（國(guó)家摩托車質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心（天津）天津 300072）

引言

隨著全球經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對(duì)生活品質(zhì)的要求越來(lái)越高。近年來(lái)，摩托車向娛樂(lè)化方向發(fā)展的趨勢(shì)越來(lái)越明顯，使得大排量、高性能的摩托車市場(chǎng)占有率越來(lái)越高。這種趨勢(shì)造成了摩托車事故的安全隱患增大，考慮到這種情況，在大排量摩托車上越來(lái)越多的主動(dòng)安全系統(tǒng)被應(yīng)用，以此來(lái)保護(hù)使用者的安全，ABS 就是最為有效的手段之一。世界范圍內(nèi)一些大型的公司和機(jī)構(gòu)（AZT、BOSH 和NHTSA 等）在歐盟、印度和美國(guó)等地，對(duì)摩托車ABS 系統(tǒng)進(jìn)行了長(zhǎng)時(shí)間的調(diào)查和研究，結(jié)果表明，安裝ABS 的車輛制動(dòng)穩(wěn)定性和安全性更高，事故率明顯降低，ABS 對(duì)保護(hù)駕駛員安全起到了積極的作用。

1 ABS 制動(dòng)系統(tǒng)的應(yīng)用

由于ABS 對(duì)安全的影響巨大，世界范圍內(nèi)的發(fā)達(dá)國(guó)家和摩托車使用大國(guó)，都先后對(duì)摩托車安裝ABS 制動(dòng)系統(tǒng)做出了強(qiáng)制要求，具體實(shí)施情況見(jiàn)表1。中國(guó)作為一個(gè)摩托車生產(chǎn)和使用大國(guó)，也對(duì)摩托車ABS 制動(dòng)系統(tǒng)做出了強(qiáng)制性要求，在最新的GB 20073-2018《摩托車和輕便摩托車制動(dòng)性能要求及試驗(yàn)方法》中，要求“兩輪摩托車（L3 類，發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際排量＞250 mL），前、后輪均應(yīng)安裝防抱死制動(dòng)系統(tǒng)”。因此，本文對(duì)ABS 系統(tǒng)的工作原理、測(cè)試方法和影響因素做一些簡(jiǎn)要介紹。

2 摩托車ABS 系統(tǒng)工作原理

2.1 摩托車ABS 系統(tǒng)

防抱死制動(dòng)系統(tǒng)（antilock brake system）簡(jiǎn)稱ABS。它是一種具有防滑、防鎖死等優(yōu)點(diǎn)的摩托車安全控制系統(tǒng)。防抱死制動(dòng)系統(tǒng)（ABS）是一種當(dāng)車輛制動(dòng)時(shí)，使地面與摩托車車輪的滑動(dòng)摩擦盡可能轉(zhuǎn)變?yōu)殪o摩擦（制動(dòng)時(shí)車輪與地面的接觸部分保持相對(duì)靜止，車輛沒(méi)有停止時(shí)，車輪是滾動(dòng)而不是抱死的，制動(dòng)系統(tǒng)可在車輛上實(shí)施接近于最大靜摩擦力大小的制動(dòng)力，這時(shí)保持轉(zhuǎn)動(dòng)的車輪與地面的靜摩擦是滾動(dòng)摩擦），以此增大制動(dòng)效力，達(dá)到更好的制動(dòng)效果。同時(shí)，由于車輪不會(huì)抱死，能使車輛保持直線行駛，不發(fā)生側(cè)滑和偏移而導(dǎo)致事故發(fā)生。

表1 世界范圍內(nèi)制動(dòng)法規(guī)的導(dǎo)入情況和高級(jí)制動(dòng)系統(tǒng)的安裝要求[1-3]

2.2 摩托車ABS 系統(tǒng)的構(gòu)成

ABS 系統(tǒng)由控制單元、車輪速度傳感器、碼盤（傳感器轉(zhuǎn)子）、制動(dòng)油缸、制動(dòng)卡鉗和制動(dòng)油管組成，如圖1 所示。

圖1 ABS 系統(tǒng)的構(gòu)成

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是，通過(guò)車輪速度傳感器的信號(hào)來(lái)判斷車輪滑移狀態(tài)，控制單元通過(guò)調(diào)節(jié)油壓對(duì)卡鉗的開(kāi)合進(jìn)行控制，從而達(dá)到控制制動(dòng)過(guò)程的目的。

2.3 ABS 系統(tǒng)的安裝位置

根據(jù)車輛的結(jié)構(gòu)差異，ABS 控制系統(tǒng)安裝位置主要為前立管下方、座墊下部或燃油箱下部，振動(dòng)和溫度對(duì)于控制單元的影響較大，通常需加裝橡膠墊和隔熱板；車輪速度傳感器和碼盤（傳感器轉(zhuǎn)子）分別位于前后車輪上；制動(dòng)控制器和制動(dòng)卡鉗通過(guò)制動(dòng)油管和控制單元相連接，構(gòu)成完整的制動(dòng)系統(tǒng)。圖2 為典型的控制單元在座椅下方的ABS 系統(tǒng)布置圖。

圖2 ABS 系統(tǒng)布置圖

2.4 ABS 系統(tǒng)的控制原理

如圖3 所示，當(dāng)制動(dòng)器進(jìn)行制動(dòng)，ABS 不工作時(shí)，常開(kāi)電磁閥打開(kāi)，常閉電磁閥關(guān)閉，油壓直接通過(guò)常開(kāi)電磁閥，進(jìn)入制動(dòng)卡鉗，達(dá)到制動(dòng)效果；當(dāng)ABS 工作時(shí)，常閉電磁閥開(kāi)啟，常開(kāi)電磁閥關(guān)閉，油壓通過(guò)常閉電磁閥流入容積可變的儲(chǔ)液罐，然后通過(guò)控制單元電機(jī)（控制兩個(gè)單向閥的開(kāi)啟和閉合，起到泵的作用）將制動(dòng)液泵回主油路。通過(guò)控制2 個(gè)電磁閥的開(kāi)啟和關(guān)閉頻率，達(dá)到控制制動(dòng)卡鉗的開(kāi)合頻率，來(lái)達(dá)到防抱死的效果。

圖3 ABS 系統(tǒng)的控制原理

3 摩托車ABS 的測(cè)試方法和要求（新國(guó)標(biāo)）[1]

3.1 試驗(yàn)路面的要求

高摩擦系數(shù)路面:試驗(yàn)區(qū)域應(yīng)保持清潔、干燥，試驗(yàn)路面應(yīng)水平，坡度不大于1%；試驗(yàn)路面的峰值制動(dòng)力系數(shù)（PBC）為0.9±0.1。

低摩擦系數(shù)路面:試驗(yàn)區(qū)域應(yīng)保持清潔，試驗(yàn)路面應(yīng)水平，坡度不大于1%；試驗(yàn)路面的峰值制動(dòng)力系數(shù)（PBC）不大于0.45。

3.2 試驗(yàn)條件的要求

環(huán)境溫度：環(huán)境溫度應(yīng)在4 ℃和45 ℃之間；

制動(dòng)器初始溫度：55～100 ℃；

試驗(yàn)質(zhì)量條件：高摩擦系數(shù)路面：整備質(zhì)量+75 kg+15 kg；

低摩擦系數(shù)路面：整備質(zhì)量+75 kg+30 kg。

3.3 ABS 警示燈要求

安裝一個(gè)黃色警示燈，警示燈的位置應(yīng)方便駕駛員觀察。當(dāng)車輛點(diǎn)火開(kāi)關(guān)打開(kāi)時(shí)點(diǎn)亮，功能檢查完畢后熄滅。如防抱死制動(dòng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障，警示燈應(yīng)予以指示。并且只要故障存在且點(diǎn)火開(kāi)關(guān)處于“開(kāi)”位置，警示燈應(yīng)一直指示。

3.4 試驗(yàn)流程[1]

國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中針對(duì)ABS 的試驗(yàn)項(xiàng)目主要包括以下幾項(xiàng)：

1）高摩擦系數(shù)路面制動(dòng)試驗(yàn)；

2）高摩擦系數(shù)路面車輪制動(dòng)抱死檢查試驗(yàn)；

3）低摩擦系數(shù)路面制動(dòng)試驗(yàn)；

4）低摩擦系數(shù)路面車輪制動(dòng)抱死檢查試驗(yàn)；

5）高摩擦系數(shù)路面到低摩擦系數(shù)路面車輪制動(dòng)抱死檢查試驗(yàn)；

6）低摩擦系數(shù)路面到高摩擦系數(shù)路面車輪制動(dòng)抱死檢查試驗(yàn)；

7）ABS 失效試驗(yàn)。

相關(guān)流程及主要關(guān)注點(diǎn)如表2 所示，從表中可以看出，各項(xiàng)目的試驗(yàn)初速度、制動(dòng)系統(tǒng)控制狀態(tài)、性能限值、車輛狀態(tài)判定、試驗(yàn)次數(shù)的要求均給出了明確的要求。在高摩擦系數(shù)路面和低摩擦系數(shù)路面車輪制動(dòng)抱死檢查試驗(yàn)中，給出了對(duì)制動(dòng)器效率的性能要求。在低摩擦系數(shù)路面到高摩擦系數(shù)路面車輪制動(dòng)抱死檢查試驗(yàn)中，明確規(guī)定了減速度變化的要求。

表2 ABS 試驗(yàn)流程及主要關(guān)注點(diǎn)

4 ABS 試驗(yàn)的影響因素

4.1 ABS 性能影響因素的分析

通過(guò)以上介紹，可以清楚摩托車ABS 性能的好壞，取決于2 個(gè)方面，一是摩托車與路面本身的摩擦系數(shù)，摩擦系數(shù)越大，制動(dòng)距離會(huì)越短，停下來(lái)得越快；二是摩托車ABS 的效率，效率越高，我們得到的真實(shí)摩擦系數(shù)越大，越接近摩托車的峰值摩擦系數(shù)。

4.2 摩擦系數(shù)影響因素

因?yàn)槟Σ料禂?shù)取決于接觸面的摩擦力和物體的質(zhì)量，摩擦力又是由接觸面的材料及粗糙度決定的。因?yàn)槁访嫘再|(zhì)是一定的，所以對(duì)摩擦系數(shù)的影響因素，分析2 個(gè)方面，一是車輛的質(zhì)量，二是輪胎。車輛的質(zhì)量又包括整車的整備質(zhì)量和車輛前后軸荷分配，這將最終決定每個(gè)輪胎垂直地面的質(zhì)量，這個(gè)主要是通過(guò)廠家的設(shè)計(jì)可以進(jìn)行優(yōu)化。輪胎主要是與地面接觸面的寬度、輪胎花紋、輪胎材質(zhì)等決定接觸面粗糙度的因素，這些調(diào)整可以通過(guò)企業(yè)的輪胎選型來(lái)優(yōu)化。圖4 為進(jìn)行ABS 試驗(yàn)的一些輪胎數(shù)據(jù)分析。

圖4 不同輪胎對(duì)PBC 的影響

4.3 ABS 效率的影響因素

ABS 效率由控制頻率、控制程度來(lái)決定，控制的頻率越高，控制的精度越高，制動(dòng)效率越高，反之越低。這一項(xiàng)一般來(lái)說(shuō)是需要ABS 廠家匹配來(lái)解決的，在匹配過(guò)程中，開(kāi)發(fā)出適合車輛的控制程序，從而使車輛的制動(dòng)效率最大化。

5 結(jié)束語(yǔ)

ABS 技術(shù)是未來(lái)摩托車發(fā)展的主要技術(shù)，影響企業(yè)的發(fā)展方向，對(duì)ABS 加深了解會(huì)降低企業(yè)開(kāi)發(fā)成本，減少開(kāi)發(fā)周期，使企業(yè)在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中占得先機(jī)。