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ABS竟源于火车 看汽车主动安全发展历程

2018-07-05 17:51 作者: 夢遙

汽车的安全是每个车主最关心的问题,从驾校开始学车开始,就不断的被灌输安全意识、学习安全驾驶,然而就算这样,交通事故率依然不能得到有效的控制。直到汽车主动安全技术的普及,这一情况才有所改变。今天小编就跟大家聊一聊汽车主动安全技术的发展历程。

汽车的主动安全,是指一切能够使汽车主动采取措施,避免事故发生的安全技术。而主动安全技术并不是什么新鲜产物。很早之前汽车工程师就展开了对主动安全方面的研究。

汽车防抱死系统(ABS)

说到汽车的主动安全就要从ABS 说起了,因为ABS是公认的第一个汽车主动安全技术。众所周知在车辆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。如果前车轮被抱死,车辆丧失转向能力,不能实现转弯转向,躲避障碍物者行人;如果后车轮抱死,车辆丧失稳定性,产生侧滑。在非对称附着系数的路面,汽车将丧失直线行驶的稳定性,出现侧滑、甩尾及急转等危险现象。车轮抱死导致轮胎局部与地面拖滑,大大降低了轮胎的使用寿命。ABS的出现很好的解决了这一问题。有意思的是,ABS的诞生不是因为汽车,而是火车。

ABS技术是英国人霍纳摩尔1920年研制发明并申请专利,早在20世纪30年代,ABS就已经在火车的制动系统中应用,目的是防止车轮在制动过程中抱死,导致车轮与钢轨局部急剧摩擦而过早损坏。1936年德国博世公司取得了ABS专利权。它是由装在车轮上的电磁式转速传感器和控制液压的电磁阀组成,使用开关方法对制动压力进行控制。20世纪40年代末期,为了缩短飞机着陆时的滑行距离、防止车轮在制动时跑偏、甩尾和轮胎剧烈磨耗,飞机制动系统开始采用ABS,并很快成为飞机的标准装备。20世纪50年代防抱制动系统才开始应用于汽车工业。1951年Goodyear航空公司装于载重车上;1954年福特汽车公司在林肯车上装用法国航空公司的ABS装置。

1978年ABS系统有了突破性发展。博世公司与奔驰公司合作研制出三通道四轮带有数字式控制器的ABS系统,并批量装于奔驰轿车上。由于微处理器的引入,使ABS系统开始具有了智能,从而奠定了ABS系统的基础和基本模式。ABS的应用有效的防止了汽车紧急制动时的车轮抱死现象,从而使得汽车行车稳定性大大加强,不会出现紧急制动时甩尾,转向失灵等现象。

电子制动力分配系统(EBD) 

ABS仅仅是防止轮胎抱死,但如果路面状况不一样则两侧轮胎就需要不同的制动力,EBD作为ABS的辅助装置应运而生。 

EBD能够根据由于汽车制动时产生轴荷转移的不同,而自动调节前、后轴的制动力分配比例,提高制动效能,并配合ABS提高制动稳定性。汽车在制动时,四只轮胎附着的地面条件往往不一样。比如,有时左前轮和右后轮附着在干燥的水泥地面上,而右前轮和左后轮却附着在水中或泥水中,这种情况会导致在汽车制动时四只轮子与地面的摩擦力不一样,制动时容易造成打滑、倾斜和车辆侧翻事故。EBD用高速计算机在汽车制动的瞬间,分别对四只轮胎附着的不同地面进行感应、计算,得出不同的摩擦力数值,使四只轮胎的制动装置根据不同的情况用不同的方式和力量制动,并在运动中不断高速调整,从而保证车辆的平稳、安全。

牵引力控制系统(TCS) 

牵引力控制系统是使汽车在各种行驶状况下都能获得最佳的牵引力。汽车在行驶时,加速需要驱动力,转弯需要侧向力。这两个力都来源于轮胎对地面的摩擦力,但轮胎对地面的摩擦力有一个最大值。在摩擦系数很小的光滑路面上,汽车的驱动力和侧向力都很小。如果为了获得较大的驱动力,一个劲儿地踏紧油门踏板,使驱动力超过了轮胎和地面之间的最大摩擦力即附着力,这样不但不能获得所期望的驱动力,反而影响了汽车的行驶稳定性。 

汽车在转弯时,如果节气阀开度过大,将使驱动轮打滑。那么这时汽车的转向性会出现什么变化呢?前轮驱动汽车的前轮如果打滑,汽车将出现转向不足的现象,即汽车偏离了转向圆弧,跑到转向圆弧之外去了。后轮驱动汽车的后轮如果打滑,汽车将出现过度转向现象,即汽车偏离了转向圆弧,跑到转向圆弧之内去了,严重时汽车会产生旋转。所以在冰雪路面上,为了防止汽车驱动轮打滑,必须小心翼翼地控制油门。 

牵引力控制系统的作用是,在汽车加速时自动地控制驱动力,以便使轮胎的滑动量处于合理的范围之内,从而保持汽车行驶的稳定性。

电子车身稳定系统(ESP) 

ESP是奔驰与博世合作开发的主动式安全系统,并首先应用在S级(W140)上。ESP整合了ABS和TCS的功能,并且增加横摆力矩控制。在紧急操控,如快速转向、反向转向、紧急变道、紧急避让等危急情况下,ESP能够帮助驾驶者保持对车辆的控制。

电子稳定程序ESP时刻待命。每秒25次监测微处理器, 比较驾驶者的意图是否与车辆行驶的方向一致。如果车辆运动的方向不一致比如转向不足或者转向过度,ESP能够监测出危急的情况并立即作出反应。为了实现以上功能,ESP利用车辆制动系统来操控车辆回到正确的轨道。精确的制动力直接作用于单个车轮,比如反向转向不足时的内后轮,或者过度转向时的外前轮。这些选择性的制动干涉,车辆就可以按驾驶者的意图作出反应。为了最优的行驶稳定性,ESP不但能够干涉制动,而且能够直接作用于发动机以加速车轮。ESP充分降低了操控过程的复杂性,并降低了对驾驶者的需求。

汽车发展到今天,ABS、EBD、TCS、ESP等等都变成了现代汽车主动安全的基础。目前,更先进的主动安全系统已经慢慢的开始普及,像车道保持系统、主动刹车系统、自适应巡航等等,以前想都不敢想的功能都悄然的来到我们身边,我们已经拥有了一个更加安全的交通环境。

相关标签: ABS ESP 主动安全
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