1.2 交通運輸工具常用制動方式

制動方式是指制動時交通運輸工具動能的轉移方式或制動力獲取的方式。從能量的觀點來看，制動的實質就是將交通運輸工具的動能轉化為別的能量或轉移走；從作用力的觀點來看，制動就是讓制動裝置產生與交通運輸工具運行方向相反的外力（制動力），使交通運輸工具產生較大的減速度，盡快減速或停車。采取什么方法將動能轉化或轉移，通過什么方法產生制動力，是制動的基本問題。

在人-車-環境閉環系統中，制動子系統主要用于以下目的：

1）駐車制動，即防止停止的交通運輸工具發生運動。交通運輸工具相對于路面必須保持使其靜止的圓周力，以保證在坡道上不溜滑或在平坦路面上不移動。駐車制動是汽車領域的專業術語，軌道交通領域與之對應的是停車制動，一般采用機械摩擦制動方式，與減速制動裝置共同執行機構。

2）慣性制動，即阻止交通運輸工具在下坡過程中產生的不希望發生的加速運動。在下坡過程中，重力的分力相當于一種驅動力，迫使交通運輸工具產生加速運動。為抵消這種加速力，維持恒速運動，交通運輸工具需要施加慣性制動。慣性制動的過程實質上是將下坡過程中的慣性勢能轉化成其他形式的能量并轉移走。常見的制動思路有兩種，一種是順著交通運輸工具上的能量傳遞路徑，將驅動裝置逆變成能量耗散裝置，如發動機制動和電制動。發動機制動是通過發動機產生反拖力矩并經過變速器放大來進行制動。電制動是電動汽車和軌道車輛常用的慣性制動方式，它是在下坡過程中把驅動電機逆變成發電機，將交通運輸工具的慣性勢能轉化成電能，從而產生制動作用。慣性制動的另外一種思路是在交通運輸工具上增加額外的能量轉換轉置，如緩速器。重型汽車貨車對慣性制動力的需求更大，發動機提供的反拖力矩有限，甚至根本沒有發動機制動，這個時候專門用于慣性制動的緩速器就變得很有必要。常見的緩速器有液力緩速器和電力緩速器，它們本質是將慣性勢能轉換成油液的摩擦熱能或者電能。少部分交通運輸工具也采用飛輪作為慣性制動裝置，通過將下坡過程中的慣性勢能轉換成飛輪的動能，在需要的時候再將飛輪的動能釋放出來。在沒有專門的慣性制動裝置的交通運輸工具（如鐵路貨車）上，減速制動裝置同時兼作慣性制動裝置，如摩擦制動裝置。

3）減速制動，即使交通運輸工具減速，必要時使交通運輸工具處于停車狀態。減速制動以及停車制動所需的減速度較大，要實現干擾環境下對交通運輸工具的有效制動，制動系統必須具備充足的制動能力。除了提高單一制動方式的制動能力以外，多種制動方式的復合制動也在交通運輸工具有所體現。目前各類交通運輸工具上應用最為廣泛也最為可靠的減速制動方式是摩擦制動。摩擦制動將交通運輸工具的動能轉化成摩擦熱能，按照制動源力傳遞介質的不同又有液壓摩擦制動、空氣摩擦制動和電機械摩擦制動之分。液壓摩擦制動在乘用車、低地板有軌電車以及飛機上廣泛應用，空氣摩擦制動主要應用在軌道交通車輛和商用車，電機械摩擦制動作為一種全新的制動方式主要見于航空領域和部分高端汽車。風阻制動、渦流制動和磁軌制動作為減速制動的補充，在某些車輛上配合摩擦制動共同為軌道車輛提供減速制動力。同樣，發動機反推制動和翼板風阻制動配合機輪摩擦制動，共同為飛機提供減速制動力。

以鐵路列車為例，從作用力與列車的關系來看，驅動或制動都需要對列車作用以外力。從能量的觀點看，驅動是機車將燃料所具有的能量或電廠所發出的電能轉變成列車的動能；制動就是設法將此動能從列車上轉移出去，使列車減速或停止。采取什么制動方式使列車的動能轉移出去，采取什么制動方式獲取這種外力——制動力，是制動的基本問題。因此，制動方式的研究是制動研究的基礎。