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。
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。
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:
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。
制動壓力調節器:
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。
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:
- 使因車輪側滑引起的事故降低8%;
- 縮短制動距離,
- (儘量利用各輪的最大縱向制動力);
- 改善輪胎磨損。
- 只要腳踩制動踏板,
- ABS自動進入工作;
- 即使ABS損壞,
- 不影響普通制動器工作。
五、博世第九代ABS:
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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