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西门子威迪欧电子楔式制动系统
作者: 秦明华 来源: 中国汽车画报杂志 日期: 2007年第01期

    从能量守恒的角度来说,刹车系统的作用就是将车辆行驶时的动能转变为系统摩擦的热能,从而让汽车停下来。否则,巨大的行驶动能只能通过车身和肉体的塑性变形来吸收,显然那是谁都不愿看到的。所以自从有了车辆的那一天,人们便开始了对刹车系统的不断探索和研究。

    首先从摩擦力作用的部位来说,有的作用于传动轴,如很多车型的驻车制动;有的作用于轮圈,如最常见的自行车;还有的作用于专门的摩擦部件,如现在广泛使用的盘式和鼓式制动。另外从作用力的传递形式来说,又有机械式、气动式和液压式之分。机械式通过钢丝、链条等传递动力,这种形式直接,但很生硬。气动式通过压缩空气驱动刹车系统,它很好地解决了人脚驱动能量不足的问题,因此在大型商用车辆上得到了广泛应用。但是对于普通轿车来说,气体的可压缩性存在一定的滞后,因此结构简单、性能稳定的液压传动成为乘用车的首选。

    在目前主流的刹车系统中,液压盘式刹车具有线性好、稳定性高的优点,而且能够与ABS、ESP等电子辅助系统相匹配,算得上是一种很成熟的技术形式。但还有没有比这更先进的技术呢?西门子VDO公司为我们做出了肯定的答案,在去年的法兰克福车展上,他们推出了全新的电子楔式制动系统(EIectronic Wedge Brake, EWB)。

    顾名思义,电子楔式制动系统有两个鲜明的特点。首先是电子化,刹车踏板与刹车卡钳之间传递的不再是作用力,而是电信号,位于车轮上的刹车模块相当于一个电子执行机构,它会根据驾驶员的指令做出刹车动作,从这一点上来说很像现在有些车型上采用的电子节气门。楔形刹车的第二个特点是通过楔块的位移增大摩擦盘与摩擦片之间的压力,以达到刹车目的。从硬件上来说,EWB主要由位于刹车踏板上的传感器、控制电脑以及位于每个车轮上的刹车模块和连接线路组成。刹车踏板上的传感器能够检测驾驶员蹬踏的力量和速度,并将这些信号传递给控制电脑,电脑对这些信号进行处理分析后再对刹车模块发出指令。位于每个车轮上的智能刹车模块相互独立,由刹车片、楔块和滚拄、两个电机和一个传感器构成。该传感器每秒钟对楔子的位置和作用力进行100次的检测,并将这些信息及时传递给控制电脑,时刻保证对刹车的正确控制。

    从刹车效果来说,这种结构形式比传统的刹车系统更加快捷有效。因为在刹车盘的旋转带动下,楔子具有自动放大的效应,不仅比液压系统反应更快,而且仅需要原来1/10的能量就可以实现刹车。当然这种结构形式也存在风险,那就是刹车力量不是呈线性增大,而且有可能在刹车盘带动下产生自锁。如果在高速行驶过程中突然有某个车轮抱死,那绝对是一件要命的事情。那么如何解决这些问题呢?西门子VDO公司的工程师们釆用了先进的模猢控制逻辑,这是一种源于航空航天系统的技术,从而有效避免了楔子无意识锁死的风险。

    EWB系统减少了原来液压系统的刹车总泵、分泵、高压油管等,结构更加简单,但功能却大大增强。它不仅集成了ABS控制单元的功能,而且因为踏板和刹车模块之间是电路连接,在紧急刹车时不会再出现传统ABS的弹脚现象。另外它还同时具备了驻车制动的功能,在装备EBA的汽车上,传统的手刹拉杆便再也无用武之地了。

    从汽车主动安全技术的发展趋势来说,将来先进的驾驶员辅助系统不仅能在驾驶员采取措施的同时提供必要的帮助,而且能在危急情况发生之前提前出手。这样的功能对于传统的刹车系统显然无法做到,因为它们都需要由驾驶员提供刹车能量,最起码也要由驾驶员触发。而以EWB形式实现的线控刹车技术则可以轻松做到,只要雷达或者红外线探测系统检测到了危险的存在,只需一个电信号EWB就可以在驾驶员还没有反应过来的时候提前减速。

    电子楔式制动系统(EBA)在安全性和舒适性方面具有巨大优势,但热心的消费者们千万不要着急,因为还有很多工作需要完善,预计2010年前后才能够投入生产。

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(转载请注明来源: 汽车制动网/chebrake.com 责任编辑:elizabeth)

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