ABS制动系统的作用在于提高车辆的制动效能，改善车辆的主动安全性，避免严重交通事故的发生。ABS系统最早应用于汽车，近年来在摩托车上的应用也越来越多。目前，不少摩托车企业都宣称其生产的产品采用了ABS系统，但这些系统是否真正具有ABS的功能呢？下面就对ABS的设计原理进行分析并加以说明，以供参考。
一 ABS的设计理论依据
摩托车在高速行驶过程中遇到障碍、下坡、转弯或遇紧急情况时，需要施加制动力使摩托车减速或尽快停车。在制动过程中，车轮在路面上的运动是一个边滚边滑的过程，未制动时，车轮处于纯滚动状态；当车轮制动抱死时，车轮在路面上的运动处于纯滑动状态。这一过程通常用车轮的滑移率来描述，车轮的滑移率S定义为：
式中V——车速；
Vω——车轮速度；
r——车轮半径；
ω——车轮转动角速度。
车轮在路面上纯滚动时，V=Vω，S=0；车轮抱死时即在地面上纯滑动时，ω=0，车轮滑移率S=100％；车轮在路面上边滚边滑时，V>Vω，车轮滑移率0
从(图一)可以看出：l、附着系数随路面性质不同呈大幅度变化；干燥路面附着系数大，潮湿路面附着系数小，冰雪路面附着系数更小；2、在各种路面上，附着系数随滑移率的变化而变化。各曲线的趋势大致相同，只有积雪路面在滑移率接近100％时附着系数会有所上升。
为了更详细地说明附着系数和滑移率的关系，以干燥硬实路面为例，来说明附着系数与滑移率的关系，车轮与地面间的附着系数随车轮的滑移率变化而变化(见图二)。
通常，当滑移率S由0％－10％增大时，附着系数迅速增大；当滑移率处于10％－30％的范围时，附着系数有最大值，该最大值称为峰值附着系数，用ΦP表示，此时与其相对应的车轮滑移率称为峰值附着系数滑移率，用SP表示；当滑移率继续增大时，附着系数逐渐减小。车轮抱死即完全滑动时的附着系数，称为滑动附着系数。车轮抱死时的滑动附着系数一般总是小于峰值附着系数，通常干燥硬实路面上ΦS比ΦP小10％－20％，潮湿的硬实路面上，ΦS比ΦP小20％－30％。
附着力FΦ与附着系数Φ存在下述关系：Fφ=FZΦ，其中FZ为地面对车轮的法向反作用力。FZ一定时，滑移率S大约在20％左右时具有最大附着力，因而只有此时车轮与路面间才能获得最大地面制动力，具有最佳制动效果。通常称纵向附着系数最大时的滑移率SP称为理想滑移率，也叫最优滑移率。如果滑移率超过理想滑移率，附着力和地面制动力反而逐渐减小，使制动效能变差、制动距离增加，因此一般称从理想滑移率到车轮抱死完全滑动段为非稳定区。
(图二)中给出了车轮的横向附着系数（虚线所示）。横向附着系数是研究车辆行驶稳定性的重要参数之一，横向附着系数越大，制动时方向稳定性和转向控制能力越强。从图中可看出当滑移率为零时，横向附着系数最大；随着滑移率的增加，横向附着系数越来越小，当车轮抱死时，横向附着系数几乎为零，此时横向附着力几乎为零，其危害是很大的：方向稳定性差和失去转向控制能力。
二 应用在摩托车上机械式ABS的结构与功能分析
摩托车ABS的功能目标是在摩托车的载荷质量和前后轮质量分布一定的条件下，针对路面种类和状况，通过调节制动压力输出特性，使车轮滑移率处于理想的范围内，充分利用轮胎与路面的附着力，以实现合理而有效的制动，既保持制动时摩托车的方向稳定性，又使制动距离最短。
目前，市场上出现的产品通常是在常用的盘式制动器的基础上，增加一个控制器，其中一种控制器结构形式(见图三)。
为了实现其上述功能，必须解决下面两个问题：
一是防抱死制动控制参数（制动压力输出特性）的确定。
以滑移率S为10％所对应的Φs来代下式：
式中m——摩托车（含载荷）总质量；
L、b、hg——摩托车前后轮轴心距、整车质心至后轮中心距离和地面距离；
r、re——车轮和制动盘有效半径；
S2——制动缸活塞面积；
μ——制动块与制动盘间的摩擦系数。
求得PA，PA值可通过调节机构对弹簧预紧来实现。
二是路面识别问题。
针对路面种类和状况，调节旋钮，控制制动压力输出特性，三种不同路面的制动压力输出特性(见图四)。
该控制器的工作过程如下：P1、P2为防抱死控制器的输人、输出压力。即当制动输人压力P1PA，防抱死控制器开始工作，通过节流限制P2上升速度，滑移率仍在增加，进人较理想的制动状态，同时弹簧蓄能；当P2上升到PA时，ΦS处于峰值附近，高、低压区通过控制器活塞上的横向节流小孔贯通，平衡被打破，在峰值附着系数A'点附近时，将实现“点制动”效果。
从以上的分析不难看出：
1、路面的识别是人为的。我们知道，即使是同一路面，在不同的地段，它的附着系数也是有所不同的，假如按照标准路面的ΦS设定PA值，在摩托车的行驶过程中，就不能保证车轮不出现不抱死的现象。
2、在一定的路面上PA值是一个恒定值，并通过调节旋钮改变PA以适应不同的路面。我们知道在制动过程中，为了防止车轮抱死PA值是变化的，因此该结构的ABS不能起到防抱死的作用。
3、如果安装这种防抱死控制器，并且要让其充分发挥其制动效能，那么得适时根据路面状况调整旋钮，以适应不同的路面。但这种防抱死控制器的压力调节旋钮不能实现这种功能。
4、从控制器的结构看，在紧急制动的情况下，不能避免车轮不抱死，我们知道，在紧急制动时，无论是手制动或脚制动，都会施加最大的制动压力，在PA值一定的情况下，会出现以下两种情形：
（1）密封圈上的横向孔会出现横向孔与出油口不通的情况，此时PA=P2，P2的大小等于未制动前的P1值，也就是说出现这种情况，车轮不会抱死，但没有制动效果，后果是可想而知的。
（2）密封圈在油压的作用下，直接压入活塞腔内，这与没有安装防抱死控制器的盘式制动没有两样，不能起到车轮防抱死的作用。
综上所述，目前市场上所使用的摩托车ABS，其实并非是真正意义上的ABS，它只能在一定的路面上，施加的制动压力在一定范围下，才具有“点制动”的效果，况且在紧急制动的情况，可能出现制动失效的现象，在正常的紧急制动状态下，其制动效果与一般的制动器其实没有任何区别。
一 ABS的设计理论依据
摩托车在高速行驶过程中遇到障碍、下坡、转弯或遇紧急情况时，需要施加制动力使摩托车减速或尽快停车。在制动过程中，车轮在路面上的运动是一个边滚边滑的过程，未制动时，车轮处于纯滚动状态；当车轮制动抱死时，车轮在路面上的运动处于纯滑动状态。这一过程通常用车轮的滑移率来描述，车轮的滑移率S定义为：
式中V——车速；
Vω——车轮速度；
r——车轮半径；
ω——车轮转动角速度。
车轮在路面上纯滚动时，V=Vω，S=0；车轮抱死时即在地面上纯滑动时，ω=0，车轮滑移率S=100％；车轮在路面上边滚边滑时，V>Vω，车轮滑移率0
从(图一)可以看出：l、附着系数随路面性质不同呈大幅度变化；干燥路面附着系数大，潮湿路面附着系数小，冰雪路面附着系数更小；2、在各种路面上，附着系数随滑移率的变化而变化。各曲线的趋势大致相同，只有积雪路面在滑移率接近100％时附着系数会有所上升。
为了更详细地说明附着系数和滑移率的关系，以干燥硬实路面为例，来说明附着系数与滑移率的关系，车轮与地面间的附着系数随车轮的滑移率变化而变化(见图二)。
通常，当滑移率S由0％－10％增大时，附着系数迅速增大；当滑移率处于10％－30％的范围时，附着系数有最大值，该最大值称为峰值附着系数，用ΦP表示，此时与其相对应的车轮滑移率称为峰值附着系数滑移率，用SP表示；当滑移率继续增大时，附着系数逐渐减小。车轮抱死即完全滑动时的附着系数，称为滑动附着系数。车轮抱死时的滑动附着系数一般总是小于峰值附着系数，通常干燥硬实路面上ΦS比ΦP小10％－20％，潮湿的硬实路面上，ΦS比ΦP小20％－30％。
附着力FΦ与附着系数Φ存在下述关系：Fφ=FZΦ，其中FZ为地面对车轮的法向反作用力。FZ一定时，滑移率S大约在20％左右时具有最大附着力，因而只有此时车轮与路面间才能获得最大地面制动力，具有最佳制动效果。通常称纵向附着系数最大时的滑移率SP称为理想滑移率，也叫最优滑移率。如果滑移率超过理想滑移率，附着力和地面制动力反而逐渐减小，使制动效能变差、制动距离增加，因此一般称从理想滑移率到车轮抱死完全滑动段为非稳定区。
(图二)中给出了车轮的横向附着系数（虚线所示）。横向附着系数是研究车辆行驶稳定性的重要参数之一，横向附着系数越大，制动时方向稳定性和转向控制能力越强。从图中可看出当滑移率为零时，横向附着系数最大；随着滑移率的增加，横向附着系数越来越小，当车轮抱死时，横向附着系数几乎为零，此时横向附着力几乎为零，其危害是很大的：方向稳定性差和失去转向控制能力。
二 应用在摩托车上机械式ABS的结构与功能分析
摩托车ABS的功能目标是在摩托车的载荷质量和前后轮质量分布一定的条件下，针对路面种类和状况，通过调节制动压力输出特性，使车轮滑移率处于理想的范围内，充分利用轮胎与路面的附着力，以实现合理而有效的制动，既保持制动时摩托车的方向稳定性，又使制动距离最短。
目前，市场上出现的产品通常是在常用的盘式制动器的基础上，增加一个控制器，其中一种控制器结构形式(见图三)。
为了实现其上述功能，必须解决下面两个问题：
一是防抱死制动控制参数（制动压力输出特性）的确定。
以滑移率S为10％所对应的Φs来代下式：
式中m——摩托车（含载荷）总质量；
L、b、hg——摩托车前后轮轴心距、整车质心至后轮中心距离和地面距离；
r、re——车轮和制动盘有效半径；
S2——制动缸活塞面积；
μ——制动块与制动盘间的摩擦系数。
求得PA，PA值可通过调节机构对弹簧预紧来实现。
二是路面识别问题。
针对路面种类和状况，调节旋钮，控制制动压力输出特性，三种不同路面的制动压力输出特性(见图四)。
该控制器的工作过程如下：P1、P2为防抱死控制器的输人、输出压力。即当制动输人压力P1PA，防抱死控制器开始工作，通过节流限制P2上升速度，滑移率仍在增加，进人较理想的制动状态，同时弹簧蓄能；当P2上升到PA时，ΦS处于峰值附近，高、低压区通过控制器活塞上的横向节流小孔贯通，平衡被打破，在峰值附着系数A'点附近时，将实现“点制动”效果。
从以上的分析不难看出：
1、路面的识别是人为的。我们知道，即使是同一路面，在不同的地段，它的附着系数也是有所不同的，假如按照标准路面的ΦS设定PA值，在摩托车的行驶过程中，就不能保证车轮不出现不抱死的现象。
2、在一定的路面上PA值是一个恒定值，并通过调节旋钮改变PA以适应不同的路面。我们知道在制动过程中，为了防止车轮抱死PA值是变化的，因此该结构的ABS不能起到防抱死的作用。
3、如果安装这种防抱死控制器，并且要让其充分发挥其制动效能，那么得适时根据路面状况调整旋钮，以适应不同的路面。但这种防抱死控制器的压力调节旋钮不能实现这种功能。
4、从控制器的结构看，在紧急制动的情况下，不能避免车轮不抱死，我们知道，在紧急制动时，无论是手制动或脚制动，都会施加最大的制动压力，在PA值一定的情况下，会出现以下两种情形：
（1）密封圈上的横向孔会出现横向孔与出油口不通的情况，此时PA=P2，P2的大小等于未制动前的P1值，也就是说出现这种情况，车轮不会抱死，但没有制动效果，后果是可想而知的。
（2）密封圈在油压的作用下，直接压入活塞腔内，这与没有安装防抱死控制器的盘式制动没有两样，不能起到车轮防抱死的作用。
综上所述，目前市场上所使用的摩托车ABS，其实并非是真正意义上的ABS，它只能在一定的路面上，施加的制动压力在一定范围下，才具有“点制动”的效果，况且在紧急制动的情况，可能出现制动失效的现象，在正常的紧急制动状态下，其制动效果与一般的制动器其实没有任何区别。
回复Comments
作者:
{commentrecontent}