雨雪天路面湿滑时,制动防抱死系统(ABS)为什么能救你的命?

传统武术中有一句话——力从地起,意思是人在出拳时,首先要站稳脚,发力要从蹬地开始,然后再扭腰送肩出拳。
雨雪天路面湿滑时,制动防抱死系统(ABS)为什么能救你的命?-有驾
力从地起
对于汽车来说,其运动的力量来源同样是大地,路面提供给轮胎的反作用力,使汽车实现了前进、倒车和转弯。
就像一个人在冰面上很难发力一样,轮胎在湿滑路面上同样难以受到力,此种情况被称为“附着力低”。当在湿滑路面上驾驶时,如果驾驶员用力踩刹车,车轮就会受到制动卡钳上传来的制动力,以阻止车轮转动,若路面上的附着力过小,不足以对抗制动卡钳的制动力时,车轮就会被锁死,即所谓“抱死”。
别以为车轮抱死车辆就会停下来,学过物理的同学都知道摩擦有滚动摩擦和滑动摩擦两种,车轮抱死后,轮胎与地面之间就会从原有的滚动摩擦变为滑动摩擦。在车轮抱死状态下,汽车的运动将失去控制,可能造成不可预测的事故。
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湿滑路面下车辆失控(无ABS)
初级的ABS其实早在1920年代就被发明应用在了铁路机车上,后来经过德国博世公司的继续研发,70年代才应用在汽车上。
2.1 系统组成
制动防抱死系统主要由安装在四个车轮上的轮速传感器、管路、液压及电控模块组成。
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制动防抱死系统(ABS)
2.2 工作原理
ABS的工作原理为:在汽车制动时,根据四个轮速传感器传来的轮速信号,迅速判断出车轮是否处于抱死状态,若判断车轮发生抱死,则主动控制减小制动卡钳施加给制动盘的压力,让轮胎与地面之间的接触始终保持最佳状态。
轮胎与路面之间的接触状态可用滑移率来定义——滑移率 =(车轮中心点纵向移动速度—车轮最外点转动线速度)/ 车轮中心点纵向移动速度。将滑移率控制在理想区间内,即为ABS的控制目标。
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车轮与路面滑移率
2.3 湿滑路面下的作用
在湿滑路面下,ABS到底有多大意义呢?可以从下图对比中看出。
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不带ABS VS 带ABS
上图中,带了ABS的汽车,可以按驾驶员的操控意图,保持在预定轨迹上行驶;而不带ABS车汽车则处于失控状态,无法按驾驶员操控意图行驶在预定轨迹上,要么出现转向过度(左图),要么出现转向不足(右图)。
由于制动防抱死系统(ABS)对提升汽车安全的重大意义,其早已成为每辆汽车上必备的一个装置了,过去一辆汽车在车屁股上标出“ABS”进行宣传的场景基本消失不见。
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车屁股上的“ABS+EBD”
随着技术的不断进步,单一的ABS系统已经极少存在,大部分汽车都将其升级为车辆稳定控制系统(ESC)或更为先进的线控制动(EHB)。但无论如何发展,制动防抱死这个功能仍然会在湿滑路面上保护着我们的汽车。
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湿滑路面下车辆未失控(带ABS)
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