一、ABS
防抱制动系统ABS,英文全称Anti-lock Braking System。
制动时方向的稳定性,是指汽车制动时仍能按指定方向的轨迹行驶。当汽车高速行驶时,如果因为紧急制动而使车轮完全不能转动(专业术语称之为“车轮抱死”),那是非常危险的。若前轮抱死,将使汽车失去转向能力;若后轮抱死,将会出现跑偏、侧滑甚至甩尾,对行车安全造成极大的危害。
汽车的制动力取决于制动器的摩擦力,但能使汽车制动减速的制动力,还受地面附着系数的制约。当制动器产生的制动力增大到一定值时,汽车轮胎将在地面上 出现滑移。据试验证实,当车轮滑移率为15%~20%时附着系数达到最大值(图1),因此,为了取得最佳的制动效果,一定要将车轮滑移率控制在15%~20%范围内。ABS的工作原理是,依靠装在各车轮上高灵敏度的车轮转速传感器(以及车身上的车速传感器),通过计算机控制,一旦紧急制动时发现某个车轮抱死,计算机立即指令压力调节器使该轮的制动分泵减压,使车轮恢复转动(图2)。ABS的工作过程实际上是抱死→松开→抱死→松开的循环工作过程,刹车在1s的时间内可作用60至120次,即相似于机械自动化的“点刹”动作,使车轮始终处于临界抱死的间隙滚动状态(车轮滑移率在15%~20%范围内,即图1阴影部分)。从而提高制动减速度,缩短制动距离,但最重要的还是克服侧滑和跑偏,保证汽车的方向稳定性,防止车身失控等情况的发生。
以上介绍的是单参数(轮速)控制ABS,还有一种双参数(轮速、车速)控制ABS,它增加了一个车速传感器测速雷达)。这种ABS可保证滑移率的理想控制,防抱制动性能好,但由于增加了一个测速雷达,因此结构较复杂,成本也较高。根据ACEA(欧洲车辆制造协会)的调查,如今每一辆欧洲生产的新车都搭载了ABS系统,全世界有超过60%的新车拥有此项装置。在我国,2005年颁布的《机动车运行安全技术条件》(国家标准)规定:“从10月1日起,总质量大于12000kg的长途客车和旅游客车、总质量大于16000kg允许挂接总质量大于10000kg的挂车的货车及总质量大于10000kg的挂车必须安装符合GB/T13594规定的ABS。”
二、BAS
制动辅助系统BAS,英文全称Brake Assistant System。
BAS是ABS的有力补充。汽车在紧急情况下,尽管驾驶人员做出迅速反应,但往往不能对制动踏板施加足够的压力,或者因为犹豫而使全力制动过迟,甚至做出错误反应。如图3所示,如果一直用很小的力踩下制动踏板,要持续较长的时间才能完全制动,制动行程较长,称为制动不足;如果在制动的初期用了一个很小的制动踏板力,且这个力的增加非常缓慢,也使得制动起效滞后,称为制动犹豫;而由BAS辅助完成的制动效果大不一样,制动作用迅速起效,大大缩短了制动距离。BAS根据驾驶人员踩下踏板的力度及速度,将制动力适时加大,从而提供了一个有效、可靠、安全的制动。
BAS电子控制单元从发动机电控模块ME、牵引系统控制模块、BAS踏板行程传感器、BAS释放开关等接收输人信号,经转换处理后输出到BAS电磁阀、BAS指示灯。电子控制单元根据输人信号决定其控制模式:①若驾驶员踩制动踏板的速度未达到启动BAS的规定值,则BAS制动调压器中的电磁阀处于一个基础的位置,此时为常规操作模式;②当行驶速度高于8km/hld制动踏板速度满足激活系统的条件时,电子控制单元激活电磁阀,电磁阀立刻对压力室和真空室加压,从而施加最大制动压力,即使驾驶员只稍稍踩一下制动踏板或未能给其施加最大压力,这一过程仍可产生(图4)。由于防抱制动系统根据滑动系数继续精确地校准制动力,从而使驾驶员仍可控制汽车驾驶,因此,在自动紧急制动过程中,车轮不会抱死;③当行驶速度小于3km/h或BAS持续工作时间大于20s时,BAS压力减弱。如果驾驶员把脚从制动踏板上挪开,专用减压装置会关闭电磁阀,并立刻中止自动助力作用。
在2000年生产的凌志LS400上开始将BAS列为标准配备,它和ABS配合.工作,在紧急制动的状况下系统如感应到制动踏板力不足时,BAS会自动补偿对制动系统的施力,让车轮尽早达到抱死状态,以便激活ABS,使制动距离达到最短。
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