正確認識和使用汽車ＡＢＳ系統(tǒng)

張安春

摘要：本文通過對滑移率與地面附著系數(shù)之間關系分析，講述了汽車ABS系統(tǒng)的基本組成及工作過程，從而使駕駛員能正確的認識和合理使用汽車ABS系統(tǒng)。

關鍵詞：汽車ABS系統(tǒng)認識應用

0 引言

隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，現(xiàn)在絕大部分轎車已經(jīng)將ABS作為標準配置，所謂ABS(Anti-lock Brake System)即“防抱死制動系統(tǒng)”，能有效控制車輪保持在轉動狀態(tài)，提高制動時汽車的穩(wěn)定性及較差路面條件下的汽車制動性能。但對于ABS的認識以及如何正確使用，很多駕駛員不是很清楚，有些駕駛員認為ABS就是縮短制動距離的裝置，甚至認為在冰雪路面上的制動距離能與在瀝青路面上的制動距離相當；還有一些駕駛員認為只要配備了ABS，即使在雨天或冰雪路面上高速行駛，也不會出現(xiàn)車輛失控現(xiàn)象。這種情況的發(fā)生是由于對ABS系統(tǒng)不了解導致的。

1 汽車的制動性能與滑移率之間的關系

1.1 汽車制動性能及影響因素 汽車制動性能包括制動效能和制動方向穩(wěn)定性。

1.1.1 制動效能：即制動距離、制動時間和制動減速度。制動效能取決于制動力的大小，制動力的大小不僅與車輪制動器的摩擦力矩有關，還受到地面附著力或附著系數(shù)(φ)大小的制約。輪胎與路面間的附著(摩擦)力：Ft=zφz，z—地面對輪胎的反作用力；φz—地面與輪胎間的縱向附著(摩擦)系數(shù)。一般說來，z是定值，而φz是變量：一是路面不同φz值變化(水泥路面的φz值比瀝青路面的大)；二是輪胎的運動狀態(tài)變化時，φz值也隨著變化。

1.1.2 制動時汽車的方向穩(wěn)定性：指汽車在制動時仍能按指定方向行駛，即不發(fā)生跑偏、側滑以及失去轉向能力。其取決于輪胎與地面的側向附著力：Fc=zφc，同樣，φc也隨著路面或輪胎的動狀態(tài)而變化。

2 滑動率(s)及其與地面附著系數(shù)的關系

汽車在制動過程中，車輪的運動狀態(tài)可分為三個階段：當制動力為零時，車輪純滾動；當制動力逐漸增大時，輪胎既滾又滑；當制動力大于地面附著力時，輪胎停止轉動完全拖滑。一般用滑動率(s)表示滑動成分在車輪縱向運動中所占的比例。即滑動率s=(車身瞬時速度-車輪瞬時速度)/車身瞬時速度×100％?；坡逝c附著系數(shù)二者之間的關系如圖1所示。

由圖可知滑移率與縱向附著系數(shù)和橫向附著系數(shù)之間變化關系，當滑移率為100％時，縱向附著系數(shù)φz變小，φc的值幾乎為零；只有當滑移率在15％～35％的范圍內時，縱向附著系數(shù)φz和側向附著系數(shù)φc的值都較大?？v向附著系數(shù)φz大，地面可以提供較大的附著力，保證汽車制動距離較短；側向附著系數(shù)φc大，地面可以提供較大的側向力，保證汽車制動時的方向穩(wěn)定性。

汽車制動時，如果車輪完全抱死滑移，車輪與路面間的側向附著力將完全消失。如果只是前輪(轉向輪)制動到抱死滑移而后輪還在滾動，汽車將失去轉向能力。如果只是后輪制動到抱死滑移而前輪還在滾動，即使受到不大的側向干擾力，汽車也將產(chǎn)生側滑(甩尾)現(xiàn)象。這些都極易造成嚴重的交通事故。因此，汽車在制動時不希望車輪制動到抱死滑移，而是希望車輪制動到邊滾邊滑的狀態(tài)。

2 ABS的組成和工作過程

通常ABS是在普通制動系統(tǒng)的基礎上加裝車輪速度傳感器、ABS電控單元、制動壓力調節(jié)裝置及制動控制電路等組成(如圖2)。

ABS的工作過程：緊急制動時，裝在各車輪上高靈敏度的車輪轉速傳感器，一旦發(fā)現(xiàn)某個車輪抱死，計算機立即控制壓力調節(jié)器使該輪的制動分泵泄壓，使車輪恢復轉動，以達到防止車輪抱死的目的。ABS的工作過程實際上是“抱死-松開-抱死-松開”的循環(huán)工作過程，使車輛始終處于臨界抱死的間隙滾動狀態(tài)，使輪胎的滑移率保持在15％～20％之間，保障地面以提供最大的附著力，有效克服緊急制動時由車輪抱死產(chǎn)生的車輛跑偏、側滑、甩尾現(xiàn)象，防止車身失控等情況的發(fā)生。ABS的工作頻率：是100次/秒左右。ABS的主要作用是改善整車的制動性能，提高行車安全性，防止在制動過程中車輪抱死(即停止?jié)L動)，從而保證駕駛員在制動時還能控制方向，并防止后軸側滑。

3 汽車ABS系統(tǒng)的分類

ABS的種類可分機械式和電子式兩種。機械式ABS結構簡單，主要利用其自身內部結構達到簡單調節(jié)制動力的效果。該裝置工作原理簡單，沒有傳感器來反饋路面摩擦力和輪速等信號，完全依靠預先設定的數(shù)據(jù)來工作，不管是積水路面、結冰路面或是泥濘路面和良好的水泥瀝青路面，它的工作方式都是一樣的。機械式ABS只是用部件的物理特性去機械的動作，而電子式ABS是運用電腦對各種數(shù)據(jù)進行分析運算從而得出結果的。電子式ABS由輪速傳感器、線束、電腦、ABS液壓泵、指示燈等部件構成。能根據(jù)每個車輪的輪速傳感器的信號，電腦對每個車輪分別施加不同的制動力，從而達到科學合理分配制動力的效果。目前，裝備在車輛上最常見的是四傳感器四通道ABS系統(tǒng)，每個車輪都由獨立的液壓管路和電磁閥控制，可以對單個車輪實現(xiàn)獨立控制。這種結構能實現(xiàn)良好的防抱死功能。

4 汽車ABS系統(tǒng)的正確認識和使用

一個性能優(yōu)良的汽車防抱死制動系統(tǒng)，在制動時能夠將汽車車輪的滑移率控制在20％～30％之間，車輪在這種狀態(tài)下，能兼顧相對最大的縱向制動力和橫向附著力，以保證車輛不會發(fā)生失控狀況。另外，在前輪不抱死的情況下，由于有一定的附著力，汽車還可以按照駕駛員的意愿進行轉向，從而控制車輛。為了將車輪滑移率控制在理想狀態(tài)下，追求車輛的穩(wěn)定性，可能會犧牲一些縱向的制動力，所以ABS起作用時，不是在所有路面上制動距離都會縮短。在冰雪路面上，由于地面提供的附著力比一般路面要小很多。ABS只能在這種附著力的基礎上調節(jié)汽車的制動力，不會產(chǎn)生外加的制動因素。所以，在冰雪路面上的制動距離只能說比車輪抱死時短一些，比在一般路面上的制動距離還是長很多。

實際道路其實是很復雜的，如路面附著系數(shù)不平衡、道路彎度或路面橫向坡度、甚至汽車輪胎氣壓等汽車自身的原因，能使汽車制動時產(chǎn)生側滑的運動趨勢，這些因素都不是ABS本身能夠克服的。所以，如果在冰雪路面上車速過快時緊急制動，遇到上述因素之一，當車輛離心力大于地面能夠提供的最大側向力時，就會使車輛形成失控趨勢，這是非常危險的?？傊魏窝b備都不是萬能的，駕駛員必須通過自己的主觀能動性實現(xiàn)安全駕駛。即使是性能優(yōu)良的ABS在工作狀態(tài)下穩(wěn)定車輛的效果也是有限的，尤其是行駛在砂石路或冰雪路面上，更應保持充分的車距，減速慢行，不要完全依賴ABS系統(tǒng)。

現(xiàn)在基本所有的乘用車都加裝了ABS系統(tǒng)，ABS系統(tǒng)的使用原則如下：①要始終踩住制動踏板不放松，這樣才能保證足夠和持續(xù)的制動力，使ABS有效地發(fā)揮作用。②要先熟悉并適應ABS，對ABS工作時的制動踏板抖動有心理準備。不要被ABS的抖動嚇住。ABS在起作用時，會聽到它發(fā)出的噪音，該噪音是由液壓控制系統(tǒng)中的電磁閥和液壓泵工作時產(chǎn)生的，不要以為制動系統(tǒng)出了毛病而驚慌失措，更不可將腳從制動踏板上移開，這時仍然要將制動踏板踩死而不去管它。③不要認為有了ABS就可以隨心所欲地駕駛。ABS也不是絕對保險的，在車速過高和轉彎過急的情況下，若車輛制動得過急過猛，則汽車仍然會產(chǎn)生側滑。因此，即使你的汽車裝有ABS，你也仍然需要謹慎駕駛。④不要采用“點剎”制動。未裝有ABS的車輛在濕滑路面及車速較高情況下實施制動時，需要采用“點剎”的辦法達到安全制動的目的。而裝上ABS后，由于ABS能自動調整制動力，因此在實施緊急制動時，可一腳將踏板踩到底而不松開，不要擔心車輪抱死打滑，否則將大大延長制動距離。⑤不可忽視ABS指示燈的檢查。正常情況下，按通點火開關后，此燈應亮；大約3秒后自動熄滅。這一過程，實質上是電子控制裝置在按自檢程序對車輪傳感器、液壓調節(jié)器的控制閥進行通電檢查，若此燈一直不亮，說明ABS有故障。ABS指示燈未熄滅時不必恐慌。當行車中ABS出現(xiàn)故障時，防抱死制動系統(tǒng)自動將原制動系統(tǒng)的油路接通，汽車上的原制動系統(tǒng)仍然工作。

參考文獻：

[1]鄒長庚，顧金亭，馬伯夷編.王光德主審.現(xiàn)代汽車電子控制系統(tǒng)構造原理與故障診斷.北京理工大學出版社.1997。