防抱死系统

防抱死制动系统

一、汽车防抱死制动系统的基本概念

汽车防抱死制动系统即英文ANTILOCK BRAKING SYS-TEM，缩写ABS。

采用电子控制式制动防抱死系统，可在汽车制动过程中，对车轮的运动状态进行迅速、准确而又有效的控制，使车轮尽可能地处于最佳运动状况。即在汽车制动时使车轮的纵向处于附着系数的峰值，同时使其侧向也保持着较高的附着系数，从而使汽车具有良好的防侧滑能力和最短的制动距离，以提高车辆行驶的安全性。

二、汽车采用制动防抱死系统的必要性

1、直线行驶中的制动

汽车直线行驶过程中，突然紧急制动，汽车车轮一下子抱死，汽车仍然向前滑行，轮胎和地面之间发出吓人的磨擦声，汽车最后终于停了下来。在日常生活中，大家都可能遇到过这种现象。

如果汽车发生交通事故，交通警察来了之后，首先总是检查一下汽车刹车痕迹，判断司机在事故中是否采取了制动措施。然后，再测量一下制动距离，看一看该车制动效果好不好。这反映了一般人的头脑里，存在着一种根深蒂固的错误概念，仿佛车轮不抱死，该汽车的制动器就不好用似的。

这是不正确的。当轮胎的滑动率在10%-20%时，轮胎和地面的摩擦力（附着力）最大。如果轮胎的滑动率过大的话，附着力反而要降低。如果司机能控制轮胎的滑动率，使其在制动期间始终处于10%-20%范围之内，汽车将在更短的制动距离内停车。

1．转向时的制动

当汽车转向时，如果汽车紧急制动的话，和直线行驶一样会出现车轮抱死现象。由于车轮抱死，汽车的侧向附着力变成了零，汽车轮胎出现侧向滑动，汽车丧失了控制方向的能力，这是十分危险的。

汽车的侧向附着力和制动力之间的关系十分紧密。在不制动的时候，轮胎前后方向的滑动为零，这时车轮侧向附着力最大。司机踏动制动踏板，随着制动力的加大，轮胎的滑动率增加，侧向附着力逐渐减速小。

最后，当轮胎的滑动率达到100%时，轮胎抱死。这样汽车的侧向附着力几乎等于零。此时汽车正在转弯中，轮胎开始出现侧向滑动。

在车轮抱死之后，方向盘已经不起作用了，汽车陷入了不能控制方向的困境，只有前轮抱死的汽车沿着直线前进最后停车，只有后轮抱死的汽车发生旋转现象最后停车，如果前后轮都抱死的话，汽车一边转一边沿直线前进最后停车。

上述各种状态是极其危险的。为了避免发生这些现象，司机在踏动制动板时，必须谨慎从事。2．最佳制动系统

在前面两部分里，介绍了在制动过程中，如果始终能使轮胎的滑动率处于10%-20%范围之内的话，汽车将在最短的制动距离内停车并具有良好的控制方向的能力。

为了达到上述目的，要求司机在操作时应十分精心，即踏动制动踏板使车轮抱死，然后在轮胎抱死的一瞬间放松制动踏板，轮胎一旦开始转动再踏动制动踏板使车轮抱死，如此反复操作。

在摩擦系数小的光滑路面上，司机在制动时都很小心，唯恐使车轮抱死，但仍很难做到，原因是司机不知道车轮什么时候抱死了。

当然，司机在驾驶室内根本看不到车轮是否抱死，至于按一定轮胎滑动率去操作制动，那更不是凡人所能达到的境界了。

除此之外，汽车行驶的许多条件也都在变化之中，如道路的路面状况时时刻刻都在变化，轮

胎着地状态也每时每刻各不一样，前后轮胎的载荷分配更是如此。要完成上述制动要求确实难上加难。当然技术熟练的司机在某种程度上能根据各种条件合理地操作制动，如采用点制动。可是一旦遇上紧急状态，大多数人都是一脚踏死制动踏板，使轮胎抱死为此。

上述司机做不到的许多事，利用传感器就能办到。将传感器的数据进行整理、判断、变成执行机构所必需的信息，这部分工作对于电脑来说是很简单的，按照电脑的指令执行操作，这在机械结构上也不会有什么大问题。上述三者的结合体就是我们要介绍的防抱死制动系统（ABS）。

三、防抱死制动系统的发展

汽车防抱死系统（ABS）的开发可以追溯到本世纪初期，早在1928年防抱死制动理论就被提出，在30年代机械式防抱死制动系统就开始在飞机上获得应用。由于飞机对制动时的方向稳定性要求高，而ABS的价格占飞机总价格比例较小，机场的场面条件简单，尾部导轮可以精确测量机速，从而可获得正确的滑动率，实现精确控制等一系列有利条件，使ABS 在飞机上的应用取得成功，普及率很快上升。

进入50年代，汽车防抱死制动系统开始受到较为广泛的关注。福特（Ford）公司曾于1954年将飞机的制动系统移植在林肯（Lincoln）轿车上；凯尔塞?海伊斯（Kelse-Hayes）公司在1957年时将称为“Automatic”的防抱死制动系统进行了试验研究，研究结果表明防抱死制动系统确实可以在制动过程中防止汽车失去方向控制，并且能够缩短制动距离；克莱斯勒（Chrysler）公司在这一时期也对称为“Skid Control”的防抱死制动系统进行了试验研究。由于这一时期的各种防抱死制动系统采用的都是机械式车轮转速传感器和机械式制动压力调节装置，为此，获取的车轮转速信号不够精确，制动压力调节的适时性和精确性也难于保证，控制效果并不理想。装用ABS的轿车在光滑路面制动时确实提高了其稳定性，但在不好路面上制动，其制动距离较一般制动系的汽车长，加上ABS的体积、质量大，价格高，销路很有限。制动厂家终于在70年代中期停止了ABS汽车的生产。

由于科学技术的发展，欧洲随后研制成由数字计算机与电磁阀调制器组成的较为现代型的ABS。数字计算机不易受干扰，速度快，可以把降低增加制动液压循环的次数增加到每秒十余次。用以调制制动液压的电磁阀的开启，关闭时间只需要千分之十余次。其速度完全可以与数字计算机处理数据的速度相匹配。这种较为现代型ABS的体积小、质量轻、动作更快、更准确。

波许公司在1978年率先推出了采用数字式电子控制装置的ABS——波许ABS2，并且装备在奔驰车上，由此揭开了现代ABS发展的序幕。

瓦布科（Wabco）公司和奔驰公司合作于1981年推出了大客车和载货汽车用的气压式现代ABS。波许公司在1983年推出了在波许ABS2基础上改进的波许ABS2S型ABS。波许ABS2S更适合于批量生产，而且质量也比波许ABS2小。

坦威斯（TEVES）公司于1984年首次推出了整体式ABS——坦威斯MKⅡ，该系统将防抱死制动压力调节装置与制动主缸和液压制动助力器组合为一个整体，而在该系统出现以前，所有的ABS都是将制动压力调节装置作为一个单独的整体，附加在常规的制动系统中，即采用的都是分离式结构。坦威斯Ⅱ在1985年首先被装备在福特公司生产的林肯?马克Ⅶ型轿车上。自80年代中期以来，ABS向着提高效能成本比的方向发展。波许公司在1985年对其ABS2S 进行了结构简化和系统优化，推出了经济型的ABS——波许ABS2E

德尔科（DELCO）公司也于1991年推出了更为经济的四轮防抱死制动系统——德尔科ABSⅥ。该系统主要用于美国通用公司（GM）1991年后制造的汽车。

据报道，1985年联邦德国已有70%的大客车和40%重型货车安装ABS（指当年新产品）。大众公司从1986年10月起，在全部轻型货车后轴安装了单通道ABS。

进入90年代，ABS发展愈来愈快，欧洲和美国、日本等地区均在高速发展ABS。到1995年，