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电子机械制动系统执行机构设计研究
电子机械制动系统执行机构设计研究【1】
【摘 要】随着经济的发展，人们对汽车需求量增加的同时，也对其安全性能愈加重视。
电子机械制动系统是汽车制动系统的重要组成部分，对汽车的制动性能起到关键的作用。
汽车的制动性对汽车行驶的可靠性具有重大意义，能够确保行车驾驶的安全。
但是，传统的汽车制动系统存在一定的弊端，对汽车的制动性能造成一定程度的影响。
本文分析了汽车电子机械制动系统发展历程和现状，解读了汽车制动系统设计理论和要求，阐述了电子机械制动系统执行机构的设计过程。
【关键词】电子机械制动系统执行机构;制动;汽车驾驶
前言：电子机械制动系统是一种新型的汽车制动系统，具有传统制动系统所无法比拟的优越性能。
它在设计的过程中结构并不复杂、具备节能环保的特点，因而受到广泛关注，并得到了大范围的应用。
人们不断追求汽车驾驶的舒适性以及安全性，而电子机械制动系统便可以很好地满足人们的需求，为汽车行业的发展作出重要的贡献。
一、汽车电子机械制动系统发展历程和现状
电子机械制动系统原本的应用对象是飞机，随着其功能不断丰富以及研究人员的不断改进，使得其开始向汽车领域渗透。
随着时间的推移，这项技术已经在飞机领域趋于成熟状态。
近些年，西方发达国家针对展开的深入的研究，作为线控技术的一个重要组成部分，其重要性受到了越来越广泛地关注。
上世纪90年代，一部分实力较强的汽车配件生产商开始对其展开研发活动。
其中，天合公司所生产的电子机械制动系统已经得到了广泛的应用，比如奥迪A8以及A6系列都已经运用这种制动系统。
二、汽车制动系统设计理论和要求
(一)设计理论。
汽车的制动性是指其在运行的过程中，可以在较短的期限内刹车，同时可以保证汽车的前进方向，处于坡路的时候也能够能够克服重力势能，使车身的速度限制在一定的范围内。
制动效能指的是其发挥作用的减速以及停车距离。
在路况较为正常的情况下，汽车在一定的初始速度下开启制动功能直至汽车停止运行的距离。
抗热衰退性能使汽车在较高速度的运行情况下制动效能的维持在在较好的状况，也会考虑在下坡进行持续制动时的情形。
这种情形下的制动是将汽车本身运行的动能通过科学手段转化为热能，将动能转化殆尽，达到使汽车停止运行的目的，如此制动方式使得制动系统本身的温度必然升高，在面对如此的状况下，设计人员应该对其进行考虑，确保在进行制动系统设计的过程当中能够寻找出良好的应对方案。
维持汽车的稳定运作，使汽车在行驶的过程中保持较为平稳的运行，保证其方向性较为长久，对于汽车制动来说具有重要的现实意义。
这个方面的衡量标准是汽车在固定路段进行行驶的过程中所表现出的综合实力，汽车一旦出现方向偏离的状况，就会使得原本的行驶动向发生变化，一直维持的行驶稳定状态被打破。
(二)设计要求。
其设计的过程应该遵守相关法律。
因为汽车的制动性能可以对汽车驾驶安全造成重大的影响，因此，国家在法律中已经对其设计的性能指标作出严格规定，确保设计出的制动系统可以满足汽车的可靠性需求。
制动效能可以对汽车的制动效果产生重要影响，必须将其保持在较为可靠的范围内。
针对这个方面，美国和日本等技术发达国家已经对此作出较为详细的技术限定，设计人员需要参照其进行制动系统的设计。
三、电子机械制动系统执行机构设计
(一)滚珠丝杠外形核定以及相关计算。
在针对其进行选择的过程中，先要做到是针对其精确度进行相应的确认，同时还要兼顾其工作环境，对设计流程进行详细梳理，使其脉络清晰，随后需要对其进行相应计算与核实，确保其精确度以及强度等参数能够符合现实要求。
其精确度需要按照一定的等级进行划分，数值较低的等级精确度相对较高。
正常情况下，部件的精度控制在5-10的范围之内。
本文将其设定为6级，运用轧制丝杠。
接下来需要针对其额定荷载进行控制，电子机械制动系统在发挥作用的过程中，内部动块开始发挥作用到静止之后，便会因为运行而产生相应的振动以及冲撞，针对这种情况，应该对动载荷的状况进行分析，使其能够对滚珠丝杠副的选定提供依据，按照定量分析原则，其解析式应为：
Ci=KFKHF
上述式中的KF载荷动力参数，KH为载荷硬性参数，这个系数需要根据相关标准机构指定的列表进行查阅，确保其能处于正常标准，L代表导程。
将运作的各种参数带入上式中，将各种计算结果进行汇总，然后确认相关的研究结果，使其能够为制动系统的设计提供参数支持。
(二)减速器的计算设计。
行星齿轮传动的锯齿需要根据其传动系数进行确定，确保其能够处于正常的范围内。
在对其进行确认的过程中，必须确定轮齿的数量，让后按照安装的状况对安装条件进行确认，确保设计能够顺利实现。
(三)直流电机的选择。
根据对资料进行查阅，兼顾现实装状况可知，稀土性质的无刷直流电机最符合设计的要求，能够在电子机械制动系统中获得良好的表现。
行星轮减速比率应该被设定在10，根据这种情况，电机的扭矩系数极限应该为1.2245N.m.。
本文为了实现设计，选定型号为DF784E的无刷电机。
电机本身由机体以及驱动控制部分组成。
在对其进行使用的过程中需要兼顾传感器等设备的安置，它具备扭矩大，耦合度较好以及回馈较为灵敏等特点。
四、总结
汽车的制动性能对汽车的行驶安全造成重大影响，因而受到人们的广泛关注。
电子机械制动系统具备传统制动系统所无法比拟的优势，是一种新兴的制动理念，为汽车的制动性能的提高提供了新的发展方向，使人们的舒适以及安全体验得到升高，针对其进行相应的分析和设计，具有重要的现实意义。
针对传统制动系统进行创新研发，运用制动系统的理论知识，对其各个部分进行计算和设计，对我国的制动系统的发展起到重要的促进作用。
参考文献：
[1]周飞.基于人机工程学的汽车制动器操纵机构的安全设计[J].机械制造.2008(04)：115-119.
[2]钟师.TRW电子驻车制动(EPB)先进技术[J].汽车与配件.2006(23)：110-115.
[3]温效朔.基于UG和ADAMS的装载机工作装置虚拟样机的运动仿真[J].机电产品开发与创新.2006(03)：114-118.
电子机械制动系统的设计与研究【2】
【摘 要】伴随着经济的不断发展，社会的持续进步，科学的不断繁荣，使得国家的工业也获得了空前发展，在工业生产与操作中，电子机械，作为一种最新流行的工业形式，在工业制造中发挥着非常关键的作用，特别是最近的这些年来，电子机械在某种意义上极大地促进了工业的发展与科学的进步，本文针对电子机械制动系统展开讨论，系统地分析了电子机械制动系统的设计，这一机械系统的制动执行器为电驱动元件，与普通元件比较起来具有优势特征，例如：运行中不会出现不明液体，反应快捷、性能稳定-----在当今时代，这一系统无论在设计还是探究方面都有所发展，然而，我国在这一领域仍然需要更多的后备力量。
【关键字】电子机械;制动系统;设计;研究
电子机械系统的英文简写为EMB，，作为一类新兴制动设备，他能够发挥以往的液压制动系统不能够发挥的功能，特别是在经济不断发展、技术不断进步的这些年，在工业生产中需要更高水平的机械制动系统，在现阶段，一些系统，例如：牵引力控制系统、主动避撞技术都已经充当了制动系统，虽然，以往的液压制动系统呈现出了成熟的发展态势，然而，由于新的技术与新的系统的使用，却使一些制动系统具有相对繁琐的结构，造成了安装与修理维护的麻烦，电子机械制动系统在一定程度上克服了这些困难，其具有简单、方便、功能齐全、性能稳定的特征，这一系统极大地支持了一些重工业的发展。
一、电子机械制动系统
1、电子机械制动系统的简单介绍
这一系统大体由两个方面构成，具体为：电子控制系统与机械控制系统。
主要是把一些电动机加以集合，而且要将这些电动机设在车轮制动器内部，以此，并使用电制动代替了传统的液压制动，极大地加强了所出现的制动力，在电子机械制动系统的辅助下，不会出现什么液态油，而且完全的电路系统，以往的制动系统，主要是利用液态油进行制动，电子机械制动系统则是在电力作用下来积极控制。
2、电子机械制动系统的构成
电子机械制动系统大体由三大部分与其他零散零件构成，三大部分为：制动系统、车轮制动模块、电子踏板模块。
下面就这几个模块进行分别介绍：
第一，制动系统
大体功能为：踏板会出现一些信号，接受这些信号，达到对制动器控制的目的，例如：驻车制动发出的信号能够被这一系统积极接受，以此来控制车辆的停驻，而且这一系统也能够对车轮传感器发出感应，以此来断定车轮中的事故问题，而且，这一系统也负责管理所用制动系统的电源，将其中的电流科学地分解。
第二，车轮的制动模块
模块部分占据着十分关键的地位，作为一个执行元件，他担负着所有制动系统的操作，这一模块大体由车轮制动执行器与控制器构成，通过利用电力制动与电子制动来其进行管理，而且两种制动方法的作用各不相同，前者大体对一些重要信号加以控制，后者则是对供能电流加以控制。
第三，电子踏板模块
电子踏板模块在电子机械系统中也发挥着十分重要的作用，这一模块会出现一些踏板力，将这部分力量进行转换。
在具体的转换中就是把踏板上面的力量与速度转化为对应的信息，然后将其传给制动系统，这一系统会对这些信息进行编程，然后把对应的电流传给其他模块，这样就达到了对所产生的制动力的控制，从某种意义上讲，大大提高了对制动响应速度，而且在制动性能上也有所发展。
第四，排除以上的三大系统，也有其他的部件，例如：电动机、转速传感器以及制动轮……
3、电子机械制动系统的工作原理
同以往的液压制动系统相比，新的电子机械制动系统拥有同样的工作原理，这是由于无论是那一类制动系统，他们的车轮与制动设备的内部结构是大体相同的，他们的不同主要在于电子机械制动系统没有液压源设备，而是用电源与其他的电动设备代替的，对应的制动力也是来源于电气设备，电子控制器有效地控制了制动力，与传统机械系统不同，这一系统有自己的制动执行器，主要是控制单元来掌控内部的零部件，电子机械制动系统里面的中心控制模块负责供应信号。
二、电子机械制动系统的优势与急需发展的缺点
第一，电子机械制动系统的优势
与传统的制动系统相比，电子机械制动系统具有多方面的优势。
首先，在这一制动系统的制动管理下，极大地缩短了制动距离，在这种情况下，就确保其具有一定的稳定性。
之所以在距离与稳定性上有这些优势，是由于这个系统的制动执行器是通过数据线来与制动踏板联系起来的，然而，以往的液压机械制动系统却是通过液压来制动，无法达到这样的效果，电子机械制动系统有效缩短了制动时间。
其次，因为最新的电子机械制动系统无需启用制动液，在没有化学液体的作用下，会带来一定的环境效益，同时也在一定意义上安装速度获得了提高，质量得到了有效保证。
再次，电子机械系统无需装配真空增压器，在很大程度上扩大了空间，而且电子智能具有非常好的控制功能，能够对一些配置进行改动与维修，促进其优化，灵活度较高，能动性较好，在具体的规划中，这一系统能够同交通管理系统通过网络联系起来，能够非常高效、方便地查找与搜集资料。
第二，电子机械制动系统的不足之处
电子机械制动系统也存在一些不足之处，主要在于这一系统仍然处于刚刚起步时期，问题会必然存在。
首先，在力矩电机设计方面容易被限制，由于系统制动时，对应的制动垫块与制动盘会彼此连接，这就需要对力矩电机的体积与形状向小的方向设计。
其次，制动执行机构的设计方面。
由于系统中有很多零部件，他们大的体积很难适应发展需要。
再次，与传统系统相比，这一系统的设计成本会更高，费用的上升会为相关的工作部门带来一定的经济压力与麻烦，这就需要研究怎样将其成本控制在一定范围内，因此也加重了科研人员的负担，只有在成本能够被控制在一个合理的范围内，电子机械制动系统才能获得深入发展，才会在一个更高的范围内发挥作用，才能真正地进入市场，为人们服务。
总结
本文对电子机械的制动系统的设计进行了科学探究，从分析中可以看出，电子机械制动系统具有自身的优势，他打破了传统的制动液对环境的危害，而且其运行速度与性能稳定性都获得了很大的提升，但是，由于这一系统是一项最新的研究项目，他需要更多的精力与技术来优化其工作原理，降低其运行成本，但是这一制动系统具有广阔的发展前景，必将成为人们的一项优化培育项目。
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