电磁汽车刹车系统

◆祝征 蒋汪萍

1 引言

据统计，中国现在每年因为交通事故死亡人数已经超过10万人，其中一部分是因为刹车故障导致的。现款液压刹车系统，当其中的一个油路出现如老化、疲劳和安装密封不严等情况，紧急制动时就会因为压力太大而导致油路泄露、破损，在最需要制动力的时候，制动力反而失灵。这对于司机的心理素质是一个考验，此时司机可能已经无法冷静思考，用其他方式制动，导致重大交通事故。

目前，汽车所使用的刹车系统都为液压刹车系统。液压刹车系统比原始的带传动先进，但是结构要复杂许多。特别是其中的一些核心的液压组件，如液压泵、液压阀和油缸等。这些高性能部件都是对污染物敏感的组件，更需要精心维护。在安装之前要注意管线内部洁净、管接头安装密封。同时管路布置应该位于安全地带，避免损伤。液压刹车系统只要某个管路出现损伤和破裂等故障，就会影响整个刹车系统。这种液压刹车系统需经常维护，使用成本极高。

为了克服上述液压刹车系统结构复杂、维修保养使用成本高、有安全隐患等问题，本实用新型专利提供了一种新型的制动方法，它通过电磁力来控制刹车。与液压刹车系统相比，电磁汽车刹车系统在节能、降低二次污染、简便轻便方面具有优势。在燃油等二次污染如此严重的今天，电磁汽车刹车系统的优势更加凸显出来，可能是未来汽车刹车系统的一种主流方法。本文主要介绍电磁汽车刹车系统的设计过程，是学生科研项目的一个成果，进一步体现了学生的科技创新能力，对教学起到很好的促进作用。

2 研究内容

为了克服液压刹车系统结构复杂、容易漏油等不足，本实用新型的目的是提供一种电磁汽车刹车系统，通过电磁力来刹车。设计灵感来源于电磁铁吸附装置：当螺线线圈通电时，会产生电磁力，从而吸引钢铁。本实用新型专利也是通过螺旋线圈通电产生磁力进而吸附的原理而设计。为了实现本实用新型的目的，采用的技术方案是：一种电磁汽车刹车系统，由刹车装置和车轮构成；所述刹车装置包括电磁铁、电流传感器和刹车踏板，电磁铁内部设有线圈，并与电流传感器相连，刹车板控制电流传感器；所述的车轮包括车胎和刹车盘，刹车盘设在车胎的侧面。整体结构简单紧凑，与原来相比减少很多繁重的元器件。在简化结构的同时，降低安装维修难度，也在无形之中降低部分人工养护成本。核心部件的电磁铁部分可回收利用，避免造成二次污染。

本实用新型的有益效果是；通过电磁力制动电磁铁来刹车，避免了用液压系统刹车容易泄漏液压油的不足。在机电一体化程度如此之高的今天，它的出现将大大改变人们对车辆的使用感受。同时它刹车灵敏，可靠性强，工作稳定。

3 设计方案比较

结合附图和具体实施例，对本实用新型作进一步说明。在图1所述的第一实施例中，一种电磁汽车刹车系统，其特征是：它有刹车装置和车轮构成；所述的刹车装置包括电磁铁、电流传感器和刹车踏板，电磁铁内部设有线圈，并与电流传感器相连，刹车板控制电流传感器；所述的车轮包括车胎和刹车盘，刹车盘设在车胎的侧面。在图2所述的第二实施例中，所述的电磁铁上设有刹车片，刹车时，刹车片与刹车盘相啮合进行刹车。刹车板控制电流传感器，对刹车板施加的力越大，电流传感器传给线圈的电流越大，电磁铁带动刹车片与刹车盘靠得就越紧；司机根据自己脚踩刹车板的力度来控制刹车的效果。

4 结论及对教学的促进作用

图1 本实用新型的主视图

图2 本实用新型的结构图

本次设计全部制动控制的传输路径都是通过排布电线来实现的。由于排布线路不会像排布油路那样会受到种种内因外因的影响，所以排线自由度会高出许多。在自检方面也远远优于液压刹车系统。液压刹车系统只有当油真正开始泄露，或者液压油不足的时候才会进行报警，而这些问题往往都会出现在汽车行驶过程中，不容易引起司机的重视。等到真正发现制动力减弱时，可能为时已晚。本实用新型专利可以直接检测每次制动时的电流大小，通过强弱自诊出问题。提醒驾驶者，当真正在行驶中遇见问题的时候，发生四条线路同时故障的几率也会极小，保证驾驶者安全地把车停下，等待救援。汽车制动是汽车安全的第一道保障，决不允许任何意外发生。

电磁汽车刹车系统在结构上要简单于油压刹车系统，能在生产上节约原料；部分位置对于精度的要求比油压的要低许多，减少了加工成本；在日常使用的时候，不会产生流入液压油这类二次污染物，有利于环保；保养检测维修简便，维护成本低廉，具有广阔的市场应用前景。

学生通过完成该篇论文，加深了对汽车刹车系统的理解，同时对设计过程做了总的概括，提高了自己的科研能力。教师在指导学生的过程中，进一步总结教学方法和教学新观念，加大对学生的引导，同时也提高了自己管理学生的能力。双方起到了互相促进、共同进步的作用。

[1]陈家瑞.汽车构造:下册[M].5版.北京:人民交通出版社,2006.

[2]赵英勋.汽车检测与诊断技术[M].2版.北京:机械工业出版社,2008.

[3]中华人民共和国国家发展和改革协会.中华人民共和国机械行业标准（JB/T10730-2007）：直流起重电磁铁[M].北京:机械工业出版社,2007.