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　　摘要：文章強調了汽車制動性能的好壞直接影響到汽車行駛的安全性，并從理論上分析了汽車的制動效能與汽車方向的穩定性對汽車制動的影響因素，指出要使這兩種性能同時達到最優，單以人力是難以做到的，現代汽車中使用的ABS與EBD可以確保汽車在制動時的安全與穩定。?

　　關鍵詞：制動；安全；ABS；EBD?

　　汽車的制動性是汽車的主要性能之一。汽車的制動性能直接關系到人們的生命及財產安全，是汽車行駛的重要保障。?

　　1汽車的制動性能?

　　汽車的制動性主要由制動效能、制動效能的恒定性、制動時汽車的方向穩定性三方面來評價。制動效能是指在好路面上，汽車的制動距離或制動時的減速度。它是制動性最基本的評價指標。制動效能的恒定性主要是指制動器的抗熱衰退性能。抗熱衰退性能是指的高速時或下長坡連續制動時制動效能保持的程度。制動時汽車的方向穩定性通常用制動時汽車按給定軌跡的行駛能力。制動時汽車發生跑偏、側滑或失去轉向能力，汽車將偏離原來的軌跡。

　　汽車制動時原期望按直線方向減速停車，但有時汽車卻自動向左或向右偏駛，這種現象稱為“制動跑偏”。跑偏現象多數是由于技術狀況不正常造成的，經過維修調整是可以消除的。側滑是指汽車制動時某一軸的車輪或兩軸的車輪發生橫向滑動的現象。最危險的情況是在高速制動時后軸發生側滑，這時汽車常發生不規則的急劇回轉運動，使之部分或完全失去操縱。但是既使技術狀況符合要求的汽車，在較高車速或溜滑路面上制動時也可能發生后軸側滑。跑偏與側滑是有聯系的，嚴重的跑偏常會引起后軸側滑，易于發生側滑的汽車也有加劇汽車跑偏的傾向。?

　　2影響汽車制動的原因分析?

　　汽車跑偏與側滑，特別是后軸側滑是造成交通事故的一個重要原因。跑偏的主要原因是汽車左右車輪、特別是轉向左右輪制動器制動力不相等。左右制動力一般允許相差10%左右，差值大肯定引起制動跑偏。左右制動力可以調整使其大致相等。經過大量的試驗我們發現：汽車制動時若前輪無制動力，后輪有足夠的制動器制動力時，在車速高于25km/h時，后軸側滑出現調頭現象。而且無論汽車朝哪個方向行駛，制動時汽車的后軸總是沿橫向低處下滑。可以認為：側滑的起始動力是汽車重力沿橫向坡的側向分力。

　　當汽車后輪無制動力，而前輪有足夠的制動器制動力時，既使車速達到65km/h，汽車縱軸線轉角也不大，表現出了良好的穩定性。同時汽車縱軸線轉動方向與后輪拖滑時相反，前軸總是沿橫向坡向路邊稍稍滑動。起始車速和附著系數對側滑也有一定影響。起始車速小于48km/h時，即使后輪比前輪先抱死拖滑在0.5s以上，汽車也不會發生危險的側滑，只有起始速度超過48km/h時，后軸側滑才發生質變成為一種危險的側滑。若后輪比前輪提前一定時間即0.5s以上抱死拖滑，且車速超過某一規定數值（48km/h）時，汽車在輕微的側向力的作用下，就會發生后軸側滑，汽車急劇轉動，甚至完全掉頭。地面愈滑、制動距離和制動時間愈長，后軸側滑愈劇烈。

　　當制動器制動力足夠時，制動過程中可能出現三種情況：①前輪先抱死拖滑，然后后輪抱死拖滑；②后輪先抱死拖滑，然后前輪抱死拖滑；③前后輪同時抱死拖滑。情況①是較穩定工況，但彎道行駛時，汽車失去轉向能力，情況②使后軸側滑，是不穩定工況，情況③可以避免后軸側滑同時前轉向輪只有在最大制動強度下才使汽車失去轉向能力。

　　若前后輪同時抱死拖滑，則產生最大地面制動力，所需的整個地面制動系制動器制動力最小，此時充分發揮了制動效能，制動系的效率最高。所以前、后制動器制動力分配的比例將影響到汽車制動時的方向穩定性和制動系的工作效率。在任意附著系數路面上，前后車輪同時抱死的條件是：前后車輪制動器制動力之和等于附著力；并且前后車輪制動器制動力分別等于各自的附著力。下面是理想的制動力分配曲線（在不同地面附著系數下得到的）。

 

　　由此可見，只要給定汽車總重G，以及汽車的重心位置，就能做出該車的制動力理想分配曲線。I曲線是踏板力增長到前后輪同時抱死拖滑時的前后制動器制動力的分配曲線。

　　一般兩軸汽車的前后制動器制動力之比為一固定常值。前后制動器制動力分配為固定比值的汽車，只有在一種附著系數、即同步附著系數的路面上制動時才能使前后車輪同時抱死。具有最佳的制動效能。

　　地面的制動力首先取決于制動器制動力，但同時又受地面附著條件的限制。只有汽車具有足夠的制動器制動力，但同時地面又能提供高的附著力時，才能獲得足夠的地面制動力。

　　地面附著系數在制動過程中雖然與地面情況有關，但并不是一個常數，它與車輪的運動狀況，即滑動程度有關。汽車在制動過程中，車輪的運動可分為三種情況：起初一種是滾動狀態，再后是一種邊滾邊滑的狀態，最后是車輪被制動器抱住，在地面上做完全的拖滑。一般用滑動率來說明汽車在這個過程中滑動成分的多少。滑動率的定義如下：?

　　S＝(v－vw)/v×100%＝v－r0ω/V×100%?

　　式中：S——滑移率；?

　　v——汽車相對地面的移動速度；?

　　vw——車輪瞬時圓周速度；?

　　r0——車輪的工件半徑；?

　　ω——車輪角速度。

 

　　車輪做純滾動時，v＝r0ω，滑動率s＝0；在做純滑動時，ω＝0，s＝100%；邊滾邊滑時0＜s＜100%。所以滑動率的數值說明了車輪運動中滑動成分所占的比例，滑動率越大，滑動的成分越多。?

　　不同滑動率時，附著系數是不一樣的。如圖2所示曲線。圖中除了縱向附著系數曲線外，還給出了側向附著系數，側向附著系數與車輛的行駛穩定性有關。

　　附著系數曲線OA段近似于直線，附著系數隨著滑移率的增大而迅速增大，至B點達到最大值。附著系數的最大值出現在S＝15%～20%。附著系數有所下降。從圖也可以看出：滑移率越小，橫向附著系數越大。即保持轉向和防止側滑的能力越大。所以如能使滑移率保持在10%～20%之間，便可獲得較大的縱向，橫向附著系數。具有一般制動器的汽車是無法做到這一點的。?

　　3車輪防抱死制動系統（ABS）和電子制動力分配系統（EBD）的工作原理

　　車輪防抱死制動系統（Anti-LockBrakeSystem）簡稱ABS，它是汽車上的一種主動安全裝置，其作用是在汽車制動時，自動調節制動力的大小，避免車輪完全抱死在路面上產生拖滑，使車輪處于邊滾邊滑的狀態，以保證汽車車輪與地面間有最好的附著狀態，縮短制動距離，提高汽車制動過程中的方向穩定性及轉向操縱能力，使汽車制動更為安全有效。ABS系統可以做到我們上述所說的那樣：使汽車的滑動率S＝10%～20%之間，在此范圍內，汽車的縱向附著系數最大，可以獲得最大的制動力。同時橫向附著系數也保持較大值，使汽車具有良好的抗側滑能力及制動時的轉向操縱能力，因而得到最佳的制動效果。0≤S≤Sp稱為穩定區域，Sp≤S≤100%稱為非穩定區域。

　　ABS系統由傳統的普通制動系統和防止車輪抱死的電子控制系統組成。下文中所指的ABS單指電子控制系統。現代ABS一般是由傳感器、電子控制器，執行器及警告燈等組成。其中傳感器主要是指車輪的輪速傳感器，執行器主要是指壓力調節器。

　　在一般的制動情況下，駕駛員踩在制動踏板上的力較小，車輪不會被抱死，ABS不工作，這時就如常規的制動系統，制動力完全由駕駛員踩在制動踏板上的力來控制。在緊急制動或松滑路面制動時，ABS將工作，工作過程是：制動開始時，制動壓力驟升，車輪速度迅速下降，車輪的滑移率在極短的時間內達到穩定界限SP,當輪速傳感器檢測到車輪的滑移率剛剛超過SP出現抱死趨勢時，ABS控制器輸出信號到制動壓力調節器降低制動壓力，減小車輪制動力矩，使車輪滑移率恢復到靠近穩定界限SP的穩定區域內，壓力保持，車輪速度上升，當車輪的加速度超過某一值時，再次將制動壓力提高到使車輪滑移率稍微超過穩定界限，壓力保持，車輪速度又下降。ABS按上述循環反復，將車輪滑移率控制在SP附近的狹小范圍內，以獲得最佳的制動效能和制動時的方向穩定性和轉向操控能力。ABS只有速度超過8km/h時，ABS才起作用。

　　現在配備了EBD系統，EBD的英文全稱是“ElectricBrakeforceDistribution”，即“電子制動力分配”。在汽車行駛過程中，四個車輪的工作環境千變萬化，地面附著條件也往往不一樣，制動時易發生跑偏、打滑、側傾甚至車輛側翻的情況。另外，制動時由于慣性作用，車輛重心前移，車身重量大部分由前輪承受，出現點頭動作，這時前輪與地面的摩擦力大幅增長，而后輪由于垂直于地面的壓力，轉移到前輪而摩擦力減弱，易出現甩尾這就太危險了。?

　　ABS在一定程度上可以避免上述現象的發生，但由于ABS對后輪的控制始終以附著力較小的一側（如行駛的冰雪，泥水路面的車輪）為基準調節點來進行調節，以保證兩側車輪制動力的平衡，追求的是制動穩定性。而EBD則不同，當緊急制動車輪抱死的情況下，可以在制動的瞬間經高速計算，自動調節前、后軸的制動力分配比例，并不斷調整ABS液壓組件，在ABS動作之前就已經平衡了每一個車輪的有效抓地力，即：使四個車輪受到的制動力與其匹配，以防止出現甩尾和側滑，并縮短汽車制動距離。提高制動效能，配合ABS提高制動的穩定性。 EBD的另外一個特性就是它的隨動性。當車輛的載重或乘員數發生變化時，EBD仍然能夠根據各個車輪車速傳感器采集的信號，主動、適時、合理地進行制動力的“智能”分配，從而保證制動過程中車輛的直線行駛狀態和車身的穩定性，讓危險夭折于萌芽狀態。

　　同樣，車輪在彎道制動時，因為彎道離心力，使外側的車輪承受較大的車身自重及慣性載荷，這時EBD會增大外側車輪的制動力，防止制動力突破輪胎與地面的抓地力而使車輛發生“自旋”。在緊急剎車，車輪抱死的情況下，EBD在ABS動作之前就已平衡了每一個車輪的有效抓地力，可以防止出現甩尾的側移，并縮短汽車制動距離。

　　EBD實際上是ABS的輔助功能，它可以改善ABS的功效。所以在安全指標上又多了“ABS+EBD”在安全指標上EBD更勝一籌。

　　最為重要的是ABS與EBD可以使用同一個傳感器，基本構造基本上都不變，安裝也十分的方便，所以現在汽車上可以使用ABS+EBD在成本上也不會增加太多。

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