汽車制動系統(tǒng)中防抱死系統(tǒng)的技術研究

王勇++劉韓光

DOI：10.16660/j.cnki.1674-098X.2017.11.133

摘 要：伴隨著我國汽車行業(yè)的不斷發(fā)展以及全球汽車技術的不斷創(chuàng)新，我國的汽車技術已經(jīng)處在了一個非常重要的研發(fā)關鍵階段。尤其是我國汽車行業(yè)中的汽車制動系統(tǒng)，在我國的汽車安全技術領域中，汽車制動系統(tǒng)的防抱死技術是非常關鍵并且重要的。防抱死系統(tǒng)能夠在汽車制動的過程中有效地防止汽車制動輪出現(xiàn)拖滑問題，這樣能夠有效地提升汽車制動系統(tǒng)的穩(wěn)定性能以及控制性能。在汽車制動系統(tǒng)的單次制動中，穩(wěn)定的制動性能，可靠的制動效果以及較短的制動距離都是我國汽車制動系統(tǒng)中防抱死系統(tǒng)技術的研究方向以要達到的研究效果。

關鍵詞：汽車制動系統(tǒng) 防抱死系統(tǒng) 技術研究 分析

中圖分類號：U463.5 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）04（b）-0133-02

關于汽車制動系統(tǒng)中防抱死系統(tǒng)的技術研究以及分析，有很多的方向需要進行針對性地分析以及闡述。在該文中詳細地闡述了其中的幾種技術分析以及技術要點。希望通過該文的闡述以及分析能夠有效地提升我國汽車制動系統(tǒng)尤其是防抱死系統(tǒng)的穩(wěn)定性能以及可靠性能，讓我國的汽車制動系統(tǒng)技術創(chuàng)新以及研發(fā)不斷地發(fā)展，早日取得顯著的成績和成果。

1 防抱死系統(tǒng)中的附著系數(shù)與車輪滑移率之間的關系

關于防抱死系統(tǒng)的技術研究，首先要對附著系數(shù)以及車輪滑移率進行分析，通過對兩者的比較來分析以及研究防抱死系統(tǒng)的整體性能。這一方面的內(nèi)容該文主要從兩個角度進行分析以及闡述。首先是對防抱死系統(tǒng)中的車輪滑移率進行簡單的闡述，其次對車輪滑移率以及附著系數(shù)兩者之間的關系進行闡述。

1.1 防抱死系統(tǒng)中車輪滑移率的基本內(nèi)容

在汽車正常行駛的過程中，車輪的轉(zhuǎn)速應該同車速一致，我們稱之為車輪在行駛過程中進行純滾動作業(yè)。但是在駕駛員進行制動操作的過程中，由于車輪和地面之間的制動力存在，就能夠讓車輪的速度下降，這一過程，車輪的轉(zhuǎn)動處在滑動以及滾動之間的狀態(tài)，從機械角度來看，這種情況下車輪的轉(zhuǎn)速和車速并不是相等的，通常情況下我們稱之為滑移，這種滑移代表了車輪速度和車速之間的差距。伴隨著制動力的不斷增加，車輪的滾動動作越來越小，很大部分的動作是通過滑移來完成的。當車輪的制動器處在抱死的狀態(tài)下時，汽車車輪已經(jīng)不再滾動，這時候主要是通過車輪的滑動來完成汽車制動動作。汽車車輪進行純滾動的時候，汽車車輪的滑移率為零；當汽車車輪完全抱死之后，汽車車輪的滑移率為1，也就是完全滑移。汽車車輪的滑移率越大就說明了車輪在行駛的過程中滑動動作占到的比例更大。

1.2 車輪滑移率以及附著系數(shù)兩者之間的關系

在汽車制動的過程中，汽車車輪的滑移率很大程度上取決于地面的附著系數(shù)。一般情況下，當車輪的滑移率從0提升到10%的過程中，附著系數(shù)會逐漸的增大；當車輪的滑移率在10%～30%之間時，附著系數(shù)達到最大值，稱之為峰值附著系數(shù)。在峰值附著系數(shù)出現(xiàn)的過程中對應的車輪滑移率，我們稱之為峰值滑移率。當車輪滑移率進一步增大的過程中，附著系數(shù)就會逐漸變小。當車輪完全制動的時候，車輪就會處在完全滑動的狀態(tài)之下，人們稱這種狀態(tài)下的附著系數(shù)為滑動附著系數(shù)。需要注意的是車輪完全制動狀態(tài)下的附著系數(shù)小于峰值附著系數(shù)。

當車輪進行反向作用時，最大附著系數(shù)存在于滑移率20%區(qū)間，也就是說只有在這一狀態(tài)下，車輪同路面之間的制動力最大，進而具有最佳的制動效果。在設計過程中我們將縱向最大滑移率稱之為理想滑移率，這種狀態(tài)下的滑移率是最佳的滑移率數(shù)值。如果車輪在制動的過程中滑移率超過了最佳滑移率，車輪的制動效果就會大打折扣，制動距離會增長。車輪在最佳滑移率和完全抱死狀態(tài)之間的狀態(tài)我們稱之為制動非穩(wěn)定區(qū)間。汽車橫向制動附著系數(shù)越大，說明汽車在制動的過程中方向的穩(wěn)定性以及車輪的控制能力都非常好。當車輪的滑移率在50%的狀態(tài)下時，汽車車輪的橫向附著系數(shù)達到最大值，伴隨著滑移率不斷的提升，橫向附著系數(shù)不斷的減小，當汽車車輪處在抱死狀態(tài)下時，橫向附著系數(shù)幾乎為0。這樣的狀態(tài)對于車輪的危害非常大，最主要的危害體現(xiàn)在兩個方面：首先是危害汽車車輪的方向穩(wěn)定性；其次是能夠讓汽車車輪在這樣的狀態(tài)下失去汽車轉(zhuǎn)向的控制能力。因此在汽車制動的過程中要對橫向附著系數(shù)進行進一步的優(yōu)化處理。

2 汽車防抱死系統(tǒng)ABS的優(yōu)點及缺點

2.1 汽車防抱死系統(tǒng)ABS的主要優(yōu)點

防抱死系統(tǒng)ABS的優(yōu)點主要有5個。首先能夠保障汽車車輪在制動的過程中具有穩(wěn)定的方向控制；其次能夠保障汽車車輪在制動的過程中提升車輪轉(zhuǎn)向的控制程度；再次是能夠有效地縮短汽車制動過程中的制動距離，特別是在冰雪路面上，能夠有效地縮短制動距離大約10%；第四是能夠有效地保護車輪在制動過程中的磨損程度，有效地提升了車輪輪胎的使用壽命，經(jīng)過實踐證明，能夠提升輪胎10%左右的使用壽命；最后是應用防抱死系統(tǒng)能夠有效地減緩駕駛員在駕駛過程中的緊張心情，減少了駕駛過程中的不安全因素，降低了事故的發(fā)生率。

2.2 汽車防抱死系統(tǒng)ABS的主要缺點

任何系統(tǒng)優(yōu)缺點都是共存的，我們需要做的就是放大優(yōu)點并且要減少缺點。汽車防抱死系統(tǒng)ABS的缺點主要有四點。首先是這種系統(tǒng)不能夠提升更大的制動效果，超出了車輪在路面上承受的制動效果，這種系統(tǒng)就不能夠進行良好的制動了；其次是防抱死系統(tǒng)的制動效果主要取決于汽車的整體性能，對汽車的整體性能有很大的依賴性；第三是防抱死系統(tǒng)并不能夠取代駕駛員的制動操作，只是一種輔助制動的操作；最后是在特殊的路面上，例如砂石或者是路面積雪的情況下，車輪抱死的制動距離要比ABS的制動距離更短。這種系統(tǒng)在有的路面上的制動力矩并沒有完全優(yōu)于車輪抱死。

3 汽車防抱死系統(tǒng)ABS的主要結(jié)構(gòu)及工作原理

3.1 汽車防抱死系統(tǒng)ABS的主要結(jié)構(gòu)

無論是液壓制動系統(tǒng)還是氣壓制動系統(tǒng)，控制制動防抱死系統(tǒng)均由傳感器電控單元和執(zhí)行器三部分組成。下面以一汽紅旗CA7220型轎車裝用的ABS系統(tǒng)為例說明其工作原理。該系統(tǒng)主要由前、后車輪轉(zhuǎn)速感器和液壓調(diào)節(jié)器、電子液壓控制單元和ABS警報燈等組成。ABS系統(tǒng)采用美國凱爾塞一海斯公司生產(chǎn)的EBC430型電子液壓控制單元（簡稱EHCU），它將液壓調(diào)節(jié)器和電控單元組合在一起，形成一個總成。

3.2 汽車防抱死系統(tǒng)ABS的工作原理

3.2.1 ABS在常規(guī)制動階段的工作原理

ABS不進行壓力控制，液壓調(diào)節(jié)器各阻斷閥處于開啟狀態(tài)，各減壓閥（常閉閥）處于關閉狀態(tài)，液壓調(diào)節(jié)器的管路是暢通的，各輪缸制動壓力隨制動主缸的壓力輸出而變化；制動液通過常開的阻斷閥芯中心，流到阻斷閥芯四周，進入制動輪缸。

3.2.2 ABS在制動壓力保持過程階段的工作原理

駕駛員踩制動踏板過重，會造成制動器制動力大車輪與路面之間的附著力，使汽車制動減速度很大。這時，車輪速度傳感器把車輪將抱死的信號傳給ECU，ECU控制ABS處于觸發(fā)狀態(tài)，使制動輪缸的制動壓力進入保壓狀態(tài)，ECU首先給阻斷閥通電，使電樞向下移動，關閉阻斷閥，制動輪缸壓力和制動主缸壓力隔絕，防止制動輪缸的壓力繼續(xù)增加。

參考文獻

[1] 曹薇華.汽車制動防抱死系統(tǒng)故障診斷技術研究[D].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學，2010.

[2] 蔡國銳，張雷.汽車故障自診斷及故障診斷技術[J].機械研究與應用，2005（4）.

[3] 潘旭峰.現(xiàn)代汽車電子技術[M].北京：北京理工大學出版社，1998.

[4] 張?zhí)祛?滾筒反力式汽車制動試驗臺檢測系統(tǒng)的研究[D].吉林大學，2008.