論汽車ABS對汽車使用性能的影響

1、論汽車ABS對汽車使用性能的影響 論汽車ABS對汽車使用性能的影響 【摘 要】汽車制動時，縱向制動力和側(cè)向制動力的大小與滑移率有密切的關(guān)系，當滑移率處于一定范圍值時，汽車能夠獲得較大的縱向制動力和側(cè)向制動力，從而使汽車獲得較大的縱向制動性能和側(cè)向穩(wěn)定性。ABS就是控制車輪的制動力使滑移率保持在縱向制動力和側(cè)向制動力都相對較大的區(qū)域內(nèi)的裝置。本文主要介紹汽車ABS對汽車使用性能的影響，這對廣闊汽車發(fā)燒友研究汽車ABS提供了一定的理論根底。 【關(guān)鍵詞】ABS；制動；行駛穩(wěn)定性 1.汽車制動時受力分析 1.1制動力的產(chǎn)生 對行駛著的汽車施加適當?shù)闹苿訒r，汽車就會平穩(wěn)的停住。這是因為制動過程中在輪胎和

2、地面之間產(chǎn)生了與行進方向相反的摩擦力，把這個力稱為地面制動力。與地面制動力相關(guān)的摩擦系數(shù)叫做制動附著系數(shù)。制動附著系數(shù)的大小主要與汽車輪胎的外表和行駛路面以及踏板力有關(guān)，輪胎外表越完好，地面摩擦系數(shù)越大，那么制動附著系數(shù)越大，地面制動力越大，能在較短距離內(nèi)使汽車停下，反之亦然。 在汽車制動的同時，由于運動時汽車車體本身已經(jīng)具有了一定的運動慣量，因此，必然產(chǎn)生與各車輪地面制動力的合力大小相等、方向相反、作用在汽車質(zhì)心上的慣性力。當左右地面制動力相等時，總制動力方向與汽車運動方向相反，汽車能夠沿著行進方向停??；當左右地面制動力不相等時，繞汽車質(zhì)心產(chǎn)生一個旋轉(zhuǎn)力矩，此力矩會使汽車制動時跑偏。 1.2

3、側(cè)滑摩擦力 在輪胎與地面的接觸的接觸面還存在著另外一個摩擦力，它與地面制動力方向不同，作用在車輪橫向上，這個力叫做側(cè)滑摩擦力。如同橫向風產(chǎn)生的不規(guī)那么力作用在汽車的側(cè)面一樣，汽車需要克服這些力的影響，才能維持正常的行進方向。汽車轉(zhuǎn)彎時，轉(zhuǎn)動方向盤使車輪產(chǎn)生一個轉(zhuǎn)角，相應(yīng)地產(chǎn)生了側(cè)滑摩擦力，能克服轉(zhuǎn)彎時離心力的作用，維持汽車的正常曲線運動。決定側(cè)滑摩擦力大小的摩擦系數(shù)叫做側(cè)向力系數(shù)。 我們通常把后輪的側(cè)滑摩擦力叫做側(cè)向力，把前輪的側(cè)滑摩擦力叫做轉(zhuǎn)彎力。側(cè)向力的作用是保持汽車行進方向，轉(zhuǎn)彎力的作用是根據(jù)駕駛員的操作而改變汽車行進方向。一般來說，在同一路面上側(cè)向力越大，汽車行進的穩(wěn)定性越好；轉(zhuǎn)彎力越

4、大操作性越好。反之，側(cè)向力和轉(zhuǎn)彎力很小或消失時，汽車就無法按照駕駛員的意圖正常行駛。 綜上所述，汽車在制動過程中除了受縱向制動力，還要受到側(cè)滑摩擦力?？v向制動力的大小影響制動距離，側(cè)滑摩擦力的大小影響汽車行駛穩(wěn)定性。 2.ABS對汽車行駛穩(wěn)定性的影響 首先，我們先引入滑移率的定義。制動時車輪速度減小，在車速和輪速之間產(chǎn)生一個速度差。車速和車輪之間存在著速度差稱為滑移現(xiàn)象?；频某潭扔没坡时硎?，即：滑移率=/車速*100%從上式可以看出，當車速等于車輪邊緣線速度時，滑移率為零。汽車制動時，兩者速度差異越大，滑移率越大，輪速為零，滑移率到達100%。 2.1滑移率與側(cè)滑附著系數(shù)關(guān)系 側(cè)滑附著系數(shù)

5、和滑移率之間存在著密切關(guān)系，開始階段，當滑移率上升時，側(cè)向力系數(shù)開始下降，下降速度相對較慢。當滑移率繼續(xù)上升到超過%后，側(cè)向力系數(shù)開始急速下降。當滑移率接近100%時，側(cè)向力系數(shù)漸趨于平緩，接近于零。 2.2在無ABS或ABS失效時汽車制動運動分析 在無ABS或ABS失效時，踏下制動器踏板，汽車開始制動，制動器制動力矩不斷增大，車輪線速度不斷下降，直至被抱死。 a.直線行駛時車輪被抱死時運動分析。 滑移率上升，側(cè)向力系數(shù)下降。車輪完全抱死后，側(cè)向力系數(shù)根本為零，保持方向穩(wěn)定性的車輪側(cè)向力也接近于零。這種狀態(tài)很不穩(wěn)定，路面不均勻、左右地面制動力不相等時，即使對汽車施加很小的偏轉(zhuǎn)力矩，汽車就會產(chǎn)生

6、不規(guī)那么運動而處于危險狀態(tài)，其運動方向發(fā)生變化，偏離原來的行駛路線，嚴重時會出現(xiàn)調(diào)頭的現(xiàn)象。同時，如果在汽車旋轉(zhuǎn)過程中將制動釋放，汽車就會沿著瞬時行駛方向急速駛出，這種情況無疑更加危險。 b.曲線行駛當只有前輪抱死時。 由于前輪的轉(zhuǎn)彎力根本為零，駕駛員無法進行正常的轉(zhuǎn)向操作，汽車運動方向沿著行駛道路的切線方向駛出。 當只有后輪抱死時，后輪的側(cè)向力接近于零，汽車不能保持原來的行駛方向，由于離心力和前輪轉(zhuǎn)向力的作用，汽車將一面旋轉(zhuǎn)一面沿曲線行駛。當車輪全部被抱死時，轉(zhuǎn)彎力和側(cè)向力根本為零，汽車完全失去操縱性和方向穩(wěn)定性，它的運動軌跡兼有前、后輪單獨抱死時的兩種運動軌跡，即一面作與駕駛無關(guān)的不規(guī)那么

7、運動，一面沿曲線的切線方向滑行。 2.3 ABS對汽車制動時穩(wěn)定性的影響 從上面無有ABS或ABS失效時汽車在直線運動或曲線運動制動時分析，車輪在制動器制動力矩不斷增加的作用下極易被抱死，從而使汽車側(cè)滑摩擦力變小或消失，失去橫向穩(wěn)定性，汽車很容易偏駛甚至調(diào)頭，運動方向失去控制，在這種狀況下，對人和汽車都是非常危險的。因此，ABS對車輛行駛的方向穩(wěn)定性的影響至關(guān)重要。 3.ABS對汽車制動性能的影響 在汽車制動過程中，汽車是利用地面與輪胎之間的摩擦力來減速的。 3.1滑移率與制動力系數(shù)的關(guān)系 縱向制動附著系數(shù)和滑移率之間存在著密切關(guān)系。非制動狀態(tài)下，制動力系數(shù)等于零，滑移率等于零。隨著滑移率的增

8、加，制動力系數(shù)開始迅速上升，地面制動力隨之上升，在滑移率到達%時，制動力系數(shù)到達最大，地面制動力到達最大，隨后，隨著滑移率的增加，制動力系數(shù)開始下降，地面制動力隨之下降。 3.2對汽車在無ABS或ABS失效的情況下制動過程制動力分析 在無有ABS或ABS失去作用的情況下制動，在制動器制動力矩作用下，汽車速度開始下降，車輪的線速度同時下降，并且下降相對較快，滑移率迅速上升。與此同時，地面制動力隨之上升，并且上升速度較快。 增大制動器制動力矩，車輪線速度下降相對于汽車速度下降繼續(xù)增大，滑移率繼續(xù)上升，當滑移率上升到%時，制動力系數(shù)到達最大，制動力隨之到達最大，制動性能最好。 繼續(xù)增大制動器制動力矩

9、，車輪線速度繼續(xù)下降，但汽車速度下降相對較慢，滑移率繼續(xù)上升，制動力系數(shù)開始下降，制動力隨之下降，直到車輪被完全抱死。 3.3 ABS對汽車制動力的影響 從上面分析我們可以看出，在沒ABS或ABS失效的情況下，車輪在制動器制動力矩逐漸增加的情況下，縱向制動力先增大后減小，因此，我們可以分析出，ABS對于控制汽車制動力大小有顯著作用。 4.ABS對汽車使用性能其它方面的影響 在無有ABS時，車輪制動過程中很容易被抱死。車輪抱死后，由于某一局部與地面長時間摩擦，容易造成輪胎杯型磨損，輪胎外表的磨損也會不均勻，使輪胎磨損消消耗用增大。 綜上所述，ABS對提高車輛制動時的方向穩(wěn)定性，保持車輛制動時的轉(zhuǎn)向