车轮抱死的利与弊课题结题报告

1、结题报告课题名称 : 车轮抱死的利与弊课题研究时间：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

2、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&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

3、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。我 们一本一本的翻着书籍， 并把自己负责的课题相关的内容摘抄了下来， 记在了自己的 笔记本上，不一会儿的工夫，大家的笔记本上已

4、经是很有收获了。最后我们把专柜中 几乎所有的书籍翻到，将关于“ ABS防抱死系统的利与弊”的信息摘到了本上，完成 了首次的研究活动。通过大量的阅读资料，我们初步了解了一些关于ABS的知识以及它诸多好处，不免对ABS或多或少有了一些神秘感。我们的第二个目的地是汽车交易中心，在那里，我们联系到了一个专修汽车的修 理店的经理。他很热情，非常耐心的给我们讲解很多关于刹车系统的知识，同时也亲 眼见到了神秘的 ABS。经理先生提了一个问题：汽车在刹车时，先抱死哪个轮子是最安全的开始我们异 口同声地说是先刹后轮安全，并提出一些重心前移、惯性等解释。先生也没有否定， 而是给我们作了一个实验。 他拿了一辆模型车

5、和两根皮筋， 先用一根皮筋把后轮绑了 起来，使之不能自由转动，用手在桌子上直着推动汽车，结果汽车运动时改变方向， 向两边滑去。随后他又用皮筋捆住了汽车的前轮，结果汽车反而没有变向侧滑，很稳 地停下了。做完实验，我们明白了汽车先刹死前轮才安全。接着他又给我们讲解汽车 刹车系统的构造，它分为盘式和鼓式。但是由于他的专业性语言比较多，所以我们真 正明白的内容也很有限。 通过这次活动，我们大体上了解到 ABS大都安装在前轮的原 因以及它起到的作用。还有一次去另一个汽车修理部，由于他们的服务人员不合作，不肯对我们讲解， 我们只好离开。去别的地方，也没有可以信任我们的，最终这次活动以失败告终。我们在一起讨

6、论了这个问题。就汽车而言，ABS的“点刹”是由电脑控制，电机带动的，频率比较高，每分钟达上千次，每秒钟 15 次。肉眼根本看不出车轮有停顿（右图：ABS在起作用，但看不出和平时有什么区别）。而在用自行车模拟时，是用 手动的办法来实现车闸对车轮一松一紧的，实现点刹的，相对汽车的ABS而言，频率非常的低，又因为是比较寒冷的冬天，手的灵活程度有些下降，每秒也就做一、二下 点刹，在两次点刹之间的放开的时候，自行车还是会向前运动一段距离的，多次累积 下来，导致点刹的刹车距离比抱死的刹车距离长。当然，几次测量中刹车时车的速度 的不同也会产生一些影响。ABS的作用一、防止侧滑 大家在电影中可能经常会看到这样

7、的镜头：一辆汽车在高速地行驶，突然因为某 些原因急刹车。 车轮已被刹死， 但汽车由于惯性仍向前滑行， 然后， 汽车出现了侧滑。 到最后，汽车整个掉头并撞到路边的障碍物。大家都清楚，这非常危险。但是，为什 么汽车会出现侧滑、甩尾甚至掉头呢简单地说，就是汽车在行驶中急刹车，车轮被抱死。这时汽车受到一个很小的垂 直运动方向上的力就会出现侧滑等现象（滑移率比较大）。因为普通的路面不可能是 完全水平的，所以，汽车在抱死后遇到凹凸不平的路面，运动方向就会被改变，而且 因为转向轮（前轮）被抱死，驾驶员不能有效地控制方向。ABS防抱死制动系统对防止汽车在急刹车中出现侧滑等现象起到了很大的作用。 它和汽车的刹车

8、系统连在一起， 在必要时通过比例阀等装置使汽车的制动力分配达到 最优，并且控制汽车的刹车系统，以很快的速度对车轮进行点刹，防止车轮抱死，以 达到防止侧滑的效果。这里有一个关于滑移率的公式：滑移率S= （Vf Vr）/V fX 100% （V F汽车速度 V R车轮速度）滑移率数越小表示越不容易发生侧滑，滑移率一般在15%20%之间为最佳。从这个公式可以看出，汽车刹车时，车轮没有抱死的滑移率远远小于抱死的滑移率。所以 汽车的ABS防抱死系统主要是从保持刹车时车轮的转动来防止汽车的侧滑等现象的。ABS防抱死系统，能避免在紧急刹车时方向失控及车轮侧滑，使车轮在刹车时不 被锁死，不让轮胎在一个点上与地

9、面摩擦，从而加大摩擦力，使刹车效率达到90以上，装有ABS的车辆在干柏油路、雨天、雪天等路面防滑性能分别达到80%90%、3040、 1520。、缩短刹车距离在大部分路面上，安装了 ABS的车辆在紧急制动时比没有安装ABS的车辆的刹车距离明显要短。美国国家高速公路交通安全委员会（NHTSA）曾进行过一项试验，使用专业驾驶员来测试装上 ABS后对汽车性能和方向控制方面的影响，在除了砂砾路面以外的所有路面上，ABS的制动距离均短于或等于不装ABS的汽车制动距离。刹车距离因路面而异。在干燥或湿滑的柏油路以及结冰路面，有ABS的车辆其刹车距离确实较短，但在砂地或积雪的路面时则相反。为什么在砂石地或松软

10、的雪地， 有ABS的刹车距离反而比较长呢用比较浅显的解释是：无ABS的车辆在上述路面发生车辆死锁时，车和车轮在地面上滑行，随着砂石的堆积，砂石地面对车的阻力增加； ABS的车辆因车轮呈滚动状态，砂石或雪不会堆积在轮胎前方，轮胎与地面的摩擦阻 力较小，因此，刹车距离反而比无ABS的车辆长。三、提高刹车时的控制力度前面说过，没有 ABS的车辆在紧急刹车时转向轮被抱死后，不能有效的控制方 向，以至于在汽车甩尾后滑向路边的障碍物时司机不能及时的对车辆进行控制， 后果不堪设想。ABS可以防止车轮在急刹车时抱死，这样车辆在急刹车时会依然保持 良好的控制性 , 减少了发生事故的可能性。四、减轻轮胎的磨损情况

11、事实上，车轮完全抱死会造成轮胎杯型磨损，轮胎表面磨耗不均匀，使轮胎损耗 增加。经测定，汽车在紧急制动时车轮抱死所造成的轮胎累加磨损费，已超过一套防 抱死制动系统的造价。同时还能减少刹车消耗，延长刹车轮鼓、碟片和轮胎两倍的使 用寿命。通过研究，我们总结出了一套高效的ABS防抱死系统所能起到的作用：1借助于后轮具有足够的侧向控制能力，以保持汽车行驶的稳定性。 2使前轮具有足够的侧向控制能力，以保持汽车的转向性能。3通过合理地利用附着力，尽量缩短制动距离。4通过对制动力的调节，使其很快适应各种路面或附着系数的变化。 5保证所控制的制动力变化幅度较小，以防汽车传动装置因制动而产生的振动。安装ABS的汽

12、车显着改善了汽车的制动性，交通事故也因此有所下降。NHTSA根据交通事故统料的分析表明：装有ABS的汽车翻车事故减少 30% 40%在干燥的公路上，能减少大约 24%的车祸；在湿地或雪地上，能减少大约15%的事故；与行人和骑自行车者相撞的事故降低了27%。ABS 防抱制动系统原理结构防抱制动装置与原来的制动系统(制动总泵、盘式制动器、鼓式制动器、压力限制阀等)共同构成汽车的主动安全装置。本世纪80年代中期汽车才开始使用 ABS装置，没有装设 ABS的汽车，如果在行驶中用力踩踏制动踏板，车轮会急速降低转速， 最后车轮停止，但车身依然保持惯性向前滑动。这种现象在车轮与路面之间会发生较 大的滑移，当

13、出现这种状况时，汽车轮胎对路面的侧滑摩擦力几乎消失，于是就会出 现下述几种情况。(1) 转向盘操纵不灵，严重时出现车辆打转现象。(2) 操纵性下降，达不到转向要求。(3) 制动距离延长，超过一般的制动制动距离以上几种情况是很容易发生行车事故的。ABS的基本原理是，根据行驶中的轮胎与路面间的摩擦对各车轮给予不同的最佳的制动力，通常采用控制车轮的制动液压的方法。其基本功能是可感知制动轮每一瞬间的运动状态，并根据其运动状态相应地调节制动力的大小，避免出现车轮的抱死现象，可使汽车在制动时维持方向稳定性和缩短制动距离，有效的提高行车的安全性。当车轮制动时，安装在车轮上的传感器立即能感知车轮是否抱死，并将

14、信号传给电脑，对抱死的车轮，电脑马上降低该车轮的制动力，车轮又继续转动，转动到一定程度， 电脑又对其施加制动，保证车轮既受到制动又不致抱死，这样不断重复，直至汽车完 全停下来。如此在一秒钟内可作用15次，相当于不停地刹车、放松，即相似于机械的“点刹”。不过， ABS只在紧急制动时(时速在 40km/h以上急刹车)才起作用， 一般情况下起作用的还是普通制动系统。装有ABS的车辆在积雪或冰冻的路面上、下雨天的打滑路面，以及在多弯道的各种状况中，可以放心的操纵方向盘，进行制动。在未装ABS的车辆上，很难做到这一点。ABS与普通制动系统装有普通制动器的汽车在紧急制动时，四个车轮被完全抱死，这时汽车只要

15、在轻微侧向力作用下(比如倾斜的路面或者地上的一块小石头)，就会发生侧滑，汽车急剧摆动，甚至完全调头；而更加危险的是，当汽车行驶在弯道上时，由于前轮抱死，汽 车将丧失转向能力， 这时转动方向盘虽然也能带动前轮转向，但由于车轮缺乏附着使汽车无法转向，而是在惯性作用下向前滑动直至停止。安装普通制动器的汽车紧急制动时，由于车轮抱死滑动，汽车仍将滑动较长一段 距离才能停下来。经研究证明，汽车制动时，车轮边滚动边滑动，当滑移率保持在 10%- 20沱间时（车轮抱死的滑移率为 100%）,便可获得较大的附着系数，汽车就有 较好的制动性。ABS以地制动系统进行检探，很容易就能实现这个要求。有了 ABS显然能更

16、有效地躲避前方突然出现的障碍物，尤其是在高速时，汽车处 于安全可控的状态，能较安全的绕过障碍物。而没有ABS的汽车则会出现来不及刹住 车或其他不安全的现象。其实ABS还会对延长轮胎寿命有附带的好处：因为轮胎不被抱死，所以减少了胎 纹的磨损，也使胎纹的磨损比较均匀。所以现代汽车都视 ABS为最重要的主动安全性 配置项目之一。ABS的不足和危害第一是在惊慌失措的情况下，经验不足的驾车人过度转动方向盘，导致汽车开出 路面；第二为在砂砾路面和松土路上，ABS的制动距离反而要大于一般车辆。因为在这些路面上，如果车轮被抱死，汽车在向前滑动时，在车轮前会形成砾石堆或松土堆， 便可帮助车辆停下来。在装有ABS

17、的车上，遇到紧急情况时，驾车人应一脚踩实制动踏板，不要频踩制 动，才能发挥出ABS的效能。当ABS被启动后，制动踏板会向后反弹顶住驾车人的脚，有时还会发出一些声音，驾车人不要被这些现象吓住，放松踩住踏板的力， 研究ABS的心得对自己的帮助：通过这次研究和学习，无论是查资料还是寻求协助，我们小组的 每个成员都有或多或少的收益。查找书刊，网上阅览锻炼了我们的查阅能力；询问各 大汽车公司、厂家人员锻炼了我们的社交能力；研究ABS思考问题，锻炼了我们的思维能力。使我们发挥出各自的潜能，涉及到了许多方面的知识，例如汽车轮胎在抱死 时为什么会甩尾侧滑，影响刹车距离的因素有哪些等等。让我们充实了自身的“数据

18、 库”，了解了更多的知识。既然是为了成功，就必定要挑战困难。上网查资料、查阅图书、报刊等，求助协 作者或公司的帮助都是很大的难题。大家分工合作，东家、西家找资料。我们去了图 书大厦，因为人多，所以没有座位。可更困难的就是找专业 ABS的公司或人士的帮助, 几十个电话号码，一个换一个拨，竟无一家公司肯合作。根据资料，我们尽量模仿 ABS的点刹性能与急刹的车轮抱死来对比结果，分别用点刹、急刹在同样的距离、时 间内比较，经过多次实验，证明了ABS可减短刹车距离的事实。同样，我们也证明急刹时车轮抱死会发生侧滑，而ABS的点刹则不会发生这种情况， 使汽车在刹车时受到最大、最有效的控制。感受：经过这次活动，我们受益非浅，大家与老师共同合作，让我们每个人之间 建立了深厚的友谊。回想一起度过的这些日子时，让我们感受到了什么是“团结就力 量”！什么是互相帮助！小结ABS被正确使用，确实是一种先进的安全装置，这是许多统计资料可以证明的。但是事实上，它的应用也有其局限性，这不仅仅是设计上的问题，也受到人们主观习 惯性的影响， 关系到人们是否对它了