電磁汽車剎車系統(tǒng)

◆祝征 蔣汪萍

1 引言

據(jù)統(tǒng)計(jì)，中國(guó)現(xiàn)在每年因?yàn)榻煌ㄊ鹿仕劳鋈藬?shù)已經(jīng)超過(guò)10萬(wàn)人，其中一部分是因?yàn)閯x車故障導(dǎo)致的。現(xiàn)款液壓剎車系統(tǒng)，當(dāng)其中的一個(gè)油路出現(xiàn)如老化、疲勞和安裝密封不嚴(yán)等情況，緊急制動(dòng)時(shí)就會(huì)因?yàn)閴毫μ蠖鴮?dǎo)致油路泄露、破損，在最需要制動(dòng)力的時(shí)候，制動(dòng)力反而失靈。這對(duì)于司機(jī)的心理素質(zhì)是一個(gè)考驗(yàn)，此時(shí)司機(jī)可能已經(jīng)無(wú)法冷靜思考，用其他方式制動(dòng)，導(dǎo)致重大交通事故。

目前，汽車所使用的剎車系統(tǒng)都為液壓剎車系統(tǒng)。液壓剎車系統(tǒng)比原始的帶傳動(dòng)先進(jìn)，但是結(jié)構(gòu)要復(fù)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(duì)污染物敏感的組件，更需要精心維護(hù)。在安裝之前要注意管線內(nèi)部潔凈、管接頭安裝密封。同時(shí)管路布置應(yīng)該位于安全地帶，避免損傷。液壓剎車系統(tǒng)只要某個(gè)管路出現(xiàn)損傷和破裂等故障，就會(huì)影響整個(gè)剎車系統(tǒng)。這種液壓剎車系統(tǒng)需經(jīng)常維護(hù)，使用成本極高。

為了克服上述液壓剎車系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、維修保養(yǎng)使用成本高、有安全隱患等問(wèn)題，本實(shí)用新型專利提供了一種新型的制動(dòng)方法，它通過(guò)電磁力來(lái)控制剎車。與液壓剎車系統(tǒng)相比，電磁汽車剎車系統(tǒng)在節(jié)能、降低二次污染、簡(jiǎn)便輕便方面具有優(yōu)勢(shì)。在燃油等二次污染如此嚴(yán)重的今天，電磁汽車剎車系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)更加凸顯出來(lái)，可能是未來(lái)汽車剎車系統(tǒng)的一種主流方法。本文主要介紹電磁汽車剎車系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程，是學(xué)生科研項(xiàng)目的一個(gè)成果，進(jìn)一步體現(xiàn)了學(xué)生的科技創(chuàng)新能力，對(duì)教學(xué)起到很好的促進(jìn)作用。

2 研究?jī)?nèi)容

為了克服液壓剎車系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、容易漏油等不足，本實(shí)用新型的目的是提供一種電磁汽車剎車系統(tǒng)，通過(guò)電磁力來(lái)剎車。設(shè)計(jì)靈感來(lái)源于電磁鐵吸附裝置：當(dāng)螺線線圈通電時(shí)，會(huì)產(chǎn)生電磁力，從而吸引鋼鐵。本實(shí)用新型專利也是通過(guò)螺旋線圈通電產(chǎn)生磁力進(jìn)而吸附的原理而設(shè)計(jì)。為了實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的目的，采用的技術(shù)方案是：一種電磁汽車剎車系統(tǒng)，由剎車裝置和車輪構(gòu)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(nèi)部設(shè)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(shè)在車胎的側(cè)面。整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，與原來(lái)相比減少很多繁重的元器件。在簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)的同時(shí)，降低安裝維修難度，也在無(wú)形之中降低部分人工養(yǎng)護(hù)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(shí)用新型的有益效果是；通過(guò)電磁力制動(dòng)電磁鐵來(lái)剎車，避免了用液壓系統(tǒng)剎車容易泄漏液壓油的不足。在機(jī)電一體化程度如此之高的今天，它的出現(xiàn)將大大改變?nèi)藗儗?duì)車輛的使用感受。同時(shí)它剎車靈敏，可靠性強(qiáng)，工作穩(wěn)定。

3 設(shè)計(jì)方案比較

結(jié)合附圖和具體實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。在圖1所述的第一實(shí)施例中，一種電磁汽車剎車系統(tǒng)，其特征是：它有剎車裝置和車輪構(gòu)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(nèi)部設(shè)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(shè)在車胎的側(cè)面。在圖2所述的第二實(shí)施例中，所述的電磁鐵上設(shè)有剎車片，剎車時(shí)，剎車片與剎車盤相嚙合進(jìn)行剎車。剎車板控制電流傳感器，對(duì)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(dòng)剎車片與剎車盤靠得就越緊；司機(jī)根據(jù)自己腳踩剎車板的力度來(lái)控制剎車的效果。

4 結(jié)論及對(duì)教學(xué)的促進(jìn)作用

圖1 本實(shí)用新型的主視圖

圖2 本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)圖

本次設(shè)計(jì)全部制動(dòng)控制的傳輸路徑都是通過(guò)排布電線來(lái)實(shí)現(xiàn)的。由于排布線路不會(huì)像排布油路那樣會(huì)受到種種內(nèi)因外因的影響，所以排線自由度會(huì)高出許多。在自檢方面也遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于液壓剎車系統(tǒng)。液壓剎車系統(tǒng)只有當(dāng)油真正開(kāi)始泄露，或者液壓油不足的時(shí)候才會(huì)進(jìn)行報(bào)警，而這些問(wèn)題往往都會(huì)出現(xiàn)在汽車行駛過(guò)程中，不容易引起司機(jī)的重視。等到真正發(fā)現(xiàn)制動(dòng)力減弱時(shí)，可能為時(shí)已晚。本實(shí)用新型專利可以直接檢測(cè)每次制動(dòng)時(shí)的電流大小，通過(guò)強(qiáng)弱自診出問(wèn)題。提醒駕駛者，當(dāng)真正在行駛中遇見(jiàn)問(wèn)題的時(shí)候，發(fā)生四條線路同時(shí)故障的幾率也會(huì)極小，保證駕駛者安全地把車停下，等待救援。汽車制動(dòng)是汽車安全的第一道保障，決不允許任何意外發(fā)生。

電磁汽車剎車系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上要簡(jiǎn)單于油壓剎車系統(tǒng)，能在生產(chǎn)上節(jié)約原料；部分位置對(duì)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(shí)候，不會(huì)產(chǎn)生流入液壓油這類二次污染物，有利于環(huán)保；保養(yǎng)檢測(cè)維修簡(jiǎn)便，維護(hù)成本低廉，具有廣闊的市場(chǎng)應(yīng)用前景。

學(xué)生通過(guò)完成該篇論文，加深了對(duì)汽車剎車系統(tǒng)的理解，同時(shí)對(duì)設(shè)計(jì)過(guò)程做了總的概括，提高了自己的科研能力。教師在指導(dǎo)學(xué)生的過(guò)程中，進(jìn)一步總結(jié)教學(xué)方法和教學(xué)新觀念，加大對(duì)學(xué)生的引導(dǎo)，同時(shí)也提高了自己管理學(xué)生的能力。雙方起到了互相促進(jìn)、共同進(jìn)步的作用。

[1]陳家瑞.汽車構(gòu)造:下冊(cè)[M].5版.北京:人民交通出版社,2006.

[2]趙英勛.汽車檢測(cè)與診斷技術(shù)[M].2版.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2008.

[3]中華人民共和國(guó)國(guó)家發(fā)展和改革協(xié)會(huì).中華人民共和國(guó)機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（JB/T10730-2007）：直流起重電磁鐵[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2007.