零基礎一文了解 制動防抱死系統ABS

一、ABS目標:

制動(剎車)的本質:

動能轉化為熱能,

熱能在空氣中耗散掉。


對車輪受力進行力矩分析:

制動器對車輪的制動力矩M,

等於地面對車輪切向反作用力F乘以滾動半徑。

而且要滿足附著條件:

F≤ Gψ,

G為車輪所受法向載荷,

ψ為附著係數。


當F> Gψ,

即附著力Gψ小,

車輪打滑,

停止轉動,

即抱死。

前輪抱死,

不能轉向,

影響車輛操縱性;

後輪抱死,

容易甩尾,

影響車輛穩定性。

右圖是轉向失去控制,

左圖是甩尾。

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制動時,

由於慣性向前,

前輪所需制動力大,

後輪制動力小。


再講滑移率概念:

滑移率,

(也稱滑動率),

是車輪運動中,

滑動與滾動所佔比例大小。

車輪純滾動,

滑移率為0;

車輛純滑動,

即抱死,

不滾動,

滑移率為100%。


由F≤ Gψ可知,

ψ越大,

制動力F可以越大,

制動效能越好,

越不容易抱死。


以下右圖乾燥硬實路面為例,

當滑移率在10%-30%,

縱向附著係數最高,

橫向(側向)附著係數也相對較高,

這就是ABS的目標:

控制滑移率在10%-30%。

也就是控制附著係數在較高水平,

也就是儘可能增大制動力,

使車輪不容易抱死。

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二、ABS組成:

在普通制動系統基礎上,

ABS主要增加:

輪速傳感器、

ECU、

制動壓力調節器。


ECU:

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輪速傳感器:

主要由永磁體、

霍爾元件、

電路等組成。


隨著齒圈轉動,

(即車輪轉動)

齒圈的齒頂或齒槽與傳感器端部交替接近,

距離不一樣,

產生的磁力線密度不一樣。

齒頂與傳感器接近,

磁場強,

磁力線密度高;

齒槽與傳感器接近,

磁場弱,

磁力線密度低。

霍爾元件將磁力線密度變化,

轉化為電壓變化,

提供給ECU。

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制動壓力調節器:

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三、ABS工作過程:

一個車輪上ABS工作過程,

分四部分:

常規制動(建壓階段)、

保壓過程、

增壓過程、

降壓過程。

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四通道ABS:

每個車輪制動壓力獨立控制,

當同一軸上兩側車輪附著係數不同時,

兩輪制動力不相等。

三通道ABS:

兩前輪單獨控制,

兩後輪按低選原則一同控制。

(哪個輪附著係數低,

按哪個輪的壓力控制兩輪。)

雙通道ABS:

很少採用。

單通道ABS:

後輪按低選原則一同控制,

一般用於輕型貨車。


四、ABS優點:

  1. 使因車輪側滑引起的事故降低8%;
  2. 縮短制動距離,
  3. (儘量利用各輪的最大縱向制動力);
  4. 改善輪胎磨損。
  5. 只要腳踩制動踏板,
  6. ABS自動進入工作;
  7. 即使ABS損壞,
  8. 不影響普通制動器工作。

五、博世第九代ABS:

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除了ABS,

與之相關的有EBD、BAS、ASR、ESP等,

我們下次再講。


六、討論:

1、博世的ABS/ESP ,

已經發展這麼多年了,

為什麼還是行業領先,

(好多主機廠以配備博世ABS/ESP,

為產品賣點。)

其核心競爭力是什麼?

個人覺得核心是大量的數據採集和標定經驗。

你們覺得呢?


2、

在主人的拖拽下,

(相當於汽車驅動力)

兩隻貓不下水,

採取了不同制動方法,

哪隻貓的制動帶有ABS?

為什麼?

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請註明來自於微信公眾號“汽車先進技術”。


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