浅析摩托车 ABS制动系统

罗春林

摘要：近年来，我国摩托车产业发展迅速,产、销量持续增长,已成为世界摩托车产、销第一大国。随着摩托车逐渐成为人们生活中的一部分,因刹车系统带来的交通事故却不断增加,因此在摩托车上配备ABS制动防抱死装置,不仅能够提高安全性能,还能够提升行驶稳定性。基于此,本文阐述了摩托车ABS系统的组成及工作原理,然后分析了影响摩托车制动安全的因素,并提出摩托车ABS系统的测试方法。

关键词：摩托车；ABS制动系统；安全影响因素；测试方法

1. 摩托车ABS制动系统基本结构及原理

1.摩托车ABS制动系统的组成

1 .1组成见下图1示

图1

2.工作原理

2.1 滑移率

滑移率是指制动时,在车轮运动中滑动成分所占的比例,用S表示：

纯滚动：S=0 ； 纯滑动：S=1；既有滚动又有滑动：0＜S＜1

×100％

式中： —滑移率； —车速； —车轮半径； —车轮转动角速度；

当车轮的滑移率超过控制装置设定的参考值时,ABS控制装置将驱动进、出油电磁阀动作,实行系统的减压、保压与升压的循环过程,使车辆在理想的滑移率(15％～20％)下制动停车,有效防止了制动时车轮的抱死现象。

2.2 ABS控制装置

由轮速传感器、齿圈、ABS总成等组成：

2.2.1轮速传感器及齿圈。轮速传感器多采用电磁感应式,它根据电磁感应原理,把车轮运动状态转变为电信号送入电子控制器ECU,然后产生与车轮转速成正比的交流信号。

2.2.2 ABS总成

2.2.2.1 ECU是整个ABS的控制中心,它具有运算功能,接受轮速传感器的交流信号,进行处理形成相关的控制参量,并计算出车轮速度、滑移率和车轮的加、减速度，并以此为根据输出控制指令,送至制动压力调节器、电磁阀,完成制动压力调节任务。当发生异常时,ECU通过仪表上的ABS指示灯给驾驶员报警,使整个系统停止工作,恢复到常规制动方式。

2.2.2.2液压调节装置。通常ABS的压力调节是通过电磁阀来实现的。它能够接受ECU的指令,驱动电机控制制动压力的增减或保持。液压式制动压力调节器由电磁阀、液压泵和储液器等组成。

2. 影响摩托车制动安全的因素

1.制动力的影响

在摩托车行驶中如果用力踩下制动踏板,车轮转速会急速降低,当制动力超过车轮与地面的摩擦力时,车轮就会被抱死,完全抱死的车轮会使轮胎与地面的摩擦力下降,出现车轮滑动现象。在制动时,如果前轮被抱死，驾驶员就无法控制车辆的行驶方向；如果后轮被抱死,在一定的车速下,摩托车在很小的侧向力的作用下就极容易出现侧滑现象。不管哪个车轮抱死,都是极不安全的。

2.附着系数的影响

附着系数是附着力与车轮法向(与路面垂直的方向)压力的比值。这个系数越大,可利用的附着力就越大,摩托车就越不容易打滑。附着系数的大小,主要取决于路面的种类和干燥状况,并且和轮胎的结构、胎面花纹以及行驶速度有关。干燥、良好的沥青或混凝土路面的附着系数最大,可达0.7～0.8，制动安全性最好，而冰雪路面的附着系数最小,最容易打滑,制动时车轮最容易抱死。装有ABS系统可以防止车轮完全抱死,让车轮处于纵向附着力最大,横向附着力也很大的半抱半滚状态,以提高整车的制动减速度并缩短制动距离。

3. ABS系统在制动过程中控制方法

下面以变容式中的动力活塞式为例,简述ABS制动控制过程：

图2

1．常规制动

如图2所示,动力活塞被一较大的弹簧力推至左端,活塞顶端有一推杆顶开单向阀,使主缸和轮缸之间的管路接通。这种状态是ABS工作之前或工作之后的常规制动工况,主缸直接控制制动压力的增减。ABS系统不工作,电磁线圈中无电流通过。

2.减压阶段

减压过程动力活塞右移,单向阀关闭,主缸和轮缸之间的通路被切断。电磁阀通入较大的电流,电磁阀内的柱塞移到右边,储能器中储存的高压液体通过管路作用在动力活塞的左侧,产生一个与弹簧力方向相反的作用力,此时电磁阀将轮缸与回油通道或储液室接通,轮缸中制动液经电磁阀流入储液室,轮缸压力下降。

3.保压过程：

ECU给电磁阀通入较小的电流,电磁阀柱塞移到左边,作用在活塞左侧的液压得以保持,动力活塞两端承受的作用力相等。因此动力活塞静止不动,管路容积也不发生变化,能够保持制动压力。

4.升压过程：

动力活塞准备左移,将要返回常规制动的初始位置。这时,ECU切断通往电磁阀的电流,电磁阀断电,活塞回到左端位置,作用在动力活塞上的高压被解除,动力活塞受力失去平衡,制动液泄入储液器。轮缸侧容积增加量在此期间减小,制动压力增加至初始值。主缸和轮缸再次相通,主缸中的高压制动液再次进入轮缸,使制动压力增加。

结束语：通过以上分析,当摩托车在行驶过程中遇到突发情况采取紧急制动时或者在低附着系数路面制动时,车轮极易被抱死,前轮抱死会使操纵失灵,方向不能控制,后轮抱死则易发生侧滑甩尾,即而发生意外。而ABS则可以防止车轮抱死,有效改善摩托车制动时的横向稳定性和方向操纵性,保证最佳制动效果,减少摩托车安全事故的发生。

参考文献：

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