原意
ABS即防抱死制動系統,是Anti—lock—Braking System的縮寫。司機們在駕車時都有體會,在濕滑路面、沙石路面或者高速過彎時,剎車絕對不能一腳踩死,而應分步剎車,一踩一松,否則,車輪容易發生抱死不轉動的情況,前輪抱死會引起汽車失去轉彎能力,後輪抱死容易發生甩尾事故等等。安裝ABS就是為解決剎車時車輪抱死這個問題,其工作原理也像上面所說的一踩一松,不過,ABS的工作頻率要比人[/size]的操控快得多。裝有ABS的汽車,能有效控制車輪保持在轉動狀態而不會抱死不轉,從而大大提高了剎車時汽車的穩定性及較差路面條件下的汽車制動性能。ABS是通過安裝在各車輪或傳動軸上的轉速感測器等不斷檢測各車輪的轉速,由計算機計算出當時的車輪滑移率(由滑移率來了解汽車車輪是否已抱死),並與理想的滑移率相比較,做出增大或減小制動器制動壓力的決定,命令執行機構及時調整制動壓力,以保持車輪處於理想的制動狀態。因此,ABS裝置能夠使車輪始終維持在有微弱滑移的滾動狀態下制動,而不會抱死,達到提高制動效能的目的。工作原理
它的工作原理是,依靠裝在各車輪上高靈敏度的車輪轉速感測器以及車身上的車速感測器,通過計算機控制。緊急制動時,一旦發現某個車輪抱死,計算機立即指令壓力調節器使該輪的制動分泵泄(減)壓,使車輪恢復轉動。ABS的工作過程實際上是抱死-鬆開-抱死-鬆開的循環工作過程,使車輛始終處於臨界抱死的間隙滾動狀態,有效地克服緊急制動時的跑偏、側滑、甩尾,防止車身失控等情況的發生。引申
防抱死技術的發展
據歐洲各國統計,套用了制動防抱死技術後,交通事故機車減少10%,轎車和輕型貨車減少8%,公共汽車減少4%,重型貨車減少10%,平均起來減少7.5%。
汽車制動防抱死系統這一優點一直在激勵蓉各國的汽車工程師致力於這方面的研究工作。其中英國和德國的學者為此付出了更多的努力和心血。他們也是這項技術的先驅者。1965年前後,制動防抱死裝置開始安裝在汽車上進行路試。1968年底,它在英國成功地安裝在半掛拖車機組的牽引頭的後輪上,並投入實際韻運營。其後十年間斗、制動防抱死裝置主要是裝在這種鉸接車輛上,有效地解決了鉸接車輛在制動時常發生的折轉伺題。在剛性車輛土如客車、高檔小轎車上也有少量的套用。僅據英國統計,在這十年間,終憲六千輛鉸接車輛安裝了制動防抱死裝置。制動防抱死系統的優點也引起了政府交通管理部門韻興趣。1971年,瑞典國家交通安全組織敦促所有的路面機動車輛和拖車的制;動系統都應設計或能充分利用車輪和路面間的附著能力且不應該有車輪抱死現象發生,並且預告,這種要求要在1975年變成法律而強制實施。瑞典政府的這一要求使得歐洲汽車工業界大為振奮,他們看到了政府對制動防抱死這一技術的發明和套用的態度,於是紛紛投入大量的人力、物力、財力進行制動防抱死裝置的研究,,由此引來了制動防抱死技術的第一次大發展。
除了瑞典以外,其它國家政府的交通管理部門也在積極認真地評價汽車制動防抱死系統的優點。在當時的聯邦德國,從1969年到1972年交通部主持了一項研究項目f對安裝有制動防抱死系統的小轎車、公共汽車、貨車和半掛拖車機組的制動性能進行了全面的系統的測試。由此產生的試驗報告以後成為關於歐洲制動防抱死性能檢測的ECE第13號法規的13號補充法規討論的基礎。
和任何新技術的套用一樣,制動防抱死技術在汽車工的套用在其發展過程中也不是一帆風順的,其間也經過許多磨難和挫折。其中最值得一提的是1975年至1978年發生在美國的一段事情。1975年美國公路交通安全管理局頒布了新的121號聯邦交通安全法規(FMVSS121)。它對1975年後新出廠的所有套用氣制動的客車、貨車、拖車和半掛拖車機組在高和低兩種附著係數路面上制動時規定了嚴格的制動距離和對後車輪不抱死的要求。
然而在當時,制動防抱死技術遠未成熟六仍處在早期發展階段,存在著許多性能方面和可靠性方面的問題。主要表現在它的電氣部分的安裝上,例如輪速感測器、導線、接頭、信號線等。特別是單片機的問題,它常常發出錯誤的信號,使壓力調節器不能正常的工作。此外還有壓力調節器反應遲鈍及制動防抱死系統抗電磁場干擾能力差等缺點。在制動防抱死系統的使用和維修方面也存在著很多問題,如維修備件缺乏,維修保養費調整往往不當,維修保養人員和駕駛員對結構不熟悉,缺乏必需的維修設備等等。結果制動方面產生的一切問題都歸咎到制動防抱死裝置上,導致使用人員對制動防抱死裝置完全喪失了興趣和信心。最終,在幾個惡性交通事故發生後,1978年經法院裁決,美國公路交通管理局取消對新出廠的營運車輛所規定的制動距離和後輪不抱死的條款。此後,美國制動防抱死裝置的套用迅速減少,其市場也迅速消失。
歐洲主要是西歐各國關於制動防抱死系統的性能標準的討論始於1972年。參加討論的有政府交通安全管理部門的代表,大學和研究所的專家,汽車生產廠家,制動器生產廠家和電子產品生產廠家的代表。他們經過多次會議的討論,最終形成了關於歐洲制動防抱死系統性能的若干規定,並於1979年作為聯合國歐洲經濟委員會關於汽車制動性能的第13號法規的13號補充法規頒布實施。
進入80年代,制動防抱死裝置又迎來了它的第二次大發展。在80年代初期,)歐美各國突然加速了新的防抱死裝置的研究和套用。制動防抱死裝置在家用轎車和商用貨車上的套用使市場迅速膨脹。這樣大大刺激了各制動防抱死裝置生產廠家投入更多的力量研製性能更好、結構更簡單、使用更可靠、價格性能比更低的制動防抱死裝置。於此同時,制動防抱死系統在汽車上的布置方案也迅速增多。例如對於豪華型家用轎車,以前僅有三通道、四通道兩種布置方案:進入80年代以後,由於中檔家用轎車對制動防抱死裝置韻需求,同時又考慮到此種裝置占整車價格的比例,於是相對簡單的各種二通道、一通道制動防孢死裝置應運而生。這是70年代沒有預見到的。
由於新的制動防抱死裝置布置方案的出現;1979年通過的第13號補充法規不能完全適用。於是歐洲國家又從1982年起對.13號補充法規進行了修訂,於1985年形成了新的文本。
80年代中期以後,藉助於電子控制技術的迅速進步,制動防抱死系統反應更靈敏、成本更降低、安裝更方便、維修更容易、價格更易被中小型家用轎車所接受。
1987年,歐共體頒布了一項法規,要求從1991年起,歐共體成員國生產的所有新車型均需裝備制動防抱死裝置,同時規定凡載重16t以上的貨車必須裝備制動防抱死裝置,並且禁止無此裝置的汽車進口。日本規定,從1991年起5對總質量超過13t的牽引車、總質量超過10t的運送危險晶的拖車、在高速公路上行駛的大客車都必須安裝制動防抱死裝置。
現今,德國生產的轎車已有21%裝備了制動防抱死裝置。它主要套用在豪華轎車上,但占總量60%以上的中低檔家用轎車套用這種系統的還不多。主要原因是這種系統價格較高,占中低檔轎車的整車價格比例較大。美國福特汽車公司生產的貨車,制動防抱死系統的配備率達94%,而通用汽車公司1994年生產的貨車和客車則全部裝備了這種裝置。預計在今後的五年里,世界範圍內制動防抱死裝置在汽車上的裝有率將達到80%。
汽車開環和閉環制動系統簡述
為了使汽車在行駛過程中以適當的減速度降低速度直至停車,保證行駛的安全性,汽車上均裝有行車制動器。在汽車制動防抱死裝置出現之前,所用的都是開環制動系統。其特點是制動器制動力矩的大小僅與駕駛員的操縱力,制動力的分配調節,以及制動器的尺寸和型式有關。由於沒有車輪運動狀態的反饋信號,無法測知制動過程中車輪的運動狀態,因此就不能據此調節輪缸或氣室制動壓力的大小。這樣在緊急制動時,不可避免地出現車輪在地面上抱死拖滑的現象。當車輪抱死時,地面的側向附著性能很差,所能提供的側向附著力很小,在汽車所受到種種干擾外力作用下就會出現方向失穩問題,容易發生交通事故。在潮濕路面或冰雪路面上制動時,這種方向失穩的現象更常發生。
人類對於汽車制動時方向失穩現象及其產生原因的認識是逐步加深的。在路面車輛誕生初期,汽車前輪上幾乎不裝制動器,制動器僅安裝在後輪上。一方面的原因是當時路面車輛行駛速度低,但主要的原因是為了防止前輪喪失轉向能力。這種做法大約持續了15年。其間雖然注意到後輪抱死有時會造成汽車繞前軸轉動,但當時占支配地位的想法是這總比前輪喪失轉向能力好。到了名0世紀20年代初期,隨著汽車質量的增加和車速的提高,僅靠後輪制動不足以提供充分的制動力,這樣才導致在前輪上安裝制動器。但當時仍然認為前輪制動僅只是對後輪制動的一種補充,且不允許前輪先於後輪抱死。後來,人們又認識到應根據靜態軸荷的分配比例來分配前後輪的制動力。到了本世紀30年代末期-r汽車界又認識到制動時軸荷的動態轉移,前輪要增重,後輪要減重。且後輪先抱死更易造成汽車特別是鉸接汽車的方向失控,導致交通事故的發生。從而著手開始研製能限制汽車後輪制動力矩的裝置。由此誕生了限壓閥、比例閥、慣性閥、感載比例閥等。現今這些前後制動力分配和調解裝置被許多國家廣泛套用在轎車、貨車、客車、鉸接車輛的後制動管路中。到1968年底,幾乎所有的鉸接車輛上都裝有這類裝置。 隨著前後輪制動力分配裝置技術的發展,為提高路面車輛制動性能的其它技術也在發展著。例如汽車的液壓制動技術,鉗盤式制動器技術、雙管路制動系統、真空伺服制動裝置等技術都得到了套用和推廣。
然而以,上技術妁套用,並不能完全解決車輪制動時的抱死問題,這是因為它是開環制動系統,無法感知制動輪的運動狀況,輪缸或氣室壓力不能相應地調節,制動輪得不到相應的控制。制動時汽車方向失穩問題仍未得到根本的改善。
汽車制動防抱死裝置(英文為AntilockBrakingSystem簡稱ABS)的基本功能就是可感知制動輪每一瞬時的運動狀態,並根據其運動狀態相應地調節制動器制動力矩的大小y避免出現車輪的抱死現象,因而是一個閉環制動系統。它是電子控制技術在汽車上最有突出成就的一項套用。可使得汽車在制動時維持方向穩定性和縮短制動距離,有效地提高了行車的安全性。