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制动防抱死系统
汽车制动防抱死系统:Antilock Braking System(ABS)。
一、ABS系统的作用和意义
当汽车紧急制动时,后轮先抱死,会造成汽车制动甩尾;前轮抱死时,汽车会失去转向能力。
在紧急制动过程中,制动防抱死系统能使车轮不抱死,使车轮与地面间保持静摩擦状态,产生较大的地面制动力,并使汽车具有转向能力。
制动防抱死系统能使汽车在制动时保持转向能力、减少制动距离、提高抗侧滑能力、以及减少轮胎的磨损。
ABS的发展及在汽车上的应用
1、发展历程
(1)最早应用于飞机、铁路机车。,1936年***取得专利。
(2)1945年,美国开发了用于喷气式飞机的ABS。
(3)1948年,Westinghouse Air Brake开发了用于铁路机车的ABS;Hydro Aire公司开发的ABS装于B-47上。
2、在汽车上的应用
(1)1954年,福特公司将法航机用ABS装在林肯车上,失败。
(2)1957年,福特与Kelsey Hayes公司联合开发ABS系统,1968年获得成功。
(3)1958年,Dunlop公司开发出了载货车用Maxaret ABS。
(4)1960年,Harry Ferguson Research公司改进了Maxaret ABS,1965年投入生产。
(5)1978年,发展高峰。
后桥
车轮传感器
液压调节器
电控单元ECU
制动踏板
指示灯
制动器
双管路制动主缸
二、ABS系统的工作场合
ABS是常规制动系统的辅助制动系统,不能单独进行工作,只在常规制动系统进行紧急制动时,ABS才投入工作,仅在紧急制动过程开始后和结束前起作用。
常规制动系统是人控,ABS制动系统是电控。
三、ABS系统控制制动力的原理
制动防抱死技术,采用最大静摩擦力大于动摩擦力的原理,用车轮处的最大静摩擦力形成制动力。在汽车紧急制动时,车轮处于抱死←→转动的循环状态,用车轮与地面间的静摩擦力来产生制动力。这项技术只能适用于橡胶轮胎。
ν
ω
轮胎的拉长
制动防抱死技术中,对车轮的转动状态用滑移率描述。定义滑移率S:
V:通过一定路段时,车轮自由转动的周数或转速;
VC :在制动状态下,车轮通过该路段,车轮转动的周数或转速;
显然V>VC。实验发现S=20%左右时,地面产生的制动力最大。此时车轮处于静摩擦状态,橡胶车轮处于静摩擦的滚动状态,V>VC,这是由于轮胎弹性变形的结果。
滑移率的变化范围:0<S<1
S=0 滚动。
S<最佳值滚动,轮胎有拉长。
S>最佳值有滚动有滑动,轮胎有拉长。
S=1 滑动。
滑移率描述了制动过程中车轮滑移的程度,滑移率值越大,表明滑移越严重。
滑移率10%的含义就是车轮自由转动10周所通过的路段,制动状态下制动车轮转了9周就恰好通过了这一路段,这只有是弹性车轮才可以实现。
车轮滑移率与车轮运动状态的关系
车轮正常滚动
路面印痕与胎面花纹基本一致。
车轮滚动,静摩擦
路面印痕可以辨认出轮胎花纹,但花纹逐渐模糊。
车轮滑动
路面印痕粗黑。
制动过程中轮胎的三种状态
最佳滑移率范围
滑移率



0





侧向附着系数
纵向附着系数
最佳滑移率范围
附
着
系
数
车轮传感器
传感器转子
制动轮缸
制动灯开关
制动器
电子控制单元ECU
执行器
Actuator
四、ABS系统的组成
由车轮传感器、ECU、制动压力调节器组成。ABS系统与常规制动系统相结合,作为常规制动系统的辅助制动系统。 ABS系统不能单独起作用。