車輪抱死

車輪抱死

車輪抱死就是制動器 (包括盤式和鼓式)將輪胎夾緊,輪胎對於制動器沒有相對運動,輪胎相對地面滑動的一種現象。

基本介紹

  • 中文名:車輪抱死
  • 時間:急剎車時
  • 特點:與路面完全是滑動摩擦
  • 表現:制動器將輪胎夾緊,車轉向失靈
  • 分類:動態抱死、靜態抱死
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分類

動態抱死

動態車輪抱死又分為前輪抱死、後輪抱死以及前後輪同時抱死。車輛在行駛過程中,前輪先抱死拖滑,車輛將喪失轉向能力;後輪先抱死拖滑,汽車在輕微的側向力就會發生側滑;前後車輪同時抱死,車輛將直線滑行。車輛在行駛過程中,要求前輪抱死要早於後輪抱死,以避免車輛的甩尾

靜態抱死

車輛在駐車停放時,會出現靜態車輪抱死,使駕駛者在重新啟動時某一個或幾個車輪滑動,導致車輛無法正常行駛。

危害

沒有安裝ABS的汽車,在行駛中如果用力踩下制動踏板,車輪轉速會急速降低,當制動力超過車輪與地面的摩擦力時,車輪就會被抱死,完全抱死的車輪會使輪胎與地面的摩擦力下降。
(1)如果前車輪被抱死,車輛喪失轉向能力,不能實現轉彎轉向,躲避障礙物者行人;如果後車輪抱死,車輛喪失穩定性,產生側滑。
(2)在非對稱附著係數的路面,汽車將喪失直線行駛的穩定性,出現側滑、甩尾及急轉等危險現象。
(3)車輪抱死導致輪胎局部與地面拖滑,大大降低了輪胎的使用壽命。

解決

安裝ABS就是為解決剎車時車輪抱死這個問題,安裝ABS的汽車在遇到緊急情況時通通過安裝在各車輪或傳動軸上的轉速感測器等不斷檢鍘各車輪的轉速,由計算機計算出當時的車輪滑移率(由滑移率攏了解汽車車輪是否已抱死),並與理想的滑移率相比較,做出增大或減小制動器制動壓力的決定,控制器指令調節器降低該車輪制動缸的油壓,減小制動力矩,經一定時間後,再恢復原有的油壓,不斷的這樣循環(每秒可達5~10次),始終使車輪處於轉動狀態而又有最大的制動力矩。因此,ABS裝置能夠使車輪始終維持在有微弱滑移的滾動狀態下制動,而不會抱死,達到提高制動效能的目的。

現象及解析

四輪抱死或者迴路抱死
車輛使用一段時間後,行駛時踩上制動踏板後,車輛四輪抱死或者某一迴路抱死。這種車輪抱死現象為制動迴路問題造成,常見原因有以下幾點:
1.制動主缸皮碗卡滯,不回位造成。
一般為制動系統中進水或其他雜質,或者更換其他牌號的制動液之前未清洗系統,導致制動主缸皮碗泡漲造成,結構簡圖如圖 1所示。這類問題非設計問題,屬於錯誤的操作造成,解決此問題的方法為清洗整個制動系統,更換制動主缸皮碗。
圖1圖1
2.主缸皮碗和主缸內徑配合問題
開發階段出現此類問題,多為主缸皮碗和主缸內徑配合過盈量太大,導致踩踏後皮碗不回位或者回位不良造成,設計時需要根據制動皮碗材質的本身特性,選擇合適的過盈量,避免過盈量太大造成卡死或者過盈量太小造成系統泄露。
單個車輪的抱死
車輛行駛過程中出現單個車輪的抱死或者拖滯。造成此類問題的原因一般是車輪的制動器出現問題,常見原因有以下幾點:
1.制動器活塞不回位或者回位不良造成如圖 2 所示,方形密封圈選擇材質性能不良或者方形密封圈和卡鉗內徑和卡鉗活塞三者尺寸配合不良,造成方形密封圈回位量過小,從而導致車輪拖滯甚至抱死,這類問題一般為設計問題,需要重新設計尺寸鏈保證卡鉗活塞的回位量。
圖2圖2
2. 制動盤的剛度不足
當制動系統在頻繁剎車後由於制動盤的剛度不足,制動盤在高溫下出現變形,制動盤變形後在下次使用時可能出現車輪抱死,這類問題在設計階段需要CAE分析,保證制動盤的剛度和模態達到設計要求。
3.後制動器內部部件配合不良
對於後鼓式制動器,駐車系統的內部構件(比如彈簧撥叉等)出現問題,如圖3 中部件出現配合問題,也會導致車輪的抱死,此類問題設計階段要反覆驗證,保證系統配合的合理性。
圖3圖3
車輪放置靜態抱死
車輛靜態駐車後,放置一夜出現抱死。此類現象多發生與後輪為鼓式制動器的車輛上。摩擦片為半金屬基剎車片(Fe 纖維含量>20%),制動鼓為鑄鐵件,在手剎駐車拉緊狀態。剎車片制動鼓緊緊的貼在一起,遇水金屬氧化鏽蝕出現粘連現象,原因一般有下列幾點:
1. 鼓式制動器的制動鼓未開防水槽
圖4圖4
車輪在涉水時水直接進入制動鼓無法排出,從而腐蝕駐車系統零件,導致車輪放置一夜後,出現抱死現象。解決此類問題的辦法一般為在制動鼓上開設防水槽,一般結構如圖 4 如下:
2.剎車片配合不合理
某些鼓式制動器僅僅增加防水槽是不夠的,還是會出現車輪抱死,這種一般為剎車片問題造成,筆者曾經遇到這樣一個問題,幷經過多輪試驗後方解決掉此問題。制動器剎車片原為半金屬剎車片(Fe纖維含量>20%),降低鐵纖維的配方含量,降低到 5%-10%,剎車片和制動鼓依然出現銹粘連現象,但是頻率降低,不能根除此類問題。制動器剎車片配方更換為樹脂基配方(不含Fe纖維),更換此類剎車片後,經過多輪試驗後,涉水甚至噴水試驗均不出現抱死現象。對於這種因為氧化銹粘連的問題,需要在設計階段合理確定剎車片的配方。
避免的辦法有二種:洗車後不可馬上停放,需通過剎車將制動鼓內水蒸發掉;及時清除車上的積雪,避免融化後流入制動鼓內。

防抱死系統

介紹

制動防抱死系統(antilock brake system),簡稱ABS。它是一種具有防滑、防鎖死等優點的汽車安全控制系統。它的提出可追溯到20世紀30年代,但其真正投入實用是在現代車輛電子技術發展到一定水平之後。汽車制動系統中配備ABS,就是為了使汽車在緊急制動時,防止車輪完全抱死,充分利用輪胎與地面間的峰值附著係數 ,從而提高汽車制動減速度,縮短制動距離,保證汽車制動時的方向穩定性和轉向操縱能力 ,以避免因後軸側滑和前輪喪失轉向能力而引起的交通事故。ABS是常規剎車裝置基礎上的改進型技術,可分機械式和電子式兩種。它既有普通制動系統的制動功能,又能防止車輪鎖死,使汽車在制動狀態下仍能轉向,保證汽車的制動方向穩定性,防止產生側滑和跑偏。
制動防抱死系統(ABS)制動防抱死系統(ABS)

作用

1.充分發揮制動器的效能,縮短制動時間和距離。
2.可有效防止緊急制動時車輛側滑和甩尾,具有良好的行駛穩定性。
3.可在緊急制動時轉向,具有良好的轉向操縱性。
4.可避免輪胎與地面的劇烈摩擦,減少輪胎的磨損。

工作過程

在ABS中,每個車輪上各安置一個轉速感測器,將關於各車輪轉速的信號輸入電子控制裝置。電子控制裝置根據各車輪轉感測器輸入的信號對各個車輪的運動狀態進行監測和判定並形成相應的控制指令。各處液壓電磁閥均不通電而處於關閉狀態,電動泵也不通電運轉,制動主缸至各制動輪缸的制動管路均處於溝通狀態,而各制動輪缸至儲液器的制動管路均處於封閉狀態,各制動輪缸的制動壓力將隨制動主缸的輸出壓力而變化,此時的制動過程與常規制動系統的制動過程完全相同。
在制動過程中,電子控制裝置根據車輪轉速感測器輸入的車輪轉速信號判定有車輪趨於抱死時,ABS就進入防抱死制動壓力調節過程。例如,電子控制裝置判定右前輪趨於抱死時,電子控制裝置就使控制右前輪制動壓力的進液電磁閥通電,使右前進液電磁閥轉入關閉狀態,制動主缸輸出的制動液不再進入右前制動輪缸,電子控制裝置就使右前進液電磁閥和出液電磁閥都斷電,使進液電磁閥轉入開啟狀態,使出液電磁閥轉入關閉狀態,同時也使電動泵通電運轉,向制動輪缸送制動液,由制動主缸輸出的制動液和電動泵泵送的制動液都經過處於開啟狀態的右前進液電磁閥進入右前制動輪缸,使右前制動輪缸的制動壓力迅速增大,右前輪又開始減速轉動。
ABS通過使趨於抱死車輪的制動壓力循環往復地經歷保持—減小—增大過程,而將趨於抱死車輪的滑動率控制在峰值附著係數滑動率的附近範圍內,在該ABS中對應於每一個制動輪缸各有一對進液和出液電磁閥,可由電子控制裝置分別進行控制,因此,各制動輪缸的制動壓力能夠被獨立地調節,從而使四個車輪都不發生制動抱死現象。

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