刹车时车轮被抱死的利与弊2001
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结题报告课题名称:车轮抱死的利与弊课题研究时间:2011.2课题组长:祁弈侨小组成员:吕媛婧、葛文婧、刘子和、隋心怡、付蕾、王文娣、曲俊潇、杨硕指导教师:曲曙光课题概况;ABS研究背景ABS是一项现代的高科技技术,所以我们怀着一颗好奇的心来研究,我们想看看它究竟是什么样的、是怎样工作的。
现在中国已经入世了,车也越来越多了,很多车后有ABS等符号,所以我们有必要对ABS增加了解。
从实际点的角度出发,我们想了解一下这项新的刹车系统与传统刹车系统的对比,同时还想了解一下它能否造福人类,会不会带来新的问题。
关于ABS的内容1.ABS的产生历史,也就是它的产生背景和渊源;2.ABS的结构和原理;3.使用ABS的好处,也就是它的作用;4.ABS的应用范围;5.ABS的不足以及带来的新问题;6.ABS和其他刹车系统的对比;7.ABS的发展趋势8.汽车中其他的类似ABS体现对人的关怀的技术设备9.事故率及普及率我们通过上网查找、修理厂参观学习、实地考察、实验、采访司机等方式来获取有用的资料信息。
在实际研究过程中,一些热心人的帮助使我们受益非浅,当然也有一些单位对我们的行为并不理解,以致难以配合。
ABS的研究过程在进行研究的过程中,我们遇到了很多困难。
第一个困难,也是最主要的是时间短:假期时间有限,学习任务紧张,所以我们要在课下尽量多的去调查研究,去尽量争取时间。
第二个困难是资料难查。
介绍汽车的书籍资料不少,但每一本书里关于ABS的内容却不多,关于ABS利与弊的内容就更少了,我们翻了好几本书,而摘下来的内容只有不到一页。
网上的信息也很少,大部分都是关于汽车外形及其构造的,但关于ABS 的几乎只有很少的网页上用短小的文字简要描述一下。
要研究“ABS防抱死制动系统的利与弊”,首先要对ABS是什么有所了解,因此我们通过网络(、等网站)、书店进行对于ABS的了解熟悉工作。
我们第一个外出研究的地方是图书大厦。
按照自己的分工各自阅读了起来。
驾驶技巧正确使用防抱死制动的方法驾驶技巧:正确使用防抱死制动的方法随着汽车技术的不断发展,防抱死制动系统(Anti-lock Braking System,简称ABS)在现代汽车上的应用越来越广泛。
正确使用防抱死制动系统可以帮助驾驶员更好地控制车辆,提高驾驶安全性。
本文将介绍驾驶技巧,教你正确使用防抱死制动系统的方法。
一、防抱死制动系统的原理防抱死制动系统是一种能防止车轮因制动过程中产生的阻塞而失去抓地力的系统。
它通过感应车轮的转动速度,当车轮即将抱死时,系统会使制动器产生的制动力短暂地消失,让车轮保持在较高的转速,以保持良好的抓地力。
这样一来,驾驶员可以在制动的同时继续操控车辆,避免车辆失控。
二、正确使用防抱死制动系统的技巧1. 避免猛踩刹车在使用防抱死制动系统时,驾驶员应避免猛踩刹车。
猛踩刹车会导致制动力突然增大,容易引发车轮阻塞。
正确的方法是轻踩制动踏板,以适应当前道路条件和车速,缓慢施加制动力。
2. 保持稳定的制动力驾驶员在使用防抱死制动系统时,应尽量保持稳定的制动力。
过度踩刹车或突然松开制动踏板都会干扰系统的正常工作,影响制动效果。
因此,在制动过程中,应该保持踩刹车的力度恒定,尽量避免急刹车或连续松踏制动踏板。
3. 注意避免打滑防抱死制动系统的初衷是为了避免车轮阻塞,而不是为了防止打滑。
因此,在特殊路况下(如冰雪道、湿滑路面)驾驶时,驾驶员应注意避免车辆打滑。
这时可以适当减小车速,并与前车保持安全距离,避免突然制动或急转方向。
4. 提前预判潜在危险驾驶员在使用防抱死制动系统时,更应该提前预判潜在危险。
例如,在行驶过程中,如果发现前方有突如其来的障碍物或行人,应提前松开油门,并准备采取制动措施。
这样可以避免突然制动引起车辆失控的情况发生。
5. 熟悉车辆反应每款车辆的防抱死制动系统可能存在差异,为了更好地掌握正确的使用方法,驾驶员应熟悉自己所驾驶车辆的防抱死制动系统,了解其操作特点和性能参数。
刹车时车轮被抱死的利与弊
一、课题背景:在21世纪的今天,车辆已成为现代社会最主要的交通工具之一。
然而,天不随人愿,交通运输的热潮中,常常发生一些由于在急刹车时车轮被抱死而出现打滑,甩尾,并无法控制方向或因车轮在刹车时未达到刹车最佳效果而引发的交通事故。
为了了解如何减少交通事故的产生及经济损失。
我们决定针对刹车时车轮被抱死的利与弊进行研究。
此外,我们还对刹车系统新技术ABS的工作原理进行分析和讨论,使我们进一步了解这项新技术。
二、研究的主要内容:
我们分4个阶段进行研究:
1.确定研究课题:
2.相关知识的准备及相关资料的收集:
3.确定研究方案:
4.按照方案进行实验并得出结论:
根据实验所得数据做出下列分析:
1.地面类型与滑动摩擦因数的关系
2.地面类型与滑行
三、实验结果:刹车效果的好坏决定因素有: 1.汽车本身的性能; 2.车辆刹车前的速度; 3.地面类型及地面与车轮间的摩擦因数
四.研究心得体会:
美好的明经过对《刹车时车轮被抱死的利与弊》这一课题进行了研究,我们终于体会到了什么才是科
学,什么才是科学精神。
也体会到了什么才是团结合
作,什么是科学的探索。
成果对我们来说并不重要,
重要的是我们在研究过程中,开拓了我们的视野,补
充了我们的知识,使我们学到了很多在课堂上学不到
的东西。
我们觉得以后应该多搞一些诸如此类的活动,
让我们从这些活动中锻炼自己,让我们以精实的才干,
迈向美好的明天。
浅析汽车防抱死制动系统原理及其优点防抱死制动系统英文全称是Anti-lock Brake System,简称为ABS,该系统可以安装在任何附带液压刹车系统的汽车上。
防抱死制动系统利用的是阀体内橡胶气囊,当驾驶者踩下刹车时,刹车油压力将会充斥到ABS 的阀体中,这个时候气囊再利用中间的空气隔层将压力返回,此时车轮便会避过锁死点。
本文简单介绍了汽车防抱死制动系统原理及该系统的一些优点及注意事项,相信一定会给读者朋友的学习带来很大帮助的!防抱死制动系统一开始只是应用在火车上,后来便逐步在飞机上使用,现在该系统已经十分普及。
目前十万元以上级别的轿车上都会见到这种系统,甚至有些大客车也已经安装了该系统。
装有防抱死制动系统的车辆遇到一些恶劣天气,比如积雪、冰冻或雨天等路面打滑时,驾驶者可以放心的操作方向盘,进行制动。
该系统不仅有效防止了事故发生,还可以减少对轮胎的摩擦。
但是这是系统并不能是汽车缩短其制定距离,某些情况下甚至会增加制动距离。
汽车防抱死制动系统原理在制动时,ABS 根据每个车轮速度传感器传来的速度信号,可迅速判断处车轮的抱死状态,关闭开始抱死车轮上面的常开输入电磁阀,让制动力不变,如果车轮继续抱死,则打开常闭输出电磁阀,这个车轮上的制动压力由于出现直通制动液贮油箱的管路而迅速下移,防止了因制动力过大而将车轮完全抱死。
在此同时,主控制阀通电开启,动态压力的制动液可进入制动阀,动态压力的制动液从动态助力管路通过主控制阀、制动总泵密封垫外缘到达前轮输入管路如此反复地工作(工作频率3-12 次/秒),让制动状态始终处于最佳点(滑移率S 为20%),制动效果达到最好,行车最安全。
在制动总泵前面腔内地制动液是动态压力制动液,它推动反应套筒向右移动,。
刹车时车轮被抱死的利与弊近年来,“ABS防抱死系统”这一与物理有关的名词频繁出现于各类报刊杂志上,那么,它究竟是什么?一、什么是ABSABS是防抱死制动系统的英文缩写。
这种系统可以在汽车制动过程中自动控制和调节制动力的大小,防止车轮完全被抱死,以获得最佳的制动效果。
二、ABS与常规制动装置汽车上安装的液压或气压制动器,称为常规制动装置。
这种制动装置在紧急刹车时往往将车轮抱死,使车轮滑移,从而使汽车制动停车距离相对延长,并伴有制动跑偏、侧滑和失去转向能力等危及行车安全的现象发生。
为了克服上述常规制动装置的缺点,在常规制动装置的基础上,研制了一套电子控制的防抱死制动系统,即ABS。
从而实现了制动力的自动调节,使汽车紧急制动时,车轮不再抱死,制动距离最短,并保持方向稳定。
常规制动系统的正常工作,是ABS系统的工作的基础。
若ABS系统发生故障,常规制动装置仍会正常工作,只是没有防止车轮抱死的功能而已。
三、ABS的理论分析(一)制动时车轮的受力分析1、地面制动力如图所示,Mµ为制动器中的摩擦力矩,V F为汽车瞬时速度,F B为地面制动为地面对车力,G为车轮垂直载荷,G乙轮的反作用力,R为车轮滚动半径,V R为车轮圆周线速度,F S为侧向力,ω为车轮角速度,A为侧偏角。
当汽车使用车轮制动器制动时,由于制动盘与制动蹄摩擦衬片之间的摩擦,形成了摩擦力矩Mµ,此力矩与车轮转动方向相反。
车轮在Mµ的作用下给地面一个向前的作用力,与此同时地面给车轮一个与行驶方向相反的切向反作用力F B,这个力就是地面制动力,它是迫使汽车减速或停止的外力。
由力矩平衡原理可得到F B= Mµ/R,地面制动力取决于制动器制动力和轮胎与地面之间的附着力。
2、制动器的制动力若把车轮架离地面,这时阻止车轮转动的便是制动器的摩擦力矩Mµ。
由图可知Fµ= Mµ/R。
制动器制动力是由制动器的参数决定的,并与制动踏板力成正比。
防抱死制动系统的功用防抱死制动系统(Anti-lock Braking System,简称ABS)是一种车辆安全系统,广泛应用于现代汽车中。
它通过控制车轮的制动压力,避免车轮在急刹车时发生抱死现象,提高了制动时的稳定性和操控性,减少了车辆在制动时的打滑现象,能够有效地缩短制动距离,提高驾驶安全。
ABS的主要功用如下:1.避免车轮抱死:ABS系统通过感应车轮的转速,当车轮即将抱死时,系统会迅速降低制动压力,以避免车轮完全停止转动,保持车轮与地面的粘着力。
车辆在紧急制动时,能够获得更好的制动力,可以避免由于车轮抱死而导致的失控风险。
2.提供稳定的制动效果:ABS系统能够瞬间调整每个车轮的制动力,保持各个车轮的转速平衡,提高了制动时的稳定性。
尤其是在一些路面状况不理想的情况下,如湿滑、凹凸不平的路面,ABS系统能够确保车辆有更好的制动效果,避免了制动过度导致的滑车。
3.减少制动距离:ABS系统的作用使车辆在制动时保持较好的操控性和稳定性,减少了轮胎与地面的滑移,有效地缩短了制动距离。
当驾驶者紧急制动时,ABS系统能够迅速调整制动压力,让车辆更加稳定地停下来,由此减少了潜在的碰撞风险。
4.提高操控性:ABS系统的应用可以使车辆在制动时避免打滑,保持了车辆的操控性。
这意味着驾驶者可以更好地控制车辆的行驶轨迹,避免由于车轮锁死而导致的失控现象。
尤其是在转弯时的制动,ABS系统能够保持车辆的稳定性,使驾驶者得到更好的操纵体验。
5.预防侧滑现象:侧滑(侧滑角)是指车辆在转弯时,由于侧向加速度过大,导致车辆车身失去控制而滑出轨道。
ABS系统的作用可以确保车轮在制动时不会锁死,进一步减少了车辆侧滑现象的发生。
通过充分利用每个车轮的制动力,使车辆在转弯时更加稳定,提高了行驶的安全性。
汽车制动抱死受力分析一、汽车制动车轮抱死时的特点1、库仑摩擦(刚性材料干摩擦)(1)如果两个相互接触的物体有相对滑动或相对滑动趋势,在接触面之间就产生彼此阻碍滑动的摩擦力。
(2)传统的库仑摩擦理论用于描述刚性材料之间的干摩擦特性。
①若物体静止,则静摩擦力(Fs)由静衡条件确定,它与最大静摩擦力(Fsmax)的关系是:0≤Fs≤Fsmax;②在临界情况下,摩擦力达到最大值,Fsmax=fsN,其中fs为静摩擦因数,N为接触面法向反力;③物体滑动时,动摩擦力(Fk)=fkN,其中fk为动摩擦因数。
(3)动摩擦因数和静摩擦因数与作用在物体上的载荷、两物体间的名义接触面积及相对滑动速度无关,且fk<fs 。
由于存在纵向力,轮胎的侧向附着因数减小。
轮胎的综合附着因数由纵向和侧向附着因数合成得到,并随轮胎侧偏角不同而变化。
不同侧偏角轮胎合成附着因数的包络线接近于椭圆,一般称为摩擦椭圆或附着椭圆,它确定了轮胎综合附着因数的极限值。
在同一侧偏角条件下摩擦圆的特点(1)制动力和牵引力达到最大发生滑动时侧向力减小为很小,接近为零。
(2)制动力和牵引力较小车轮的侧向力大。
二、前、后轮抱死时的稳定性分析1、前轮抱死(1)前轮抱死时车轮与地面侧向附着力减小为零。
(2)前轮因扰动可能会产生偏航角(无侧向力,容易出现这种情况)。
(3)离心力是偏航产生的,偏航消失力即减小为零。
(4)离心力与偏航方向相反,且前轮没有侧向力;所以能自动纠偏。
(5)所以前轮抱死是稳定状态。
要点:①抱死侧向力为零②抱死轮偏航扰动③离心力与航向反2、后轮抱死(1)后轮抱死时车轮与地面侧向附着力减小为零。
(2)后轮因扰动可能会产生偏航角(无侧向力,容易出现这种情况)。
(3)离心力是偏航产生的,偏航角大离心力也增加。
(4)离心力与偏航方向相同,且后轮没有侧向力;所以偏航被放大,直至侧滑。
(5)所以后轮抱死是不稳定状态。
要点:①抱死侧向力为零②抱死轮偏航扰动③离心力与航向同三、车轮抱死的实际影响(1)据试验表明,车速为65km/h时,前轮抱死后汽车纵轴转角不大于10°,基本上维持直线行驶。
车轮为什么会抱死车轮为什么会抱死,这是一个与汽车的制动系统密切相关的问题。
当车轮在行驶过程中突然停止转动,并且无法重新启动转动时,被称为“抱死”。
车轮抱死的危险在于它会导致车辆失去控制,增加了事故的发生风险。
下面我们将探讨一些导致车轮抱死的可能原因。
首先,制动系统故障是车轮抱死的常见原因之一。
制动系统由制动盘、制动片、刹车油和刹车管组成。
当制动踏板被踩下时,刹车油通过刹车管传送到刹车片与制动盘之间,产生摩擦力来减速车辆。
如果制动系统中存在故障,如刹车盘磨损严重,制动片磨损或刹车油泄漏,会导致制动失效或不均匀,从而引起车轮抱死。
其次,路面情况也可能导致车轮抱死。
例如,当车辆在湿滑的路面上刹车时,轮胎与路面之间的摩擦力减小,容易导致车轮抱死。
此外,路面上的冰雪或油渍也会减少轮胎与路面之间的摩擦力,增加车轮抱死的风险。
第三,负载过大也可能导致车轮抱死。
当车辆载重超过设计负荷时,制动系统需承受更大的力量来减速车辆,容易导致制动失效或制动不均匀,从而引发车轮抱死。
因此,司机在使用车辆时应该遵守负载限制,以确保制动系统正常工作。
最后,司机的操作也可能导致车轮抱死。
例如,在急刹车时,司机可能过度踩下制动踏板,导致制动片与制动盘之间的摩擦力过大,从而使车轮抱死。
此外,一些驾驶员可能会同时踩下制动踏板和离合器踏板,也会导致车轮抱死的发生。
总结一下,车轮抱死是一个与制动系统、路面情况、负载和司机操作等多方面因素相关的问题。
为了减少车轮抱死的风险,司机应该保持制动系统的良好状态,注意路面情况,遵守负载限制,并正确操作汽车。
只有这样,才能有效地降低车轮抱死的发生概率,确保行车安全。
刹车时车轮被抱死的利与弊
近年来,“ABS防抱死系统”这一与物理有关的名词频繁出现于各类报刊杂志上,那么,它究竟是什么?
一、什么是ABS
ABS是防抱死制动系统的英文缩写。
这种系统可以在汽车制动过程中自动控制和调节制动力的大小,防止车轮完全被抱死,以获得最佳的制动效果。
二、ABS与常规制动装置
汽车上安装的液压或气压制动器,称为常规制动装置。
这种制动装置在紧急刹车时往往将车轮抱死,使车轮滑移,从而使汽车制动停车距离相对延长,并伴有制动跑偏、侧滑和失去转向能力等危及行车安全的现象发生。
为了克服上述常规制动装置的缺点,在常规制动装置的基础上,研制了一套电子控制的防抱死制动系统,即ABS。
从而实现了制动力的自动调节,使汽车紧急制动时,车轮不再抱死,制动距离最短,并保持方向稳定。
常规制动系统的正常工作,是ABS系统的工作的基础。
若ABS系统发生故障,常规制动装置仍会正常工作,只是没有防止车轮抱死的功能而已。
三、ABS的理论分析
(一)制动时车轮的受力分析
1、地面制动力
如图所示,Mµ为制动器中的摩擦力
矩,V F为汽车瞬时速度,F B为地面制动
为地面对车
力,G为车轮垂直载荷,G
乙
轮的反作用力,R为车轮滚动半径,V R
为车轮圆周线速度,F S为侧向力,ω为车
轮角速度,A为侧偏角。
当汽车使用车轮制动器制动时,由于制动盘与制动蹄摩擦衬片之间的摩擦,形成了摩擦力矩Mµ,此力矩与车轮转动方向相
反。
车轮在Mµ的作用下给地面一个向前的作用力,与此同时地
面给车轮一个与行驶方向相反的切向反作用力F B,这个力就是地
面制动力,它是迫使汽车减速或停止的外力。
由力矩平衡原理可
得到F B= Mµ/R,地面制动力取决于制动器制动力和轮胎与地面之
间的附着力。
2、制动器的制动力
若把车轮架离地面,这时阻止车轮转动的便是制动器的摩
擦力矩Mµ。
由图可知Fµ= Mµ/R。
制动器制动力是由制动器的参数决定的,并与制动踏板力成正比。
3、地面制动力,制动器制动力与轮胎道路附着力的关系
如图所示为不考虑制动过程中附着系数φ值变化的地面制动力F B、制动器制动力Fµ及轮胎道路附着力Fφ的关系。
由图可知,当驾驶员踩制动踏板的力较小时,车轮只做减速滚动,并且随着Mµ的增加,Fµ和Fφ也随之成正比增长,且在车轮为抱死之间,F B=Fµ,此时Fµ可全部转化为地面制动力,但F B不可能超过Fφ,即F B≤Fφ=φG乙,或地面最大制动力F B max=Fφ。
当制动器压力增大到某一值,F B达到Fφ值,即地面制动力达到最大值时,车轮即开始抱死不转而出现抱死拖滑现象。
当再增大制动器的压力时,Fµ随着Mµ的增长仍按直线上升。
但是,F B 已达到Fφ值,因此F B不再随制动器制动力的增加而增加。
由上述分析可知,要想获得好的制动效果,必须同时具备两个条件,即汽车具有足够的Fµ,同时又要有附着系数较高的路面提供足够的F B。
(二)滑移率S与最佳制动状态
1、滑移率的定义及其表达式
所谓滑移率,是指车轮在制动过程中滑移成份在车轮纵向运动中所占的比例,用“S”表示。
其定义式为S=(V F-V R)/V F X100%。
其中S为制动时车轮滑移率,V F为实际车速,V R为车轮滚动时的圆周速率。
由上式可知:当汽车的实际车速等于车轮滚动时的圆周速度时,滑移率为零,车轮为纯滚动;当V R=0时,S=100%,车轮完全抱死而作纯滑动,当0≤S<100%时,车轮既滚动又滑动。
2、附着系数与滑移率的关系
在实际制动过程中,附着系数是经常变化的,他的大小随着滑移率的变化而变化。
实验测定,当滑移率为15%~30%的范围内时,车轮具有最大的纵向附着系数,即可产生的地面制动力最
大,制动距离相对最短,制动效果最佳。
由实验还可知,当车轮处在纯滚动状态时,侧向附着系数最大,此时汽车保持转向和防止侧滑的能力最强。
随着滑移率的增
加,与制动过程方向稳定性有直接关系的侧向附着系数却急剧下
降。
当S=100%时,车轮抱死滑动,侧向附着系数变得极小,轮
胎与路面之间的侧向附着力接近于零,车轮将完全丧失抵抗外界
侧向力作用的能力。
此时,稍有侧向力干扰,汽车就会产生侧滑
而失去稳定性。
3、最佳制动状态
由上述分析,汽车制动时,若能将滑移率控制在最大附着系数所对应的滑移率范围内,即S为15%~30%时制动效果最佳。
此时,不仅车轮的纵向附着系数最大,因而汽车获得的最大的地
面制动力最大,制动停车距离相对最短;而且车轮的侧向附着系
数也较大,所以可使汽车获得转向和防止横向侧滑所需要的侧向
附着力,从而保持制动时的稳定性。
汽车在运行中,普通轮胎与道路的附着系数变化很大,在结冰道路上为0.1,在干混凝土道路上为0.8。
在变化范围如此大的
道路条件下行使,要使制动接近或达到最佳制动状态,单纯靠驾
驶员操作控制是不可能实现的,只有机电一体化的防抱死制动系
统,通过电子控制器,车轮速度传感器和液压调节器,对制动压
力进行瞬时控制,从而使汽车的实际制动过程接近于最佳制动状
态成为可能。
四、ABS的优点
1、缩短制动距离
如我国引进生产的奥迪轿车采用ABS系统后,在100km/h的车速制动时,制动距离在干燥的混凝土路面上可缩短8.2米,在
湿滑路面上缩短得更多。
2、提高了汽车制动时的稳定性
3、使用方便工作可靠
4、改善了轮胎磨损情况
由于ABS系统可防止车轮抱死,从而避免了因制动车轮抱死而造成的轮胎局部异常磨损,延长了轮胎的使用寿命。
有ABS系统,司机驾驶起来感觉到非常舒服,紧急刹车时,可感觉到脚踏板有节律的抖动,这就是ABS在工作,乘客也感觉
到刹车平稳,无剧烈的前倾。