從汽車誕生時起，車輛制動系統(tǒng)在車輛的安全方面就扮演著至關(guān)重要的角色,。近年來,，隨著車輛技術(shù)的進(jìn)步和汽車行駛速度的提高，這種重要性表現(xiàn)得越來越明顯,。汽車制動系統(tǒng)種類很多,，形式多樣。傳統(tǒng)的制動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)型式主要有機(jī)械式,、氣動式,、液壓式、氣—液混合式,。它們的工作原理基本都一樣,，都是利用制動裝置，用工作時產(chǎn)生的摩擦熱來逐漸消耗車輛所具有的動能,，以達(dá)到車輛制動減速,，或直至停車的目的。伴隨著節(jié)能和清潔能源汽車的研究開發(fā),，汽車動力系統(tǒng)發(fā)生了很大的改變,，出現(xiàn)了很多新的結(jié)構(gòu)型式和功能形式。新型動力系統(tǒng)的出現(xiàn)也要求制動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)型式和功能形式發(fā)生相應(yīng)的改變,。例如電動汽車沒有內(nèi)燃機(jī),，無法為真空助力器提供真空源，一種解決方案是利用電動真空泵為真空助力器提供真空,。

　　汽車制動系統(tǒng)的發(fā)展是和汽車性能的提高及汽車結(jié)構(gòu)型式的變化密切相關(guān)的,，制動系統(tǒng)的每個組成部分都發(fā)生了很大變化。

1 汽車制動系統(tǒng)的組成

　　制動系統(tǒng)主要由下面的4個部分組成：

(1)供能裝置：也就是制動能源,，包括供給,、調(diào)節(jié)制動所需能量以及各個部件，產(chǎn)生制動能量的部分稱為制動能源,；

(2)控制裝置：包括產(chǎn)生制動動作和控制制動效果的部件,；

(3)傳動裝置：包括把制動能量傳遞到制動器的各個部件；

(4)制動器：產(chǎn)生阻礙車輛運(yùn)動或者運(yùn)動趨勢的力的部件,，也包括輔助制動系統(tǒng)中的部件,。

　　現(xiàn)代的制動系統(tǒng)還包括制動力調(diào)節(jié)裝置和報警裝置，壓力保護(hù)裝置等輔助裝置。

1．1 供能裝置的發(fā)展

　　供能裝置主要是指制動能源,，制動能源有人力制動,、伺服制動、動力制動或者上述任兩者的結(jié)合使用,。

　　人力制動是開始有制動系統(tǒng)時的制動能源,，它有機(jī)械式制動、液壓式制動兩種形式,。機(jī)械式制動主要用于駐車制動系統(tǒng)中,，駐車制動系統(tǒng)中要求用機(jī)械鎖止方法保證汽車在原地停止不動，在任何情況下不至于滑動,。液壓式制動是通過制動踏板推動制動主缸,，進(jìn)而使制動器進(jìn)入工作狀態(tài)。伺服制動兼用人力和發(fā)動機(jī)作為制動能源,，正常情況下制動能量由動力伺服系統(tǒng)供給,，動力伺服系統(tǒng)失效時可由人力供給制動能量，這時伺服制動就變?yōu)槿肆χ苿?。伺服制動可用氣壓能,、真空?負(fù)氣壓能)以及液壓能作為伺服能量，形成各種形式的助力器,。動力制動系統(tǒng)的制動能源是發(fā)動機(jī)所驅(qū)動的油泵或者氣泵,，人力僅作為控制來源，可分為氣壓制動,、氣頂液制動,、液壓制動。其中氣壓制動是發(fā)展最早的一種動力制動系統(tǒng),。它用空氣壓縮機(jī)提供氣壓,，氣頂液制動是用氣壓推動液壓動作，產(chǎn)生制動作用,。液壓制動是目前得到廣泛應(yīng)用的一種制動系統(tǒng),，技術(shù)已經(jīng)非常成熟。目前正在發(fā)展的電液復(fù)合制動以及電子制動中使用了電機(jī)作為制動能源,，人力踩制動踏板作為控制來源,。

1．2控制裝置的發(fā)展

　　最早的人力制動,，通過機(jī)械的連接產(chǎn)生制動動作,。發(fā)展到人力控制制動，通過踩制動踏板啟動制動,，再由傳力裝置把制動踏板力傳到真空助力器,，經(jīng)過真空助力器的助力擴(kuò)大后，傳遞到制動主缸產(chǎn)生液壓力，然后通過油路把液壓力傳遞到每個輪缸,，開始制動,。隨著清潔能源汽車和電動汽車的研究應(yīng)用，以及電子技術(shù)在汽車上面的廣泛應(yīng)用,，制動系統(tǒng)的控制裝置也出現(xiàn)了電子化的趨勢,，其中電制動完全改變了制動系統(tǒng)的控制和管理，會使汽車制動系統(tǒng)發(fā)生革命性的變化,，它采用電子控制,，可以更加準(zhǔn)確、更高效率地實(shí)現(xiàn)制動,。

1．3傳動裝置的發(fā)展

　　人力制動時代是采用機(jī)械式的傳動裝置,，氣(液)壓制動是利用氣(液)壓力和連接管路把制動力傳遞到制動器。電子制動則是利用制動電機(jī)產(chǎn)生制動力直接作用到制動器,，它的控制信號來自控制單元(ECU),，用信號線傳遞制動信號和制動力信息。

1．4制動器的發(fā)展

　　制動器是制動的主要組成部分,，目前汽車制動器基本都是摩擦式制動器,，按照摩擦副中旋轉(zhuǎn)元件的不同，分為鼓式和盤式兩大類制動器,。

　　鼓式制動器又有領(lǐng)從蹄式,、雙領(lǐng)蹄式、雙向雙領(lǐng)蹄式,、雙從蹄式,、單向自增力式、雙向自增力式制動器等結(jié)構(gòu)型式,。盤式制動器有固定鉗式,，浮動鉗式，浮動鉗式包括滑動鉗式和擺動鉗盤式兩種型式,?；瑒鱼Q式是目前使用廣泛的一種盤式制動器。由于盤式制動器熱和水穩(wěn)定性以及抗衰減性能較鼓式制動器好,，可靠性和安全性也好,，而得到廣泛應(yīng)用。但是盤式制動器效能低,，無法完全防止塵污和銹蝕,，兼做駐車制動時需要較為復(fù)雜的手驅(qū)動機(jī)構(gòu)，因而在后輪上的應(yīng)用受到限制,，很多車是采用前盤后鼓的制動系統(tǒng)組成,。電動汽車和混合動力汽車上具有再生制動能力的電機(jī),，在回收制動能量時起制動作用，它引入了新型的制動器,。作為一種新的制動器型式,，勢必引起制動器型式的變革。電制動系統(tǒng)制動器是基于傳統(tǒng)的制動器,，也分為盤式電制動器和鼓式電制動器,，鼓式電制動器由于制動熱衰減性大等缺點(diǎn)，將來汽車上會以盤式電制動器為主,。

2 制動系統(tǒng)的發(fā)展趨勢

　　已經(jīng)普遍應(yīng)用的液壓制動現(xiàn)在已經(jīng)是非常成熟的技術(shù),，隨著人們對制動性能要求的提高，防抱死制動系統(tǒng),、驅(qū)動防滑控制系統(tǒng),、電子穩(wěn)定性控制程序、主動避撞技術(shù)等功能逐漸融人到制動系統(tǒng)當(dāng)中,，需要在制動系統(tǒng)上添加很多附加裝置來實(shí)現(xiàn)這些功能,，這就使得制動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜化，增加了液壓回路泄漏的可能以及裝配,、維修的難度,，制動系統(tǒng)要求結(jié)構(gòu)更加簡潔，功能更加全面和可靠,，制動系統(tǒng)的管理也成為必須要面對的問題,，電子技術(shù)的應(yīng)用是大勢所趨。

　　從制動系統(tǒng)的供能裝置,、控制裝置,、傳動裝置、制動器4個組成部分的發(fā)展歷程來看,，都不同程度地實(shí)現(xiàn)了電子化,。人作為控制能源，啟動制動系統(tǒng),，發(fā)出制動企圖,；制動能源來自儲存在蓄電池或其它供能裝置；采用全新的電子制動器和集中控制的電子控制單元(ECU)進(jìn)行制動系統(tǒng)的整體控制,，每個制動器有各自的控制單元,。機(jī)械連接逐漸減少，制動踏板和制動器之間動力傳遞分離開來,，取而代之的是電線連接,，電線傳遞能量，數(shù)據(jù)線傳遞信號,，所以這種制動又叫做線控制動,。這是自從ABS在汽車上得到廣泛應(yīng)用以來制動系統(tǒng)又一次飛躍式發(fā)展,。

　　電液復(fù)合制動系統(tǒng)是從傳統(tǒng)制動向電子制動的一種有效的過渡方案,，采用液壓制動和電制動兩種制動系統(tǒng),。這種制動系統(tǒng)既應(yīng)用了傳統(tǒng)的液壓制動系統(tǒng)以保證足夠的制動效能和安全性，又利用再生制動電機(jī)回收制動能量和提供制動力矩,，提高汽車的燃料經(jīng)濟(jì)性,，同時降低排放，減少污染,。但是由于兩套制動系統(tǒng)同時存在,，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本偏高,。結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性也增加了系統(tǒng)失效和出現(xiàn)故障的可能性,，維護(hù)和保養(yǎng)難度增加。

3 電制動的優(yōu)缺點(diǎn)和存在的問題

　　電子制動首先應(yīng)用到飛機(jī)上,，目前處于向汽車領(lǐng)域應(yīng)用的研究和改進(jìn)階段,，隨著技術(shù)進(jìn)步，各種問題會逐步得到解決,，電制動系統(tǒng)最終會取代傳統(tǒng)的以液壓為主的制動控制系統(tǒng)以及電液復(fù)合制動系統(tǒng),。電制動或者線控制動(BBW)是未來制動系統(tǒng)發(fā)展的方向。電制動器和電制動控制單元,、制動力模擬器是其重要組成部分,，反饋制動力給制動踏板產(chǎn)生制動感覺。電制動一種可能的結(jié)構(gòu)型式見圖4,。從結(jié)構(gòu)上,，電制動具有其它傳統(tǒng)制動無法比擬的優(yōu)點(diǎn)：

1)結(jié)構(gòu)簡單，系統(tǒng)質(zhì)量較傳統(tǒng)制動系統(tǒng)降低很多,，從而減少了整車質(zhì)量,；

2)制動響應(yīng)時間短，提高制動性能,，縮短制動距離,；

3)系統(tǒng)中不存在制動液，維護(hù)容易,、簡單,，采用電線連接，系統(tǒng)的耐久性能良好,；

4)系統(tǒng)總成的制造,、裝配、調(diào)試,、標(biāo)定更快,，易于采用模塊化結(jié)構(gòu),；

5)已經(jīng)開發(fā)出具有容錯功能的適用于汽車的網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議如TTP/C，F(xiàn)lex Ray等通訊協(xié)議可以應(yīng)用到電制動系統(tǒng)中,。

6)易于進(jìn)行改進(jìn)和功能的增加,，可以并入汽車CAN通訊網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行集中管理和共享信息。

　　對于大部分人來說,，電制動系統(tǒng)是全新的制動系統(tǒng),，它為將來的智能化車輛提供了條件?；诂F(xiàn)在的技術(shù)條件,，要全面應(yīng)用電制動，還有很多問題需要面對：

1)驅(qū)動能源問題,，采用電子制動需要較多的電能,，一個盤式制動器峰值需要lkW的驅(qū)動能量，目前12V的車輛電力系統(tǒng)無法提供這么大的能量,，未來的車輛動力系統(tǒng)需要采用高壓電,，加大能源供應(yīng)，以滿足各系統(tǒng)能量的需求,，同時解決好高壓電的安全問題,；

2)沒計(jì)制動系統(tǒng)時必須要考慮的是制動系統(tǒng)的失效問題，電制動不存在主動的備用制動系統(tǒng),，不論是ECU,、傳感器、還是制動器本身,、線束失效,，都能使制動系統(tǒng)保證制動的基本性能，除了ECU可以采用冗余設(shè)計(jì)外,，實(shí)現(xiàn)電制動的一個關(guān)鍵技術(shù)是相同失效時的信息交流協(xié)議如TTP/C等的研究應(yīng)用,；

3)實(shí)現(xiàn)和汽車底盤其他控制系統(tǒng)的集成，仍有待研究,；

4)采用電制動后整車質(zhì)量有所減少,，但是非簧載質(zhì)量可能會有所增加，這是要注意的,；

5)制動器在持續(xù)制動或高強(qiáng)度制動過程會產(chǎn)生高溫,，這對電機(jī)和傳動裝置的性能和散熱提出了高的要求。

6)成本比原有液壓制動系統(tǒng)高,，提高電制動系統(tǒng)的性價比是需要解決的問題,。

　　隨著技術(shù)的進(jìn)步，上述的各種問題會逐步得到解決,。戴姆勒-克萊斯勒汽車公司已經(jīng)把一種電制動系統(tǒng)——測控一體化制動系統(tǒng)——安裝在奔馳乘用車上,，它是一種功能強(qiáng)大的機(jī)電一體化的系統(tǒng),，在汽車運(yùn)行中，系統(tǒng)感知制動踏板的動作,，并把相關(guān)信息傳遞給控制單元,，控制單元發(fā)出指令給執(zhí)行器進(jìn)行各車輪的制動，它可以根據(jù)制動踏板的加速度來識別駕駛員是否正在進(jìn)行緊急制動并做出迅速反應(yīng),，縮短制動距離,，這種系統(tǒng)會增加駕駛者的安全感和舒適感,，使停車過程平順,。可以預(yù)見不久的將來會有更多的電制動系統(tǒng)得到裝車應(yīng)用,。

4 結(jié)論

　　在車輛模塊化,、集成化、電子化,、車供能源的高壓化的趨勢驅(qū)動下,，車輛制動系統(tǒng)也朝著電子化方向發(fā)展，很多汽車和零部件廠商都進(jìn)行了電制動系統(tǒng)的研究和推廣,，博世,、西門子、特維斯等公司已經(jīng)研制出一些試驗(yàn)成果,，電制動系統(tǒng)必將取代傳統(tǒng)制動系統(tǒng),，汽車底盤進(jìn)一步一體化、集成化,，制動系統(tǒng)性能也會發(fā)生質(zhì)的飛躍,。