前言

交通是兴国之要，强国之基。我国已明确提出建设“交通强国”的宏伟目标，“前瞻性”“引领性”和“颠覆性”这些关键词是实现“交通强国”宏伟目标的核心要求、核心路径和核心目标。当前交通运输装备正经历着一场智能化的变革，而电气化是智能化的基础和前提。轨道交通、汽车和飞机等交通运输工具制动技术发展历程基本一致，都经历了从手制动到以液压或气动为动力源的发展历程，现在仍然无法彻底摆脱对压缩空气或液压油等制动介质的依赖。随着制动系统的发展，制动指令和信号的传递已经不再需要压缩空气作为介质，但从制动指令到制动力的施加仍然需要经过电空（液）转换环节和压缩空气（油）的作用环节，即需要首先将电信号转换为预控压力信号，作用于摩擦副。电机械制动（Electromechanical Brake, EMB）用电动机直接驱动摩擦片，将交通运输工具动能转化为热能，产生制动作用，简化了传统空气或液压制动系统先进行电空（液）转换再实施制动的作用环节，真正实现了制动系统的全电气化。

EMB技术最早是在航空领域提出的，被称为飞机的“全电制动”，1982年美国首次在A-10攻击机上研制并成功测试了一台电制动样机。1998年，一架安装电制动的F-16C飞机试飞成功。同期，电机械制动技术在客机上进行研发试验，1996年底电机械制动系统得到空中客车工业公司的批准，目前已被A340-500/600干线飞机所选用。全电制动系统也已成功运用于波音公司最新的B787客机。随着EMB技术在飞机上的应用日益成熟及汽车制动性能要求的不断提高，电机械制动技术在汽车领域也得到了较为广泛的研究。一些国际著名的汽车零部件厂商开始对电子机械制动该技术进行研究，均已经研发出各自的电子机械制动器样机，从1999年开始在各届车展上展出。2005年，世界上第一款采用EMB技术的量产车——SL500敞篷跑车被推出。在轨道交通领域，EMB技术研究相对滞后，日本鹿儿岛1000型低地板有轨电车曾经探索和试装过采用此技术原理的制动器。综上所述，无论是飞机、汽车还是轨道交通，采用电能驱动代替气压或液压驱动的EMB技术是未来制动系统的解决方案。EMB技术必将成为我国发展高端交通装备的核心内容和建设“交通强国”的关键突破点。作者们编写本书，旨在让更多的科技人员能够在全面而深入地了解EMB技术的基础上，共同攻克EMB技术的发展难题，开创EMB技术研究的新局面。

本书由中国中车集团有限公司和同济大学共同组成的编写组完成。在编写的过程中，作者们根据多年从事制动教学和电机械制动研究开发的体会和经验，对内容的取舍和编排做了认真的考虑和优化，从EMB技术在轨道交通、汽车和飞机等交通运输工具中的应用共性出发，凸显EMB这一新型技术的特点。本书首先介绍了制动的相关概念、意义和制动力的产生方式，为读者构建起制动理论的总体框架，紧接着介绍了制动技术在交通运输工具上的发展历程，总结出EMB技术的必然发展趋势。在此基础上，先从系统层面介绍了EMB技术，接着对控制系统、执行机构、摩擦副及其检测方法、防滑控制和可靠性等子系统进行了分类介绍，最后对EMB技术在轨道交通、汽车和飞机上的实例进行了介绍并总结了EMB技术的特点。

本书在撰写过程中，作者们参考了一些国内外的资料，限于篇幅，在参考文献目录中只列出其中的一部分，在此谨向原作者表示衷心感谢。

本书在编写过程中，田寅、唐海川、梁瑜、宫保贵、李克雷、周高伟参与了部分章节的编写，马天和、雷驰、袁泽旺、周嘉俊、翁晶晶和陈超六位博士协助收集资料和制作图表，付出了辛勤劳动。

限于水平和时间仓促，书中的缺漏和不当之处在所难免，敬请读者批评指正。

编者

2020年9月于北京