电机械制动(EMB)技术 交通运输工具新型制动系统

电机械制动技术是一种由电子控制和电驱动的机电一体化的新型摩擦制动技术。本书介绍了电机械制动技术的相关基础理论和工程应用方法。书中首先系统分析总结了轨道交通、汽车和飞机等交通运输工具制动技术的发展历程，然后从系统层面介绍了电机械制动（EMB）系统设计方法，再对电机械制动的制动控制系统、执行机构、摩擦副及其检测方法、防滑控制和可靠性进行了阐述，并以轨道交通、汽车和飞机为例，介绍了电机械制动（EMB）在交通运输工具上的应用实例，最后对电机械制动（EMB）技术的特点进行了分析和总结。本书涵盖了各种交通运输工具电机械制动技术，内容全面广泛，可作为高等院校交通运输工程、机械工程等学科的机电专业实践运用的研究生教材或参考书，也可供有关科研人员和工程技术人员参考使用。

王军，轨道交通装备技术和管理专家。现任中车科技创新委员会主任，轨道交通车辆系统集成国家工程实验室主任。兼任国家铁路局专家委员会委员、国家知识产权专家咨询委员会委员、中国铁道学会常务理事。长期从事铁路机车车辆技术研发、创新体系建设和工程管理工作。主持研制青藏高原客车、“和谐号”时速250公里和时速350公里高速列车，是我国高速列车技术创新与管理领军人物之一。获国家科技进步特等奖、一等奖、二等奖各一次，第十二届詹天佑铁道科学技术大奖，作为“复兴号动车组研发创新团队”核心成员获全国创新争先奖牌，入选国家百千万人才工程，享受国务院颁发的政府特殊津贴。

前言
第1章概论1
1.1制动在交通运输工具中的意义1
1.2交通运输工具常用制动方式2
1.2.1列车动能转移方式3
1.2.2制动力形成方式4
参考文献5
第2章交通运输工具制动技术的发展6
2.1轨道交通车辆制动技术的发展6
2.1.1人力制动机6
2.1.2空气制动6
2.1.3液压制动机15
2.1.4电机械制动15
2.2汽车制动技术的发展16
2.2.1人力机械制动16
2.2.2液压/气压制动17
2.2.3电子机械制动26
2.3飞机制动技术的发展27
2.3.1人力制动系统28
2.3.2气压/液压制动系统28
2.3.3液压防滑制动系统30
2.3.4全电防滑制动系统32
参考文献35
第3章EMB系统设计37
3.1制动系统设计要求37
3.1.1一般原则37
3.1.2制动系统功能要求37
3.1.3制动系统安全要求41
3.2EMB系统组成及工作原理43
3.2.1供能装置43
3.2.2制动指令与通信系统43
3.2.3制动控制系统46
3.2.4制动执行机构47
3.3EMB系统制动计算47
3.3.1一般原理47
3.3.2轨道车辆EMB系统制动计算47
3.3.3汽车EMB系统制动计算51
3.3.4飞机EMB系统制动计算52
3.3.5EMB系统功耗计算53
参考文献53
第4章EMB控制系统54
4.1制动力管理54
4.1.1轨道交通车辆制动力管理54
4.1.2汽车制动力管理56
4.1.3飞机制动力管理58
4.2EMB制动力调节58
4.2.1PI控制59
4.2.2模型参考自适应控制60
4.2.3自校正控制61
4.2.4改进型PID控制61
4.2.5其他控制方法62
4.3防滑控制62
4.3.1滑行检测62
4.3.2滑行控制63
4.3.3防滑控制展望64
4.4闸片间隙调整和磨耗在线监测64
4.5备用电源管理65
4.6故障检测及处理65
第5章EMB执行机构67
5.1EMB执行机构的形式与组成67
5.1.1浮动式EMB执行机构67
5.1.2杠杆式EMB执行机构67
5.1.3直推式EMB执行机构68
5.1.4集成式EMB执行机构68
5.2EMB执行机构的结构与功能69
5.2.1电动机选型和结构特点69
5.2.2运动转化装置71
5.2.3减速增力装置74
5.2.4间隙调整装置78
5.2.5制动力保持装置78
参考文献80
第6章摩擦副及其检测方法81
6.1摩擦副技术要求及种类81
6.1.1技术要求81
6.1.2种类84
6.2热力学仿真88
6.2.1理论基础88
6.2.2热流密度89
6.2.3摩擦面积的确定89
6.2.4热流分配系数的确定90
6.2.5对流换热系数的预测92
6.3试验方法98
6.3.1机械性能试验98
6.3.2摩擦性能试验99
6.3.3摩擦副测温101
6.3.4环保性能试验103
参考文献106
第7章EMB系统防滑控制108
7.1概述108
7.2黏着108
7.2.1黏着系数109
7.2.2附着系数109
7.3防滑控制技术发展历程112
7.4防滑控制系统设计要求113
7.4.1一般原则113
7.4.2轨道车辆防滑设计要求113
7.4.3汽车防滑设计要求114
7.4.4飞机防滑设计要求115
7.5EMB防滑控制系统组成及原理116
7.5.1速度传感器117
7.5.2防滑控制器118
7.5.3防滑控制原理119
7.6防滑控制性能评价121
7.6.1黏着利用率121
7.6.2防滑功耗增加率123
参考文献123
第8章可靠性124
8.1制动系统可靠性与安全性124
8.1.1评价指标124
8.1.2分析和设计方法127
8.1.3安全完整性等级评价132
8.2EMB系统可靠性与安全性设计133
8.2.1可靠性与安全性设计要点134
8.2.2故障预测与健康管理134
8.3EMB系统可靠性试验方法136
8.3.1工程试验和统计试验136
8.3.2使用现场试验和实验室试验137
8.3.3长期寿命试验和加速寿命试验137
8.3.4可靠性试验的综合安排138
参考文献138
第9章轨道交通实例139
9.1中国EMB139
9.1.1概述139
9.1.2系统构架139
9.1.3系统功能142
9.1.4EMB制动缸结构143
9.2日本鹿儿岛交通局1000型超低地板路面电车144
9.2.1日本EMB结构145
9.2.2日本EMB性能146
9.3韩国铁道研究院EMB系统146
参考文献147
第10章汽车实例148
10.1TRW集成化制动控制系统148
10.1.1IBC系统概述148
10.1.2IBC系统结构与工作原理149
10.1.3IBC控制系统151
10.2本田雅阁电液复合制动系统153
10.2.1ESB系统概述153
10.2.2ESB各部件结构与功能154
10.2.3ESB系统工作原理155
10.2.4ESB系统控制原理157
10.3奥迪e-tron干湿组合制动系统159
10.3.1EHCB系统概述159
10.3.2EHCB系统架构和组件160
10.3.3EHCB系统控制功能162
参考文献162
第11章飞机实例164
11.1波音787全电制动系统组成和工作原理164
11.2波音787全电制动系统性能评价166
参考文献166
第12章EMB技术特点分析和展望167