商用車防抱死制動系統應用與分析

2022-12-29 00:00:00趙靜王敏張少豐

專用汽車 2022年7期

摘要：伴隨著社會經濟發展以及科技水平進步，為了進一步優化汽車在行駛時的安全性，研究人員在結合汽車在剎車過程中產生的各種問題，對汽車制動防抱死系統開展全面研究和改進，防止汽車在剎車時出現失控現象。但是在改進防抱死系統時依然會受到各種影響，據此，通過概括防抱死系統技術原理，在全面總結防抱死系統優缺點的基礎上，為提高防抱死系統的功能提供針對性完善措施，不僅保障了車輛安全行駛，還提高了行駛速度和貨物運輸效率。

關鍵詞：商用車;制動;防抱制動系統;應用

中圖分類號：U463.5收稿日期：2022-06-14

DOI：10.19999lj.cnki.1004-0226.2022.07.017

1 汽車防抱死制動系統技術原理

1.1 ABS系統作用

防抱死系統實際作用為避免車輛出現失控而導致側翻現象發生。事實上，駕駛員在遇到危險狀況時，大部分人會下意識將剎車踩到底，從而促使汽車在最短距離內剎停。但是在汽車緊急剎車時，汽車產生的制動力由于大于輪胎和地面產生的摩擦力，導致車輪出現抱死現象而無法轉動。如果前輪出現抱死現象就會使得汽車失去方向的控制，當后輪發生抱死現象則很有可能出現甩尾現象，進而產生交通安全事故。因此防抱死系統的主要功能為確保汽車在任何行駛條件下，都要在汽車緊急制動時避免車輪出現抱死現象，在滿足最佳制動效果的基礎上為汽車行駛中的安全性提供充足保障。

1.2 工作原理

防抱死制動系統的工作原理為輪速傳感器通過監測車輪轉速，即時監控汽車運動狀態，然后將信號傳遞至控制器，控制器負責進一步分析和判斷信號內容，從而精確判斷車輪轉速以及參考滑移率等各項數據。如果數據超出規定范圍則對執行器下達命令，執行器根據防抱死制動系統指令使得制動壓力保持在一定范圍，在大幅度降低車輪滑移率的過程中阻止車輪抱死，確保輪胎增大對地面的附著力，同時提高制動時駕駛人員對汽車方向的掌控能力，最終提高汽車在安全方面的保障[2]。

1.3 系統結構

汽車防抱死制動系統簡稱為ABS系統，是防止汽車緊急制動時車輪被抱死的電子控制系統，在緊急制動時保持車輛的可操縱性，縮短和優化a3aa+HLu19u+YPP+rx628tP+PEkGhHg0pm2FCdkRXls=制動距離，在低附著路面上，可使制動距離縮短10%，保持最優化的路面附著系數利用率，減少輪胎磨損和維修費用。

ABS系統主要由傳感器、控制器及執行器組成，如圖1所示，防抱死系統通過有效調控整車多個零部件，尤其是重點控制剎車系統從而進一步掌控車輪運動方向和狀態，防止因為輪胎產生抱死進而產生失控現象山。防抱死系統會充分依照車速下達指令，然后通過調節其他裝置和執行器以及車內的電磁閥充分掌控車輪轉速，從而保證汽車行駛中的安全性。當前防抱死系統可實現通過指令控制汽車調節器減壓進而降低汽車行駛速度，當超出安全行駛速度時，防抱死系統便會自動運行，從而有效加強汽車行駛安全保障。

2 商用車ABS系統關鍵零部件

2.1 電子管控單元（ECU）

此種部件作為商用車輛防抱死系統的重要管控核心，同時也被稱之為ABS系統的“大腦”。通常情況下，商用車車輪轉速傳感器輸出的轉輪信號應傳遞給電子控制單元，而ECU也要通過使用更加科學合理的計算方式準確計算當前車輛的行駛狀態，以此確定運用哪種制動方式;最終通過相應管控邏輯合理判斷輸出哪類管控信號。

與此同時，此種部件還能實時管控ABS電磁閥的開啟以及關閉作業，并對ABS電磁閥進排氣膜片閥開啟以及關閉控制，以此確保制動氣室壓力開展動態調節作業，從而保證最終顯現的ABS系統增壓以及減壓作業更加良好。除此之外，此種部件還能夠實時管控各項部件的工作性能，倘若各個元件發生故障狀況導致ABS系統無法整張運行，可以在第一時間內發生警報提醒駕駛人員，同時切斷商用車ABS系統的電源供應，防止系統難以順利停止作業。必要時，還應該充分運用較為常見的氣壓制動方式3

2.2氣壓ABS電磁閥

此種重要部件主要是由兩盒電磁閥組合形成，以串聯方式安裝在制動氣室前，ABS電磁閥就能夠實時接收來自ECU的各類管控信號，以此確保增壓以及減壓等各種指令能夠順利實施，從而保證商用車在開展制動作業時車輪不會發生抱死，并且始終處于邊滾邊滑的情況，最終顯現的路面附著系數也能夠達到預期標準4。與此同時，電磁閥與制動器室之間的管路長度不可超出1.5m。

2.3 ABS報警燈

ABS報警燈作為判斷商用車ABS系統能夠正常運作的基準，通常情況下，應使用小于5W的儀表燈。駕駛人員在對車輛實施打火作業時，ECU應在規定時間內對整合ABS系統實施自檢工作，倘若系統沒有出現各種狀況，報警燈就會在自檢作業完成后自動熄滅，如若系統發生各種故障狀況，指示燈就會始終保持高亮狀態，當完成維修作業后，車速超出5km/h時指示燈就會自行熄滅。

2.4 車輪轉速傳感器組件

此種部件的作用價值在于能夠實施管控車輪的運轉狀態，通常是由車輪轉速傳感器以及齒圈為重要組成部分。基本原理在于通過磁通量實時變化情況產生相應的感應電壓。與此同時，輪速傳感器安裝位置大約在車輪附近，不跟隨車輪儀器轉動;而齒圈主要是以磁阻較小的鐵磁為主要構成材料，安裝位置在車輪輪轂上，并且隨著車輪一起轉動。從另一種角度而言，常見的齒圈齒數大致為分100、80以及120齒。

3 防抱死系統的測試方式及測試結果

3.1 測試方式

當開展測試防抱死系統時，首先將汽車頂起并使得四輪騰空，然后啟動發動機并使得汽車保持正常行駛狀態。如果儀表板防抱死故障指示燈處于工作狀態，則后輪差速器的傳感器出現故障。當指示燈未處于工作狀態時則分別測試前輪的傳感器，如果指示燈亮起則代表前輪傳感器處于正常狀態。

然后還需要測試在道路行駛時防抱死系統的工作狀態，例如以每小時15千米速度正常行駛，檢驗汽車在轉彎過程中防抱死系統情況。如果在轉彎時指示燈亮起則代表輪胎出現問題，可能由胎壓不足、車速傳感器脈沖齒輪出現故障等情況引起，具體原因還需要在行駛時借助于測試線和萬用表，進一步檢查蓄電池電源和電磁閥繼電器實際工作狀態。

此外，為了獲得更加精準的測試結果，根據車輛情況，設置了高附著空載高速、高附著空載低速等各種試驗方式。

3.2 測試結果

通過上述測驗方式獲得最終結果（圖2、圖3）不難發現，在不考慮各種硬件設備前提下，最終顯現的結果達到了預期標準。

由圖2、圖3顯現的試驗曲線可知，商用車輛在制動過程中，ABS系統能夠起到相應調節作業，并且能夠充分滿足指定防抱死需求。除此之外，ABS系統顯示管控效果可以達到預期標準，但明顯與仿真曲線有所差別，造成這種狀況發生的主要原因在于硬件系統與模型有著相應的差別。

4 防抱死系統應用以及技術研究現狀4.1 應用現狀

由于ABS系統有著較為嚴重的局限性，導致系統本身難以擺脫相應的物理規律。通常情況下，此項系統并不能在下述路況中提供更加科學合理的制動距離。

例如，商務車行駛在平滑的干路路況上，駕齡較高的駕駛員會直接實施制動作業，而行駛在松散礫石路面以及松土路面上時也會直接實施制動作業。從另一種角度而言，在干路路面上，新型的ABS系統能夠將滑移率始終管控在5%～20%以內，但并不是各個類型ABS系統都能夠以相同的速率實施制動作業，雖然四輪防抱制動系統能夠促使汽車在第一時間內實施制動作業，如若制動作業無法及時進行，就會導致車輛與障礙物發生碰撞現象，并不能有效阻止交通事故發生。

4.2 技術研究現狀

相較于西方發達國家，我國對于ABS系統的研究起步較晚。造成這種狀況發生的主要原因在于，我國整體的技術水平雖然達到了一定高度，并且具備了一定程度的競爭力，但相比國外極其成熟的商用車ABS系統還有著較大的差距。近年來，我國愈發重視商用車ABS技術的作用價值，并且將GB 12676-2014《商用車輛和掛車制動系統技術要求及試驗方法》中防抱死系統作為強制性法規。

通常情況下，汽車防抱死系統在實際使用過程中，仍然存在諸多問題，具體涉及以下方面：其一，防抱死系統不會加強制動效果，如果汽車行駛過程中剎車時產生的摩擦力超出最大值，就會使得防抱死系統失效;其二，避免防抱死系統嚴重依靠整車性能，所以在改善汽車制動系統時，技術人員還應該進一步強化整車性能;其三，防抱死系統在本質上只能起到輔助的作用，只有駕駛員在行駛過程中集中注意力才會防止事故發生;其四，行駛在例如砂石或冰面等特殊路面上，車輪抱死的制動距離要遠低于正常情況。所以研究人員在優化防抱死系統時應該全面根據實際情況采用先進技術，針對系統的不足之處開展深入創新和研究[6]。

5 ABS系統發展前景

a.ABS與ASR一體化。ABS系統的主要作用是防止汽車制動系統抱死，ASR的作用是防止汽車輪胎過度滑轉。兩者的有機結合，可以更好地保證汽車行駛穩定性。

b.ABS與CCS自動巡航系統集成。ABS與CCS系統都需要制動壓力調節、車輪采集以及發動機調節等裝置，因此ABS與CCS集成系統，有利于減少生產成本，同時也能夠提高企業穩定性和安全性。

c.降低重量、減小體積。隨著汽車不斷向輕便化方向發展，無論是小型車輛還是大型車輛，汽車配件占用的空間正在不斷減少，而這也要求ABS系統體積和重量要小。

d.良好的控制效果和快速的響應速度。隨著新技術的不斷發展，ABS系統與新技術的結合，如ABS與EMB 機械制動裝置和EHB液壓制動裝置的結合，使ABS系統擁有了良好的控制效果和快速的響應速度。

6 結語

在汽車行業飛速發展的過程中，汽車的安全性能受到人們重視，所以技術人員需要加強在安全性能方面的研發力度，采用全新技術和控制理念，不但能夠強化系統的智能性特點，還會進一步確保汽車行駛的安全性得到充分保障，最終有效降低交通事故發生概率。

參考文獻：

[1]卓圣文，阮錦妃.汽車制動系統中防抱死系統的分析[J].中國新技術新產品，2017（10）：143-144.

[2]黃彧.商用車氣壓防抱死制動系統技術分析[J].車時代，2021（6）：11-12.

[3]吳俊.車輛防抱死制動系統控制技術研究[J].科學與信息化，2020（36）：4-105.

[4]趙辰.重型汽車氣壓ABS控制系統研究[D].石家莊：石家莊鐵道大學，2020.