前言

交通是興國之要，強國之基。我國已明確提出建設“交通強國”的宏偉目標，“前瞻性”“引領性”和“顛覆性”這些關鍵詞是實現“交通強國”宏偉目標的核心要求、核心路徑和核心目標。當前交通運輸裝備正經歷著一場智能化的變革，而電氣化是智能化的基礎和前提。軌道交通、汽車和飛機等交通運輸工具制動技術發展歷程基本一致，都經歷了從手制動到以液壓或氣動為動力源的發展歷程，現在仍然無法徹底擺脫對壓縮空氣或液壓油等制動介質的依賴。隨著制動系統的發展，制動指令和信號的傳遞已經不再需要壓縮空氣作為介質，但從制動指令到制動力的施加仍然需要經過電空（液）轉換環節和壓縮空氣（油）的作用環節，即需要首先將電信號轉換為預控壓力信號，作用于摩擦副。電機械制動（Electromechanical Brake, EMB）用電動機直接驅動摩擦片，將交通運輸工具動能轉化為熱能，產生制動作用，簡化了傳統空氣或液壓制動系統先進行電空（液）轉換再實施制動的作用環節，真正實現了制動系統的全電氣化。

EMB技術最早是在航空領域提出的，被稱為飛機的“全電制動”，1982年美國首次在A-10攻擊機上研制并成功測試了一臺電制動樣機。1998年，一架安裝電制動的F-16C飛機試飛成功。同期，電機械制動技術在客機上進行研發試驗，1996年底電機械制動系統得到空中客車工業公司的批準，目前已被A340-500/600干線飛機所選用。全電制動系統也已成功運用于波音公司最新的B787客機。隨著EMB技術在飛機上的應用日益成熟及汽車制動性能要求的不斷提高，電機械制動技術在汽車領域也得到了較為廣泛的研究。一些國際著名的汽車零部件廠商開始對電子機械制動該技術進行研究，均已經研發出各自的電子機械制動器樣機，從1999年開始在各屆車展上展出。2005年，世界上第一款采用EMB技術的量產車——SL500敞篷跑車被推出。在軌道交通領域，EMB技術研究相對滯后，日本鹿兒島1000型低地板有軌電車曾經探索和試裝過采用此技術原理的制動器。綜上所述，無論是飛機、汽車還是軌道交通，采用電能驅動代替氣壓或液壓驅動的EMB技術是未來制動系統的解決方案。EMB技術必將成為我國發展高端交通裝備的核心內容和建設“交通強國”的關鍵突破點。作者們編寫本書，旨在讓更多的科技人員能夠在全面而深入地了解EMB技術的基礎上，共同攻克EMB技術的發展難題，開創EMB技術研究的新局面。

本書由中國中車集團有限公司和同濟大學共同組成的編寫組完成。在編寫的過程中，作者們根據多年從事制動教學和電機械制動研究開發的體會和經驗，對內容的取舍和編排做了認真的考慮和優化，從EMB技術在軌道交通、汽車和飛機等交通運輸工具中的應用共性出發，凸顯EMB這一新型技術的特點。本書首先介紹了制動的相關概念、意義和制動力的產生方式，為讀者構建起制動理論的總體框架，緊接著介紹了制動技術在交通運輸工具上的發展歷程，總結出EMB技術的必然發展趨勢。在此基礎上，先從系統層面介紹了EMB技術，接著對控制系統、執行機構、摩擦副及其檢測方法、防滑控制和可靠性等子系統進行了分類介紹，最后對EMB技術在軌道交通、汽車和飛機上的實例進行了介紹并總結了EMB技術的特點。

本書在撰寫過程中，作者們參考了一些國內外的資料，限于篇幅，在參考文獻目錄中只列出其中的一部分，在此謹向原作者表示衷心感謝。

本書在編寫過程中，田寅、唐海川、梁瑜、宮保貴、李克雷、周高偉參與了部分章節的編寫，馬天和、雷馳、袁澤旺、周嘉俊、翁晶晶和陳超六位博士協助收集資料和制作圖表，付出了辛勤勞動。

限于水平和時間倉促，書中的缺漏和不當之處在所難免，敬請讀者批評指正。

編者

2020年9月于北京