1、汽车制动过程中轮胎各种压力变化对 ABS 的影响1 介绍高速公路交通安全工程师有一些他们贯彻了好多年的一般性准则和标准。ABS 就是其中的一个例子，ABS 防抱死系统是机车上用来防止其在制动时车轮抱死的装置。防抱死系统可以保证驾驶员在急刹车时通过转向盘输入防止侧滑和保证车轮继续向前创造横向控制来维持转向控制。四轮防抱死制动系统 ABS是为了保证驾驶员紧急刹车时对方向盘的控制，尤其是在湿滑的路况下。使车辆慢下来是驾驶员在正常使用车辆时的最基本功能之一，车辆和驾驶员的安全都取决于这一过程。速度减慢下来需要在一个比较短的距离之内就体现出了，车辆制动后随着速度的减少，车辆还不能失去转向性和对其他车辆的
2、可预见性。制动过程的情况取决于如下一些因素：制动系统的技术含量、刹车踏板上的压力、路的状况、轮胎的状况等。车辆的制动过程取决于车辆的轮胎与地面之间的相互影响作用。其中一个因素是气压。通常认为充气轮胎的压力大小会影响防抱死制动系统的工作。操纵性和制动稳定性控制是 ABS 的应用程序的主要目的。这种控制在地面路况不好的时候是非常重要的。ABS 的功能同时对汽车制动时反应不足也很重要（制动时车轮抱死） 。汽车因为打滑而失去转向能力，进而失去控制等事件是非常可能发生的。在所有路况下，ABS 阻止车轮抱死，保持车辆操纵性同时减少车辆打滑。多亏 ABS（即使突然对制动踏板施加很大的力）的执行，使得许多碰撞
3、事故得以避免。刹车系统的估计效率可以通过路试分析出来，减速度是描述该过程的一个物理量。根据技术法规，最有价值的最大减速度应该不小于 5 m/s2 。然而，减速的时间，制动距离的长度都还没有确定。图 1 显示的是制动减速度的理论数据。车辆从相同的速度制动，车辆 3 不能被交通所容纳，因为他没有达到最大减速度 5 m/s2 它的制动距离最长。车辆 1和车辆 2 能被交通接受。车辆 2 和车辆 3 的制动减速度都大于 5 m/s2，然而他们之间存在根本的不同。从图 1 我们可以知道最好的制动参数曲线对应曲线 1，所有的车辆（1、2、3）都是从 t0 时刻开始制动。车辆 1 在 t1 时刻达到最大的制
4、动减速度在 A 点开始最有效的制动，车辆 2 也是在 t0 时刻开始制动它制动减速度增长的更长一些。车辆 2 的最佳有效制动时刻是在 t2 时刻（ B 点） 。车辆 2 比车辆 1需要更长的制动距离。制动时间的增加将使得制动距离的增长。2 实验步骤进行制动减速的的调查，对 ABS 菲亚特熊猫 1.3 JTD 进行了测试。在调查期间充气轮胎内的压力将被改变，在两个不同类型的表面做这个研究：潮湿和干燥的沥青路面。车辆在不同路面上有其特征参数而影响的对 ABS 的压力影响被视为测量的一个目的。测试车配备了 ABS 与电子制动力分配系统（EBD） ，上后前轴和鼓式制动器通风盘式制动器约 155/80R
5、13 尺寸的半轴，连续无内胎轮胎。汽车的制动图形和基本数据显示在图 2 和表 1 中.充气轮胎在制动过程中对压力的影响菲亚特熊猫的制动系统的基本技术数据NO 技术数据 描述1 运行机制 液压与真空协助2 制动主缸直径 20.64 mm 3 伺服制动装置气缸内径 228.6 mm4 前刹车系统 盘式制动器5 光盘类型 通风盘式6 盘的标称厚度 19.9 20.1 mm7 修复后的盘厚度 18.55 mm8 盘直径 240 mm9 盘分可以接受的厚度 18.2 mm10 液压活塞的直径 48 mm11 后轮刹车 鼓式制动器12 转鼓直径 180 180.25 13 修复后的最大鼓直径 180.85
6、 mm14 鼓可接受最大直径 181.25 mm 15 制动活塞直径 20.6 mm16 额外的设备 ABS, EBD 制动时前轴的负荷大于前车轴静负荷，后轴负荷小于后桥静载。充气轮胎压力变化仅适用于做前轴轮胎。检查已包括制动减速以各种压力在干燥和潮湿路面上的前车轴的轮胎（见表 1） ，后轮胎的压力是由汽车制造商的建议确定（0.2MPA）调查计划NO 路面情况 前轴启动轮胎压力1 过低： 0.12 正常： 0.23干燥过高： 0.34 过低： 0.15 正常： 0.26潮湿过高： 0.3车辆在测量过程中载有两名成年坐在前排座椅（驾驶员和乘客） 。该测试包括车辆加速到速度约为 60 公里/小时，
7、下一个紧急制动（包括 ABS 的工作） 。每一次测量测量相反的方向共两次。该减速测量是利用 VZM100 进行的。此设备被分配用于登记和制动期间证实实时减速。该设备的作用是车辆处于减速运动（制动期间）记录其惯性力大小，然后处理此大小为减速度（取入米/秒） ，并打印输出寄存器。调查在以下情况下车辆的减速度： 在一段不构成交通安全威胁的道路上进行检查 在轮胎和后轴压力都在汽车制造商推荐的的大小（压力是根据前轮胎改变确定的） 该车辆装载有两个人坐在前排座椅。 道路是平坦的（没有倾斜）与扁平化和清晰的柏油路面。 司机只使用主制动，而且离合器被排除在制动的最后阶段。图 3 出示 VZM100 减速的调查
8、。3.结果与讨论打印出来的减速如图 4 所示。介绍了制动时的数量过程,制动距离，最大制动减速度等，打印输出。图 5 显示了前轴轮胎在不同表面和压力下的最大减速度值。汽车的最大减速度标记在轮胎水平制动，不管表面制动时（在干燥的路面约 9.3 米/秒 2，在潮湿的路面 8.4 米/秒 2） 。其他压力制动时没有给出明确的制动结果。比较大的车在潮湿的路面上制动时记录的最大制动减速度所需压力过高（约 8 米/ s2） ，然而较大的汽车在干燥的路面上最大制动所需的压力被记录的却过（约 9 米/ s2） 。图六显示出前轴轮胎在不同类型的路面上最大的制动距离和制动压力。制动距离值通过算数平方求出。对标准轮胎
9、压力的汽车进行最短制动距离的记录，不管轮胎的外观（在干燥路面上大约 22 米，在湿滑的路面约 25.4 米） 。最长的在干燥的路面上的制动距离是在轮胎的压力很高的情况下（约 24.6 米） ，然而最长的在潮湿路面的制动距离是在轮胎压力较低的情况下（约 33 米） 。在这个案例中减速度增加大最大值的时间是难以确认的，汽车制动理论过程是与真实情况不同的。在理论课程中需要对减速度的最大值进行修正，减速的的最大值是确定的，然而在测量过程中观察到的特征值却是不确定的（因为ABS） 。在制动系统中作用在制动踏板上的力是独立的，很难却定增减制动减速度的时间，测量制动减速时间提高到瞬间制动时建议减速等于 5
10、米/ s2 。图 7 显示了车辆前轴轮胎和表面在制动减速力矩相等的时候，减速的增减的 5m/s2 时，减速时间的增加值（从算数平均数得出） 。在干燥的路面上最短的减速时间是当轮胎的压力为标准值时，（约 0.36秒）然而最长的减速时间是轮胎的压力较低的时候（约 0.62 秒）。在湿路面上的减速值之间的时间差增加很小，他们是不大于 0.3 秒。车辆不同的条件的特征参数级别之间的差异的原因是车辆速度和制动时间上的制动距离的不同特性。图 7 显示的车辆速度变化的制动距离制动时间在前车轮的轮胎压力的标称值（0.2 兆帕）。车辆在干燥的路面上比较大的车辆速度减少与在湿滑的路面上的时间间隔相对类似。（曲线的
11、偏小）这一现象影响制动距离增大。在干燥的表面上观察到的制动距离约为 22 米，不过观察到在潮湿的路面上制动过程是一个距离超过 25 米。图 8 显示了车辆前轮轮胎压力过低时，汽车速度与制动距离的关系（0.1MPA），在这种情况下延迟的车辆速度下降是在制动过程的开始的时候就显现出来的，这就是制动距离比较长的原因。在干燥的路面上车辆速度的变化更加大。车辆在干燥的路面上制动时制动距离测量为 23 米，在湿滑的路面上制动时测量到的距离更加长（大约 33 米）。，图 9 显示了车辆在前轮轮胎压力比较高的时候制动距离和车速之间的关系（0.3MPa），在干燥的路面制动时车辆的减速的更加大，在干燥的路面制动，制动距离接近 24.5 米，然而在湿滑的路面上制动距离要长的多（大约 29.5 米）。4 结论在调查结果的基础上得出： 充气轮胎的压力在影响 ABS 的制动过程和行车安全。 轮胎的压力在标称值时出现制动减速的的最大值。 轮胎压力在标称值时制动距离最短。 轮胎的压力值决定减速过程的增加时间。 得到与标称值轮胎压力的制动过程便是制动的优化过程。 如果司机不能及时完全停止，防锁死刹车让车轮不锁死，使汽车保持方向避免危险发生。
