國(guó)內(nèi)，裝有電渦流緩速器的客車(chē)、貨車(chē)比例必然要增大，電渦流緩速器的使用也必將進(jìn)一步普及化。
2.電磁盤(pán)式、鼓式制動(dòng)器等產(chǎn)品進(jìn)一步開(kāi)發(fā)
但在制動(dòng)方式上存在較大的區(qū)別。前者是接觸式摩擦制動(dòng)，電磁盤(pán)式、鼓式制動(dòng)器在原理上與電渦流緩速器基本相同。電磁鐵通電產(chǎn)生吸力促使電磁鼓式制動(dòng)器中制動(dòng)杠桿運(yùn)作從而實(shí)現(xiàn)制動(dòng)蹄與制動(dòng)鼓摩擦達(dá)到制動(dòng)效果，而電磁盤(pán)式制動(dòng)則是電磁吸力將制動(dòng)盤(pán)壓在主盤(pán)上產(chǎn)生摩擦力達(dá)到制動(dòng)效果；后者為非接觸式，通過(guò)電磁感應(yīng)產(chǎn)生抑制車(chē)輛向前運(yùn)動(dòng)的力，而達(dá)到制動(dòng)效果。
電磁盤(pán)式制動(dòng)器和電磁鼓式制動(dòng)器均實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品應(yīng)用。其中對(duì)電磁盤(pán)式制動(dòng)器在汽車(chē)上應(yīng)用的報(bào)道很少，國(guó)外。其主要作為大型驅(qū)動(dòng)裝置的制動(dòng)部件；由于電磁鼓式制動(dòng)器操作輕便，易與ABS結(jié)合同時(shí)工作溫度高、密封困難等特點(diǎn)，國(guó)外主要用于各種房車(chē)、野營(yíng)車(chē)、拖車(chē)車(chē)橋的制動(dòng)。國(guó)內(nèi)，電磁盤(pán)式、鼓式制動(dòng)器在車(chē)輛上的應(yīng)用仍處于探索研究階段，產(chǎn)品應(yīng)用主要集中在大型冶金、礦山機(jī)械的制動(dòng)裝置中。
電磁盤(pán)式及鼓式制動(dòng)器在國(guó)內(nèi)應(yīng)用程度遠(yuǎn)低于國(guó)外，目前。而其在國(guó)內(nèi)汽車(chē)行業(yè)的應(yīng)用基本處于起步階段。近年來(lái)，電磁學(xué)的研究正在逐漸升溫，隨著電磁學(xué)及相關(guān)學(xué)科研究的不斷進(jìn)步，電磁制動(dòng)技術(shù)中的磁漏、制動(dòng)能源、電子干擾、制動(dòng)過(guò)熱等問(wèn)題將會(huì)一一被解答，電磁盤(pán)式及鼓式制動(dòng)器的尺寸、制動(dòng)效能也將會(huì)得到改進(jìn)，改進(jìn)后的制動(dòng)器能夠適用于更多的車(chē)型。鑒于采用電磁制動(dòng)代替?zhèn)鹘y(tǒng)制動(dòng)具有的諸多優(yōu)點(diǎn)，上述兩種制動(dòng)器在未來(lái)必將是電磁制動(dòng)裝置研究中的重要方向之一。
電磁制動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)軍乘用車(chē)市場(chǎng)3.控制技術(shù)進(jìn)一步成熟。
避免傳統(tǒng)制動(dòng)器的熱衰退及車(chē)輪涉水而導(dǎo)致的制動(dòng)失效現(xiàn)象，電磁制動(dòng)技術(shù)應(yīng)用在乘用車(chē)上能夠?qū)χ苿?dòng)力實(shí)現(xiàn)精確控制。并且能夠有效的縮短乘用車(chē)的制動(dòng)時(shí)間和制動(dòng)距離。雖然采用電磁制動(dòng)技術(shù)對(duì)乘用車(chē)有上述好處，但是國(guó)內(nèi)外新聞及文獻(xiàn)很少提到電磁制動(dòng)技術(shù)在乘用車(chē)上的應(yīng)用情況，至于電磁制動(dòng)技術(shù)仍少有涉足乘用車(chē)領(lǐng)域的原因，筆者認(rèn)為：
譬如防抱制動(dòng)系統(tǒng)ABS驅(qū)動(dòng)防滑系統(tǒng)ASR電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)ESP等，1傳統(tǒng)制動(dòng)系統(tǒng)結(jié)合其他先進(jìn)車(chē)載控制系統(tǒng)。技術(shù)已經(jīng)非常成熟，能夠較好的滿(mǎn)足當(dāng)前乘用車(chē)在各種工況下的制動(dòng)要求。
行駛過(guò)程中車(chē)速很快，2乘用車(chē)底盤(pán)低空間小。需要制動(dòng)器具有性能可靠、反應(yīng)快等特點(diǎn)即制動(dòng)系統(tǒng)具有非線(xiàn)性、時(shí)變性，這對(duì)電磁制動(dòng)裝置的細(xì)微控制技術(shù)提出了較高的要求，而現(xiàn)有的對(duì)電磁制動(dòng)裝置的控制技術(shù)應(yīng)用在速度不太快、舒適性要求不太高的大型客車(chē)、貨車(chē)上已經(jīng)比較成熟，但在乘用車(chē)上還無(wú)法使電磁制動(dòng)達(dá)到與傳統(tǒng)制動(dòng)系統(tǒng)相同的效果。
而在外界隨機(jī)干擾較大時(shí)，由于電磁制動(dòng)器所產(chǎn)生的制動(dòng)力矩與通電電流的大小有關(guān)。要實(shí)現(xiàn)對(duì)通電電流大小的精確控制，難度非常大。國(guó)外文獻(xiàn)中對(duì)該問(wèn)題的解決方法很少，國(guó)內(nèi)，一批學(xué)者已經(jīng)開(kāi)始了相關(guān)研究，研究結(jié)果表明采用模糊控制策略能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)電流的精確控制。未來(lái)幾年，伴隨著精確控制技術(shù)難題的攻克并在電磁制動(dòng)裝置上的應(yīng)用，電磁制動(dòng)技術(shù)在乘用車(chē)上的使用也將成為現(xiàn)實(shí)。
