|
关于汽车防抱死系统（ＡＢＳ）的研究
班级 高一（1）班
负责人 周奥博
课题组成员 周奥博 李康立 叶巧敏 罗威 朱也丹 张瑄
指导老师 金巧萍 毛伟
课题研究涉及的主导学科 物理
课题研究涉及的相关学科 信息技术
中文摘要 汽车防抱死系统
英文摘要 Antilock Braking System（ＡＢＳ）
关键词 防抱死 汽车 安全
研究解决的问题 汽车防抱死系统(ABS)的工作原理和作用
研究采用的基本方法 上网查资料 采访
研究过程
我们是受一道物理题目的启发，选定这个题目的，题目给定了汽车轮胎与地面的摩擦系数，提问：“为什么同样速度时车上乘客越多，刹车距离越长？”同学们很不解，因为既然摩擦系数一定，摩擦力就与整车重力成正比，减速加速度就应当一定，为什么刹车距离变长？课上老师解答说，因为车制动时，车轮不抱死，所以并不是轮胎与地面的摩擦，而是刹车片的摩擦，制动力可以保持不变，所以当车重增加时动能增大，距离变长。
我们对此产生了许多疑问，也产生了很大的研究兴趣，于是展开了这方面的研究。
我们当时最初的疑问是：抱死具体是什么意思？为什么车轮不抱死？
对此我们开始了研究。
首先：抱死是什么意思？
对此我们上网查了资料。原来不抱死是因为加装了一种叫“汽车防抱死系统（ＡＢＳ）”设备，防止了车轮抱死。而没有安装ABS的汽车，“在行驶中如果用力踩下制动踏板，车轮转速会急速降低，当制动力超过车轮与地面的摩擦力时，车轮就会被抱死，车轮抱死的意思摩擦片与制动轮毂/盘咬合不分离的情况，也就是此时轮胎不转，与地面发生滑动摩擦。”
查阅书本我门发现，轮胎与柏油路面间的摩擦系数为0.6 ，高于刹车片与刹车盘之间的摩擦系数（0.4左右），我们就疑惑：抱死后轮胎与地面摩擦，不是比刹车片与刹车盘间摩擦更大，也更容易制动吗？对此，我们在放学回家时询问了小组成员中有家长开车来接的成员的家长，几位家长的回答都差不多，“轮胎抱死了，车子不就打滑跑歪了吗？”又到附近的汽车修理处询问，也是说：“车轮抱死会导致失控”我们不是很理解，于是又上网查了资料：“完全抱死的车轮会使轮胎与地面的摩擦力下降。当车轮抱死时，地面的侧向附着性能很差，所能提供的侧向附着力很小，在汽车所受到种种干扰外力作用下就会出现方向失稳问题，容易发生交通事故。在潮湿路面或冰雪路面上制动时，这种方向失稳的现象更常发生。如果前轮被抱死，驾驶员就无法控制车辆的行驶方向，如果后轮被抱死，就极容易出现侧滑现象。这样不仅达不到制动效果，反而会因失控带来更大危险。”
原来，在实际情况中，滑动的轮胎不再具有滚动的轮胎的保持方向的能力，会带来严重的失控危险。
那么防止被抱死的轮胎又对制动有什么作用呢？
“制动防抱死系统起作用时，车轮与路面的摩擦既有滚动又有滑动，其中滑动占２０％左右，这会充分利用车轮与路面之间的最大附着力进行制动，是最佳制动区域．．．．．．”，“．．．．．．从而提高制动减速度，缩短制动距离，但最重要的还是保证汽车的方向稳定性。前轮不会抱死，转向能力依旧存在，那就完全可以在制动时采取措施避开前方的危险。如果后轮也不会抱死，侧滑和甩尾也将不会出现，对车身的控制依然在驾驶者手中。”而且，“车轮不抱死可以减少车轮磨损，使轮胎保持良好状态，持续提供良好的抓地力。”
到这里我们发现，原来轮胎不抱死，可以更快的减速制动，而不是像原先想的那样会增加制动距离，经验的想法和实际是不一样的。
我们又了解到，据欧洲各国统计，应用了制动防抱死技术后，交通事故摩托车减少10%，轿车和轻型货车减少8%，公共汽车减少4%，重型货车减少10%，平均起来减少7.5%。
这样，我们将防抱死系统的作用概括为――缩短制动距离、增加制动稳定性、减少轮胎磨损、保障驾驶安全。
看来，车轮防抱死有诸多好处，但防抱死系统又是怎么实现防抱死的呢？
“ABS 的工作原理就是由轮速感应器监测车轮的转速，监测信号汇集到电子控制器内分析。一旦监测到车轮快要抱死时，电子控制器会发出指令给电磁调节器，由它控制油压分配阀调节各个车轮的制动分泵，以“一放一收”的点放形式来控制刹车摩擦片，解除车轮的抱死现象。用点放形式来制动，既可急剧降低轮速，又可保持轮胎与地面的附着力。
ABS 分机械式和电子式两种。由于机械式不论从精度还是实际效果都比不上电子式，所以目前轿车上的 ABS 大多数是电子式的。它由轿车上的液压制动系统、车轮转速传感器、电子控制器和电磁调节器等部件组成。其中 ABS 的传感机构由轮速传感器和“齿圈”配对组成。轮速传感器内有可产生磁力线的电磁线圈，安装在车轮附近的一个固定部件上，齿圈安装在车轮轮辋上，车轮转动带动齿圈转动，齿圈切割磁力线使传感器内的电磁线圈感应出交变电流，其脉冲率与车轮转速成正比并被输往电子控制器内。电子控制器是一台微电子计算机，它根据各个轮速传感器的电流脉冲信号测出各个车轮的运动速度、加速度或者减速度、滑动率等数值，当这些数值超出正常值的范围时就会发出指令给电磁调节器。电磁调节器里面的柱塞会依照指令上下移动，调节输入各个车轮制动分泵的油量，起到一个阀门的作用。
我们浅显地总结为，防抱死系统是在急踩刹车时，自动检测车轮状态，并控制提供制动力的阀门，一松一紧得刹车，从而达到防止车轮抱死的目的。“
了解了原理之后，我门对防抱死系统有了更加浓厚的兴趣，并进行了更详细的了解；
“目前，最新的ABS已发展到第5代，现今的ABS还有多方面的功能，比如：
1、电子牵引系统(ETS)
2、驱动防滑调整装置(ASR)
3、电子稳定[1] [2] 下一页
|
网友评论：（只显示最新10条。评论内容只代表网友观点，与本站立场无关！）