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汽车安装ABS是刚需还是智商税?

2023-06-03汽车

ABS是刚需而非智商税。

ABS是制动防抱死系统(Antilock Brake System)的简称。作用是在汽车制动时,自动控制制动器制动力的大小,使车轮不被抱死,处于边滚边滑(滑移率在20%左右)的状态,以保证车轮与地面的附着力在最大值。

【机动车运行安全技术条件】(GB 7258-2017)是2018年1月1日实施的一项中华人民共和国国家标准 ,归口于中华人民共和国公安部。其中7.2.12条明确规定: 所有汽车(三轮汽车、五轴及五轴以上专项作业车除外)及总质量大于3500kg的挂车应装备符合规定的防抱制动装置(ABS)。总质量大于或等于12000kg的危险货物运输货车还应装备电控制动系统(EBS)。

GB 7258-2017

连法规都这么明确的作出规定,可见ABS对于制动系统乃至行车安全何等重要。

回顾整个汽车安全系统的发展,汽车普及初期时是没有什么安全配置的, 20世纪上半叶才有两点式安全带,20世纪下半叶才有三点式安全带还有安全气囊,紧接20世纪后期开始配备ABS,21世纪初普及ESP。

而这其中ABS又是什么东西,毕竟驾驶汽车难免急刹,而急刹又难免要转向避障,防抱死似乎跟这两者之间是冲突的。

ABS对于安全性至关重要

听上去有冲突,其实不然, ABS的功能是针对刹车系统的,防止刹车抱死。 首先解释一下抱死,言简意赅车轮被制动器夹住而停止转动。没有ABS的车,紧急情况下踩刹车踏板到底,会听到轮胎的尖叫声,所以路面上就留下了两条黑色的轮胎痕迹,这是因为车轮不能转动导致车轮与路面滑动摩擦造成的,即抱死。

前轮/后轮抱死的区别

  • 如果前轮锁死,最直接的就是失去转向能力。
  • 如果后轮锁死,转向能力确实存在,但是后轮很有可能会打滑,严重的话还会出现甩尾。
  • 我们来看一组对比,前轮抱死的情况。

    急刹车时,没有ABS当然也可以转向,问题是抱死之后,车轮在巨大的车速惯性下,汽车自己的惯性力大于车轮抓地力,车辆将沿着车速惯性方向滑动,失去转向能力,如下图。

    不带ABS

    而装备了ABS,这样紧急制动时,车轮不会抱死,基本原理就是在车轮即将达到抱死瞬间,电控「泄压」释放制动力,随后主动加压到即将抱死再释放,如此重复,让车轮始终运转,保持抓地力,边滚边滑(滑移率在20%左右)。这样,车轮在转向时,始终都有抓地力,从而牵引汽车克服惯性力主导,达到避障的操作。

    带ABS

    再用一张平面图来表示,同样的制动起始点,带ABS的车辆能够保证车轮依然有抓地力,这样转向时,侧向的抓地力与惯性力相互作用,牵引车辆避免因抱死无法克服巨大惯性,从而无法避开障碍,造成交通安全事故。

    带ABS vs. 不带ABS

    ABS的发展历史

  • 20世纪50年代,梅赛德斯-奔驰工程师Hans Scherenberg首次提出防止车轮在刹车时锁死的专利申请;
  • 20世纪70年代,集成电路电子技术为ABS实用化奠定了技术基础;
  • 20世纪80年代,ABS系统向高性价比方向发展,推出经济型ABS系统;
  • Hans Scherenberg 汉斯-舒伦伯格

    虽然防抱死在飞机及火车上早有了解决方案,但是汽车是高度复杂的系统,对传感器、电子技术有着更高的处理要求。1978年梅赛德斯-奔驰首度发展出车用ABS之后,ABS的应用及延伸也影响着后续更多元化的安全系统,像是ASS加速防滑控制系统(1985年)、ESP电子车身稳定系统(1995年)、BAS刹车辅助系统(1996年)、定速巡航系统(1998年),其实是一脉相承的。

    Mercedes-Benz 450 SEL 6.9

    ABS系统被认为是汽车上至采用安全带以来,在安全性方面所取得的最重要的技术成就。

    ABS的系统构成及工作原理

    ABS系统主要由四部分组成:轮速传感器、电子控制单元 ECU、液压单元和ABS故障灯。

    LS400 ABS系统组成和位置
  • 轮速传感器:检测车轮的运动状态,发出正弦电子脉冲交流信号,然后经过调制器处理,脉冲转换成数字信号,传输到电子控制单元。
  • 电子控制单元ECU:接收来自轮速传感器的输入信号,计算轮速、车速和车轮滑移率作为参数,根据滑移率判断车轮状态,并向液压单元发送控制指令。
  • 液压单元:根据控制指令调节制动管路的压力,调节过程包括保压、增压和减压。
  • ABS故障灯:用于提醒驾驶员系统是否有故障。
  • ABS其工作原理,在汽车制动过程中,车轮转速传感器不断把各个车轮的转速信号及时输送给ABS电子控制单元ECU;ABS电子控制单元根据设定的控制逻辑对转速传感器输入的信号进行处理,计算汽车的参考车速、各车轮速度和减速度,确定各车轮的滑移率;液压单元根据ECU的指令调节制动管路压力,包括保压、增压、减压,从而达到设定的滑移率的要求,防止车轮抱死,产生失去转向力,侧滑及甩尾等威胁道路安全的制动工况;而ABS故障灯则提醒ABS系统是否存在故障,需要及时检修。

    小结

    ABS,制动防抱死系统(Antilock Brake System)是指车轮在制动时不会抱死。

    如果前轮锁死,最直接的就是失去转向能力。如果后轮锁死,转向能力确实存在,但是后轮很有可能会打滑,严重的话还会出现甩尾。前轮不会抱死,转向能力依然存在,则可以通过转向避障。后轮没有抱死,就不会发生侧滑和甩尾,驾驶员还可以控制车身。

    一句话,ABS最重要的作用是尽可能保持汽车制动时的方向稳定性。更何况,【机动车运行安全技术条件】(GB 7258-2017)也明确车辆强制配备ABS的要求。

    因此,ABS绝非智商税,毫无疑问是刚需。

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