汽车ABS技术
资料整理：王金诚 （资环学院 环境09-01）
摘要：ABS是英文Antilock Braking System的缩写，中文译为“防抱死刹车系统”。是一种常规刹车装置基础上的改进型技术，该系统在汽车制动过程中可自动调节车轮制动力，防止车轮抱死，使汽车在制动状态下以适当的加速度降低车速直至稳定停车，防止产生侧滑和跑偏，取得最佳制动效果。汽车的事故往往与制动距离过长、紧急制动时发生侧滑等情况有关，故汽车的制动性能是汽车安全行驶的重要保障。防抱制动系统是汽车安全行驶的一个重要组成部分。
关键词: 防抱死刹车系统；制动力；制动距离；加速度；安全
我国汽车工业发展规划中把ABS技术开发应用列为第一条。ABS作为现代汽车的一项关键性技术，也作为汽车安全行驶的一个重要组成部分，现已成为轿车、豪华客车、大吨位货车的标准装备。ABS的功能主要在物理极限的性能内，保证制动时车辆本身的操纵性及稳定性。同时，在加速的时候，也能防止轮胎的纯滑移，提高了加速性能和操作稳定性。 一、制动时车轮受力：
汽车在制动过程中，车轮在路面上是边滚边滑的过程：车轮未制动时，可以认为车轮是纯滚动状态。当车轮抱死时，车轮在路面上的运动处于纯滑动状态。为了定量描述车轮的运动状态，引入车轮滑移率S这一参数，用来表明车轮滑动成分的多少。滑移率S的定义为
U—R W
S= ————————·100%
UW
式中 U：车轮中心的速度即汽车车身的速度
R：车轮的动力半径 W：车轮的角速度
在纯滚动时，滑移率S=0，在抱死纯拖滑时s=100%，边滚边滑时0 只有当s=100％时，制动力才完全由车轮胎面在路面上的滑移来产生。所以滑移率的数值可以用来表示车轮运动中滑动或分所占的比例。滑移率S越大，滑动成分越多。通常，汽车在制动过程中存在着两种阻力：一种阻力是汽车制动系统的制动力,另一种阻力是轮胎与道路表面之间产生的摩擦阻力。这两种力之间存在着以下关系：制动系制动力小于或等于轮胎与道路之间的摩擦力，则汽车制动时会保持稳定状态；若制动系制动力大于轮胎大于道路之间摩擦力，则制动时会出现车轮抱死和滑移。 如果前轮抱死，汽车基本上沿直线向前行驶，汽车处于稳定状态，但汽车失去转向控制能力，这样驾驶员在制动过程中躲避障碍物、行人及弯道上必要的转向操纵等就无法实现；如果后轮抱死，汽车的制动稳定性变差，在很小的侧向干扰力下，汽车就会发生甩尾，甚至调头等危险现象。尤其是在某些恶劣路况（湿滑或冰雪）下，将难以保证行车安全。 ABS最重要的功能并不是为了缩短制动距离，而是为了能够尽量保持制动时汽车的方向稳定性。制动防抱死系统起作用时，车轮与路面的摩擦属滚动摩擦，这会充分利用车轮与路面之间的最大附着力进行制动，从而提高制动减速度，缩短制动距离，但最重要的还是保证汽车的方向稳定性。ABS工作时就相当于以很高的频率进行点刹。 二、ABS的控制过程 ABS系统根据车轮转动情况，随时调整制动力，来防止车轮抱死。汽车制动时，电子控制装置根据车轮转速传感器输入的车轮转速信号判定有车轮趋于抱死时，ABS就进入防抱制动压力调节过程： 装在汽车各车轮轴侧的轮速传感器产生交变的电流信号，其频率随着车轮转动的角速度的增加而升高，以此来检测车轮速度的任何瞬间的变化，并不断地向电子控制单元输入这些轮速信号。电子控制单元则不断地监视这些信号，并与预先储存的信息相比较。如果信号的频率急剧下降，表明该车轮即将抱死，电子控制单元则指示执行器降低该车轮制动分泵的制动液压。当传感器的信号表明车轮又正常转动时，电子控制单元又发出指令允许升高车轮制动分泵的制动液压。执行器根据电子控制单元的指令“降低”、 “升高”、“保持”各车轮制动分泵的制动液压，从而以每秒约4～10次的脉冲形式进行制动压力调节，始终将车轮的滑 移率控制在最佳滑移率范围内，以尽量发挥制动系制动力而又防止车轮抱死，最大限度地保证了制动时汽车的稳定性，增大了安全感，缩短了制动距离和动时间。 ABS通过使趋于抱死车轮的制动压力循环往复而将趋于防抱车轮的滑动率控制，在峰值附着系数滑动率的附近范围内，直至汽车速度减小至很低或者制动主缸的常出压力不再使车轮趋于抱死时为止。制动压力调节循环的频率可达3~20HZ。在该ABS中对应于每个制动轮缸各有对进液和出液电磁阀，可由电子控制装置分别进行控制，因此，各制动轮缸的制动压力能够被独立地调节，从而使四个车轮都不发生制动抱死现象。 三、ABS系统的物理局限性： 我们应该认识到，任何一个系统不论其何等的完善，它仍然摆脱不了一定的物理规律和任何两个个体（不论它是零件、组件或部件）之间那怕是最小的差异。一辆移动中的汽车，其重量和速度使它具有很大的动能，也只有当这些动能在给定的时间内转化为制动力或转向力时才能使汽车尽快地停下（最终以热能为转化终了形态）。这种转化的局限因素，表现为轮胎与道路之间所产生的牵引力。 尽管我们设法使系统能在尽可能短的距离内制动，但如果制动产生得太迟，必然使汽车在与障碍物相遇前不能完全停下，仍不能达到我们的制动的要求。但不论如何，由于ABS系统保留着控制转向的能力，因而在制动过程中还是有可能绕过障碍，使事故不致于完全无法避免。 ABS不能违背物理规律的另一种情况是当汽车在弯道上行驶时，其速度产生的离心力超过了允许，此刻，即使ABS也不能阻止汽车在离心力作用下离开弯道甚至向外倾翻。但是，ABS能使汽车在此过程中降低车速和实现可靠的转向，减轻了可能发生的危险。 参考文献： [1] 作者：古永棋 《汽车电器及电子设备》（第四版）重庆大学出版社 [2] 作者：董震 席金波 《奥迪A6轿车维修手册》机械工业出版社 [3] 作者：齐志朋 《汽车制动系统结构原理与检修》（第七章）人民邮电出版社