一直听说ABS,那么什么是ABS呢?
以前消费者买车时,是否有ABS(防抱死制动系统)是一个重要指标。随着技术的发展,目前国内大部分汽车都采用了ABS作为标准配置。但是很多司机对ABS的理解和正确使用方法不是很清楚,甚至对ABS有一些误解。有些司机认为ABS是一种缩短制动距离的装置。装有ABS的车辆在任何路面上的制动距离都必须比没有ABS的车辆短。有些人甚至误以为冰雪路面上的刹车距离可以和沥青路面上的刹车距离相当。也有一些司机认为,只要配备了ABS,即使在雨天或冰雪路面高速行驶,也不会出现车辆失控的情况。ABS并没有像有些人想的那样大幅度提高汽车物理性能的极限。严格来说,ABS的作用主要是在物理极限性能内,保证车辆本身在制动时的操纵性和稳定性。
ABS的应用
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ABS(防抱死制动系统)即“防抱死制动系统”,能有效控制车轮保持旋转状态,提高车辆制动时的稳定性,改善车辆在恶劣路况下的制动性能。ABS通过安装在每个车轮或传动轴上的转速传感器不断检测每个车轮的转速,计算机计算出当时的车轮滑移率,并与理想滑移率进行比较,从而做出增大或减小制动器制动压力的决定,命令执行器及时调整制动压力,使车轮保持理想的制动状态。
1906 ABS首次获得专利,1936博世注册了防止机动车车轮抱死的“机械”专利。所有早期的设计都有一个相同的问题:太复杂,容易失败,操作太慢。1947世界上第一套ABS系统首次应用于B-47轰炸机。Teldix公司在1964开始研究这个项目,其ABS研究很快被博世接手。两年内,第一批ABS测试车辆具有缩短制动距离的功能。转弯时车辆的转向性和稳定性也是有保证的,但当时使用了大约1000个模拟元件和安全开关,这意味着被称为ABS 1系统的电控单元的可靠性和耐久性还不能满足量产的要求,需要提高。博世在开发电子发动机管理方面获得的技术,数字技术和集成电路(ICs)的到来,使电子元件的数量减少到140。
1968 ABS开始研究并应用到汽车上。1975由于采用了美国联邦机动车安全标准121,许多重型卡车和大客车都安装了ABS。但由于制动系统的诸多技术问题和卡车行业的反对,该标准于1978年被撤销。同年,博世作为全球第一家推出具有电控功能的ABS系统的公司,开始将这套ABS 2系统作为选装配置进行安装,并装配在一辆奔驰S级轿车上,随后迅速安装在一辆宝马7系豪华车上。这一时期之后,美国对ABS的进一步研究和设计减少,但欧洲和日本的制造商继续精心开发ABS。
自20世纪80年代以来,美国汽车制造商在美国汽车市场上对ABS表现出新的兴趣,因为从美国进口的汽车都装有ABS。随着微电子技术的快速发展和人们对汽车行驶安全性的强烈需求,ABS装置在世界汽车工业中得到进一步广泛应用。1987年,美国大约有3%的汽车配备了非常可靠的ABS。在接下来的时间里,开发人员专注于简化系统。在1989中,博世工程师成功地将混合动力控制单元直接安装到液压模块上。这样,它们不需要连接控制单元和液压模块的线束,也不需要连接器,因此ABS 2E的整体重量显著降低。
1993年,博世工程师用新的电磁阀创造了ABS 5.0,并在随后的几年里开发了5.3和5.7版本。新一代ABS 8的主要特点是大大减轻了重量,缩小了体积,增加了内存,并增加了更多的功能,如制动压力的电子分配,从而取代了机械机构来降低后轮轴的制动压力。当时,一些汽车行业分析师的预测得到了证实:90年代中期以后,世界市场上的大部分轿车和卡车都将配备ABS。
ABS的功能
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ABS的主要作用是提高整车制动性能,提高行驶安全性,防止制动时车轮抱死(即停止滚动),保证驾驶员在制动时仍能控制方向,防止后轮轴打滑。其工作原理是:在紧急制动的情况下,一旦发现车轮抱死,计算机立即控制压力调节器释放车轮制动缸的压力,使车轮恢复转动,达到防止车轮抱死的目的。ABS的工作过程实际上是一个“抱死-释放-抱死-释放”的循环工作过程,使车辆始终处于临界抱死间隙滚动状态,有效克服紧急制动时车轮抱死造成的车辆跑偏,防止失控情况的发生。
ABS可分为机械式和电子式。机械式ABS结构简单,主要利用自身内部结构就可以简单的调节制动力。该装置工作原理简单,没有传感器反馈路面摩擦力、轮速等信号,完全靠预设数据工作。无论是积水路面、结冰路面还是泥泞路面、良好的水泥沥青路面,其工作模式都是一样的。严格来说,这种ABS只能称之为“高级刹车系统”。目前国内只有部分中低端皮卡等车型还在使用机械式ABS。
机械式ABS只是利用部件的物理特性进行机械运动,而电子式ABS是利用计算机对各种数据进行分析计算得出结果。电子ABS由轮速传感器、线束、电脑、ABS液压泵、指示灯等部件组成。根据每个车轮的轮速传感器的信号,电脑可以对每个车轮施加不同的制动力,从而达到科学合理分配制动力的效果。
最早的ABS系统是两轮系统。所谓双轮系统,就是在汽车的两个后轮上安装ABS。由于两个后轮共用一个制动液压管路和一个控制阀,所以又称为“单通道控制系统”。这个系统根据两个后轮中附着力较小的车轮的状态来选择制动压力,也就是所谓的“低选原则”。也就是说,当ABS车辆的一个后轮采用低选趋于抱死的原则时,系统只能同时向两个后轮释放压力。由于前轮没有防抱死功能,两轮系统很难达到最佳制动效果。
随着相关技术的发展,后来出现了“三通道控制系统”。基于双轮系统,两个前轮由两个独立的管路独立控制。虽然后轮仍然采用“低选”的原则,但由于实现了紧急制动时的转向功能和防止后轮轴打滑的功能,这套系统具备了现代ABS的主要特点。至今市场上仍有车辆使用这种三通道控制ABS系统。
目前,最常见的车辆配备了四个传感器和四个通道的ABS系统,每个车轮由独立的液压管路和电磁阀控制,从而可以实现对单个车轮的独立控制。这种结构可以实现良好的防抱死功能。