重型货车新技术与故障诊断：ABS优势与作用

ABS（Anti-lock Braking System）即防抱死制动系统。它是用于车辆制动期间监视和控制车轮制动力的电子控制系统。它通过常规制动系统起作用，可提高车辆的主动安全性。

在车辆制动过程中，抱死的车轮与路面的侧向摩擦力很小，容易造成车辆的侧滑和方向失控，诱发各类事故。如果是全挂车或半挂车车轮抱死时，会出现制动拖滞或制动折叠现象。

防抱死制动系统（ABS）在所有的时间内监视车轮转速，并在车轮趋向抱死的情况下调节车轮制动力。该系统通过控制、调节制动气压来消除车轮抱死倾向，改善车辆制动时的方向稳定性，保证车辆的可操控性。如果防抱死制动系统（ABS）失效，则恢复常规制动功能，仍能保证车辆常规制动性能。

装备ABS的车辆在大大改善了制动工况行驶方向的稳定性（避免侧滑或甩尾）和可操控性的同时，还缩短了在不良路面的停车制动距离，这对提高重型汽车运行安全意义重大。

与无ABS的车辆相比，装备ABS的车辆，在一般路面上最大可缩短10%的制动距离，冰雪光滑路面可缩短30%的制动距离。ABS的优势还包括：减少了轮胎磨损和维修费用；减轻了驾驶员精神负担；减少了交通事故。

1.滑移率

滑移是指车轮抱死后车轮与地面之间的相对移动（图4-1），滑移率是指在单位时间内车轮滑移的距离占车辆行进距离的百分比。滑移率计算公式为

λ=（v_f-v_r）/v_f×100%

式中 v_f——车速；

v_r——车轮外圆线速度。

v_r=ωr

式中 ω——车轮角速度；

r——车轮半径；

v_r——车轮圆周速度。

图4-1 车轮滚动与滑移

2.附着系数与滑移率关系(www.xing528.com)

车辆在制动过程中，附着系数是随滑移率变化而改变的。其变化曲线如图4-2所示。

图4-2 附着系数与滑移率关系曲线

从图4-2可知车辆的横向附着系数与滑移率成反比，即滑移率越高横向附着系数越低。横向附着系数关系到车辆横向稳定性，横向附着系数越低车辆越容易甩尾、方向失控。因此如果只考虑车辆横向稳定性，将滑移率控制在0（无滑移）最佳。

纵向附着系数随滑移率变化的情况相对复杂。滑移率低于20%时，纵向附着系数与滑移率成正比；滑移率高于20%时，纵向附着系数与滑移率成反比；滑移率为20%时，纵向附着系数为最大值。纵向附着系数高低决定着车辆制动距离长短（即制动效能高低）。ABS的作用就是把滑移率控制在20%左右。它使车辆的制动距离最短；同时车辆横向附着系数下滑并不明显，保证了在紧急制动的工况下，车辆横向稳定性和可操控性。

3.ABS对滑移率的控制

在车辆紧急制动时，如果路面附着不好，随着制动力的逐渐增长，就可能产生滑移。ABS电控单元通过轮速传感器来判定抱死（滑移率超过门限值）的车轮。当认定某一车轮抱死情况已经产生时，ABS电控单元对制动进行干预。这一干预过程通过安装于制动管路上的电磁阀来完成。电磁阀在必要时不仅能够将通往制动气室的制动管路切断（使制动气压不再增长），而且还能够对制动气室压力进行释放、减小抱死车轮的制动力。如果抱死倾向已经确认消除，ABS电控单元会将通往制动气室的气路打通，此时的制动回路与没装ABS的制动回路完全相同，制动压力取决于行车制动控制阀输出气压。

车辆加装ABS后，滑移率被控制在10%～30%，这既保证了高的制动效能（纵向附着系数最大、制动距离最短），车辆横向稳定性也保持在了较高水平。

4.ABS的优点

综上所述，加装ABS的车辆有以下优点：

①在紧急制动时保持了车辆方向的可操纵性；减少了交通事故的发生。

②缩短和优化了制动距离。在低附着（冰、雪、潮湿）路面上，制动距离缩短30%以上。

③减少了轮胎磨损和维修费用。车轮抱死后车轮和地面之间相对移动，轮胎磨损速度会成倍增加。ABS消除了车轮完全抱死的可能，轮胎异常磨耗便不再发生。

④减轻了驾驶员精神负担。车辆在不良路面行进时，驾驶员使用制动踏板十分谨慎。制动踏板踏下深度过小，制动力不足，不能有效停车；制动踏板踏下深度过大，则诱发车轮抱死，车辆失控。根据附着情况控制踏板力，对驾驶员要求较高，而且很难达到理想效果。

加装ABS后，遇到紧急情况需马上减速、停车时，驾驶员可以放心地将制动踏板踩到底，而不必担心车轮抱死，发生危险。