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技術(shù)

汽車ABS技術(shù)發(fā)展與展望

2025China.cn   2008年12月30日

    我國(guó)汽車工業(yè)發(fā)展規(guī)劃中把ABS技術(shù)開發(fā)應(yīng)用列為第一條。ABS作為現(xiàn)代汽車的一項(xiàng)關(guān)鍵性技術(shù),它具有廣闊的發(fā)展前景。 
    目前,汽車安全行駛系統(tǒng)已經(jīng)成為汽車向電子化發(fā)展的一個(gè)重要方面,防抱制動(dòng)系統(tǒng)是汽車安全行駛的一個(gè)重要組成部分,現(xiàn)已成為轎車、豪華客車、大噸位貨車的標(biāo)準(zhǔn)裝備。
    ABS的作用
    ABS可在汽車制動(dòng)時(shí)根據(jù)車輪的運(yùn)動(dòng)養(yǎng)成自動(dòng)調(diào)節(jié)車輪的制動(dòng)壓力,防止車輪抱死,其實(shí)質(zhì)就是使傳統(tǒng)的制動(dòng)過程變?yōu)樗查g的控制過程,即在制動(dòng)時(shí)使車輪與地面達(dá)到“抱而不死,死而不抱”的狀態(tài),其目的是使車輪與地面的摩擦力達(dá)到最大,同時(shí)又可以避免后輪側(cè)滑和前輪喪失轉(zhuǎn)向能力,以使汽車取得最佳的制動(dòng)效能。因此,ABS具有以下優(yōu)點(diǎn):
    縮短制動(dòng)距離。 ABS能保證汽車在雨后、冰雪及泥濘路面上獲得較高的制動(dòng)效能,防止汽車側(cè)滑甩尾(松散的沙土和積雪很深的路面除外);
    保持汽車制動(dòng)時(shí)的方向穩(wěn)定性;
    保持汽車制動(dòng)時(shí)的轉(zhuǎn)向穩(wěn)定性;
    減少汽車制動(dòng)時(shí)輪胎的磨損。ABS能防止輪胎在制動(dòng)過程中產(chǎn)生劇烈的拖痕,提高輪胎使用壽命;
    減少駕駛員的疲勞強(qiáng)度(特別是汽車制動(dòng)時(shí)的緊張情緒)。
    鑒于防抱制動(dòng)系統(tǒng)(ABS)具有如上的優(yōu)越性,所以該系統(tǒng)的裝車率逐年上升。
    ABS的發(fā)展歷史
    ABS技術(shù)是英國(guó)人霍納摩爾1920年研制發(fā)明并申請(qǐng)專利,早在20世紀(jì)30年代,ABS就已經(jīng)在鐵路機(jī)車的制動(dòng)系統(tǒng)中應(yīng)用,目的是防止車化在制動(dòng)過程中抱死,導(dǎo)致車輪與鋼軌局部急劇摩擦而過早損壞。1936年德國(guó)博世公司取得了ABS專利權(quán)。它是由裝在車輪上的電磁式轉(zhuǎn)速傳感器和控制液壓的電磁閥組成,使用開關(guān)方法對(duì)制動(dòng)壓力進(jìn)行控制。
    20世紀(jì)40年代末期,為了縮短飛機(jī)著陸時(shí)的滑行距離、防止車輪在制動(dòng)時(shí)跑偏、甩尾和輪胎劇烈磨耗,飛機(jī)制動(dòng)系統(tǒng)開始采用ABS,并很快成為飛機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)裝備。20世紀(jì)50年代防抱制動(dòng)系統(tǒng)開始應(yīng)用于汽車工業(yè)。1951年Goodyear航空公司裝于載重車上;1954年福特汽車公司在林肯車上裝用法國(guó)航空公司的ABS裝置。
    1978年ABS系統(tǒng)有了突破性發(fā)展。博世公司與奔馳公司合作研制出三通道四輪帶有數(shù)字式控制器的ABS系統(tǒng),并批量裝于奔馳轎車上。由于微處理器的引入,使ABS系統(tǒng)開始具有了智能,從而奠定了ABS系統(tǒng)的基礎(chǔ)和基本模式。
    

 

    1981年德國(guó)的威伯科(WABCO)公司與奔馳公司在載重車上裝用了數(shù)字式ABS系統(tǒng)。ABS的市場(chǎng)占有率迅速上升。20世紀(jì)80年代中期以后,借助于電子控制技術(shù)的進(jìn)步,ABS的更為靈敏、成本更低、安裝更方便、價(jià)格也更易被中小型家用轎車所接受。這期間較為典型的ABS裝置有博世(BOSch)公司于1979年推出的Bosch2型,大陸特威斯(Teves)1984年推出的具有防抱制動(dòng)和驅(qū)動(dòng)防滑功能的ABS/ASR 2U型。機(jī)械與電子元件持續(xù)不斷的發(fā)展和改進(jìn)使ABS的優(yōu)越性越來越明顯,隨著激烈的競(jìng)爭(zhēng),技術(shù)的日趨成熟,ABS變得更精密,更可靠,價(jià)格也在下降。
    1987年歐共體頒布一項(xiàng)法規(guī),要求從1991年起,歐共體所有成員國(guó)生產(chǎn)的所有新車型均需裝備防抱制動(dòng)裝置,同時(shí)規(guī)定凡載重16t以上的貨車必須裝備ABS,并且禁止無此裝置的汽車進(jìn)口。日本規(guī)定,從1991年起,總質(zhì)量超過13t的牽引車,總質(zhì)量超過10t的運(yùn)送危險(xiǎn)品的拖車、在高速公路上行駛的大客車都必須安裝ABS。
    目前,國(guó)際上ABS在汽車上的應(yīng)用越來越廣泛,已成為絕大多數(shù)類型汽車的標(biāo)準(zhǔn)裝備。北美和西歐的各類客車和輕型貨車ABS的裝備率已達(dá)90%以上,轎車ABS的裝備率在60%以左右,運(yùn)送危險(xiǎn)品的貨車ABS的裝備率為100%。
    我國(guó)的ABS現(xiàn)狀
    我國(guó)對(duì)ABS的研究現(xiàn)狀開始于20世紀(jì)80年代初。目前,我國(guó)政府已制定車輛安全性方面的強(qiáng)制性法規(guī),GB12676-1999《汽車制動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、性能和試驗(yàn)方法》,規(guī)定首先在重型車和大客車上安裝電子控制式ABS。GB7258-2004《機(jī)動(dòng)車運(yùn)行安全技術(shù)條件》又具體規(guī)定了必須安裝的車型和時(shí)間。規(guī)定決質(zhì)量大于12000kg的長(zhǎng)途客車和旅游客車總質(zhì)量大于16000kg 允許掛接總質(zhì)量大于10000kg 的掛車的貨車及總質(zhì)量大于10000kg的掛車必須安裝ABS。
    我國(guó)有許多單位和企業(yè)從事ABS的研制工作,東風(fēng)汽車公司、重慶公路研究所、北京理工大學(xué)、清華大學(xué)、上海汽車制動(dòng)系統(tǒng)有限公司和山東重汽集團(tuán)等。其中山東重汽集團(tuán)引進(jìn)國(guó)際先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行研究已取得了一些進(jìn)展。重慶公路研究所研制的適用于中型汽車的氣制動(dòng)FKX-ACI型ABS裝置已通過國(guó)家級(jí)技術(shù)鑒定,但各種制動(dòng)情況的適應(yīng)性還有待提高。清華大學(xué)研制的適用于輕型和小型汽車的液壓ABS系統(tǒng),北京理工大學(xué)和上海汽車制動(dòng)系統(tǒng)有限公司致力于轎車的液壓ABS系統(tǒng)的研究,已分別取得初步成果。
    ABS的展望
    根據(jù)國(guó)內(nèi)外的一些研究動(dòng)態(tài)和高檔轎車的實(shí)際應(yīng)用表明,ABS技術(shù)將沿著以下幾個(gè)方面繼續(xù)發(fā)展:
    (1)ABS和驅(qū)動(dòng)防滑控制裝置ASR一體化。ABS以防止車輪抱死為目的,ASR是防止車輪過分滑轉(zhuǎn),ABS是為了緩解制動(dòng),ASR是為了施加制動(dòng)。由于二者技術(shù)上經(jīng)較接近,且都能在低附著路面上充分體現(xiàn)它們的作用,所以將二者有機(jī)地結(jié)合起來。
    (2)動(dòng)態(tài)穩(wěn)定控制系統(tǒng)VDC(或電子穩(wěn)定控制(ESP))。VDC主要在ABS/ASR基礎(chǔ)上解決汽車轉(zhuǎn)向行駛時(shí)的方向穩(wěn)定性問題。ABS與電子全控式(或半控式)懸架、電子控制四輪轉(zhuǎn)向、電子控制液壓轉(zhuǎn)向、電子控制自動(dòng)變速器等控制系統(tǒng)在功能、結(jié)構(gòu)上有機(jī)地結(jié)合起來,保證汽車在各種惡劣情況下行駛時(shí),都具有良好的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性。
    (3)ABS/ASR與自動(dòng)巡航系統(tǒng)(ACC)集成。自動(dòng)巡航控制系統(tǒng)(ACC)的目的是在巡航行駛時(shí)自動(dòng)把車速限制在一個(gè)設(shè)定的速度,并且能夠根據(jù)前方車輛的行駛善,自動(dòng)施加制動(dòng)或加速使其保持在一定的安全距離內(nèi)行駛。在遇到障礙物時(shí),可以自動(dòng)施加制動(dòng),把車速調(diào)整到安全范圍內(nèi)。由于ABS/ASR和ACC都要用到相同的輪速采集系統(tǒng),制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)裝置以及發(fā)動(dòng)機(jī)輸出力矩調(diào)節(jié)裝置,因此ABS/ASR/ACC集成化系統(tǒng),不僅可以大大降低成本,而且可以提高汽車的整體安全性能。
    (4)減小體積,降低重量。為了提高汽車的安全性能,增加了一些裝置,汽車的重量了隨之增加,對(duì)燃料經(jīng)濟(jì)性不利。所以新增設(shè)的各種裝置必須在保證安全性的前提下,盡量地減少重量。另外,不論是大型車還是小型車,發(fā)動(dòng)機(jī)的安裝空間都是非常緊湊的,因此,也要求ABS控制器的體積盡可能的小一些。
    (5)隨著ABS與新一代制動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)合,如電子液壓制動(dòng)EHB、電子機(jī)械制動(dòng)EMB、ABS有了更快的響應(yīng)速度,更好的控制效果,而且更容易與其他電子系統(tǒng)集成。ABS將成為集成化汽車底盤系統(tǒng)中不可缺少的一個(gè)節(jié)點(diǎn)。
    (6)在ABS系統(tǒng)中嵌入電子制動(dòng)力分配裝置(EBD)構(gòu)成了ABS+EBD系統(tǒng)。EBD的功能就是在汽車ABS開始制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)之前,高速計(jì)算出汽車四個(gè)輪胎與路面間的附著力大小,然后調(diào)節(jié)車輪與附著力的區(qū)配,進(jìn)一步提高車輛制動(dòng)時(shí)的方向穩(wěn)定性,同時(shí)盡可能地縮短制動(dòng)距離。
    (7)在ABS系統(tǒng)的基礎(chǔ)上擴(kuò)展成車速記錄儀(VSR),又稱汽車黑匣子。該裝置通過實(shí)時(shí)采集的四個(gè)車輪輪速信號(hào),再現(xiàn)交通事故發(fā)生過程中汽車的實(shí)際運(yùn)行軌跡以及駕駛員對(duì)車輛的操作情況,便于公安交通管理部門能準(zhǔn)確判斷事故的責(zé)任。
    掌握ABS核心技術(shù)不但是非常必要的而且具有深遠(yuǎn)意義,可有力地推動(dòng)我國(guó)汽車工業(yè)的現(xiàn)代化進(jìn)程。

(轉(zhuǎn)載)

標(biāo)簽:ABS 我要反饋 
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