電磁汽車剎車系統

◆祝征 蔣汪萍

1 引言

據統計，中國現在每年因為交通事故死亡人數已經超過10萬人，其中一部分是因為剎車故障導致的。現款液壓剎車系統，當其中的一個油路出現如老化、疲勞和安裝密封不嚴等情況，緊急制動時就會因為壓力太大而導致油路泄露、破損，在最需要制動力的時候，制動力反而失靈。這對于司機的心理素質是一個考驗，此時司機可能已經無法冷靜思考，用其他方式制動，導致重大交通事故。

目前，汽車所使用的剎車系統都為液壓剎車系統。液壓剎車系統比原始的帶傳動先進，但是結構要復雜許多。特別是其中的一些核心的液壓組件，如液壓泵、液壓閥和油缸等。這些高性能部件都是對污染物敏感的組件，更需要精心維護。在安裝之前要注意管線內部潔凈、管接頭安裝密封。同時管路布置應該位于安全地帶，避免損傷。液壓剎車系統只要某個管路出現損傷和破裂等故障，就會影響整個剎車系統。這種液壓剎車系統需經常維護，使用成本極高。

為了克服上述液壓剎車系統結構復雜、維修保養使用成本高、有安全隱患等問題，本實用新型專利提供了一種新型的制動方法，它通過電磁力來控制剎車。與液壓剎車系統相比，電磁汽車剎車系統在節能、降低二次污染、簡便輕便方面具有優勢。在燃油等二次污染如此嚴重的今天，電磁汽車剎車系統的優勢更加凸顯出來，可能是未來汽車剎車系統的一種主流方法。本文主要介紹電磁汽車剎車系統的設計過程，是學生科研項目的一個成果，進一步體現了學生的科技創新能力，對教學起到很好的促進作用。

2 研究內容

為了克服液壓剎車系統結構復雜、容易漏油等不足，本實用新型的目的是提供一種電磁汽車剎車系統，通過電磁力來剎車。設計靈感來源于電磁鐵吸附裝置：當螺線線圈通電時，會產生電磁力，從而吸引鋼鐵。本實用新型專利也是通過螺旋線圈通電產生磁力進而吸附的原理而設計。為了實現本實用新型的目的，采用的技術方案是：一種電磁汽車剎車系統，由剎車裝置和車輪構成；所述剎車裝置包括電磁鐵、電流傳感器和剎車踏板，電磁鐵內部設有線圈，并與電流傳感器相連，剎車板控制電流傳感器；所述的車輪包括車胎和剎車盤，剎車盤設在車胎的側面。整體結構簡單緊湊，與原來相比減少很多繁重的元器件。在簡化結構的同時，降低安裝維修難度，也在無形之中降低部分人工養護成本。核心部件的電磁鐵部分可回收利用，避免造成二次污染。

本實用新型的有益效果是；通過電磁力制動電磁鐵來剎車，避免了用液壓系統剎車容易泄漏液壓油的不足。在機電一體化程度如此之高的今天，它的出現將大大改變人們對車輛的使用感受。同時它剎車靈敏，可靠性強，工作穩定。

3 設計方案比較

結合附圖和具體實施例，對本實用新型作進一步說明。在圖1所述的第一實施例中，一種電磁汽車剎車系統，其特征是：它有剎車裝置和車輪構成；所述的剎車裝置包括電磁鐵、電流傳感器和剎車踏板，電磁鐵內部設有線圈，并與電流傳感器相連，剎車板控制電流傳感器；所述的車輪包括車胎和剎車盤，剎車盤設在車胎的側面。在圖2所述的第二實施例中，所述的電磁鐵上設有剎車片，剎車時，剎車片與剎車盤相嚙合進行剎車。剎車板控制電流傳感器，對剎車板施加的力越大，電流傳感器傳給線圈的電流越大，電磁鐵帶動剎車片與剎車盤靠得就越緊；司機根據自己腳踩剎車板的力度來控制剎車的效果。

4 結論及對教學的促進作用

圖1 本實用新型的主視圖

圖2 本實用新型的結構圖

本次設計全部制動控制的傳輸路徑都是通過排布電線來實現的。由于排布線路不會像排布油路那樣會受到種種內因外因的影響，所以排線自由度會高出許多。在自檢方面也遠遠優于液壓剎車系統。液壓剎車系統只有當油真正開始泄露，或者液壓油不足的時候才會進行報警，而這些問題往往都會出現在汽車行駛過程中，不容易引起司機的重視。等到真正發現制動力減弱時，可能為時已晚。本實用新型專利可以直接檢測每次制動時的電流大小，通過強弱自診出問題。提醒駕駛者，當真正在行駛中遇見問題的時候，發生四條線路同時故障的幾率也會極小，保證駕駛者安全地把車停下，等待救援。汽車制動是汽車安全的第一道保障，決不允許任何意外發生。

電磁汽車剎車系統在結構上要簡單于油壓剎車系統，能在生產上節約原料；部分位置對于精度的要求比油壓的要低許多，減少了加工成本；在日常使用的時候，不會產生流入液壓油這類二次污染物，有利于環保；保養檢測維修簡便，維護成本低廉，具有廣闊的市場應用前景。

學生通過完成該篇論文，加深了對汽車剎車系統的理解，同時對設計過程做了總的概括，提高了自己的科研能力。教師在指導學生的過程中，進一步總結教學方法和教學新觀念，加大對學生的引導，同時也提高了自己管理學生的能力。雙方起到了互相促進、共同進步的作用。

[1]陳家瑞.汽車構造:下冊[M].5版.北京:人民交通出版社,2006.

[2]趙英勛.汽車檢測與診斷技術[M].2版.北京:機械工業出版社,2008.

[3]中華人民共和國國家發展和改革協會.中華人民共和國機械行業標準（JB/T10730-2007）：直流起重電磁鐵[M].北京:機械工業出版社,2007.