汽车车轮防抱死系统的交通安全研究

来源：核心期刊咨询网时间：2018-11-30 10:4112

摘要：这篇交通工程师论文发表了汽车车轮防抱死系统的交通安全研究，自从 19 世纪末汽车问世以来，汽车就一直得到了最先进的科学技术的武装，它从最初单纯的交通工具，发展到可以解决人的住行，特别是高级房车的出现，让人有了家的感觉。论文针对行车过程中出现的

　　这篇交通工程师论文发表了汽车车轮防抱死系统的交通安全研究，自从 19 世纪末汽车问世以来，汽车就一直得到了最先进的科学技术的武装，它从最初单纯的交通工具，发展到可以解决人的住行，特别是高级房车的出现，让人有了家的感觉。论文针对行车过程中出现的安全问题，探讨了汽车车轮的防抱死系统。

　　关键词：交通工程师论文,安全,汽车;电子技术,安全气囊

　　汽车的行驶速度也越来越快，高速公路的修建，使正常车速超过100km/h成为可能。然而接踵而来的是交通事故的频繁出现，越来越多的人在车祸中受伤甚至丧生。因此，如何减少交通事故的发生，以及在交通事故发生时尽量避免人员伤亡，成为人们关心的话题，人们在限制最高车速的同时，也从汽车本身入手寻求解决的方法，这就有了汽车车轮防抱死系统(ABS)及安全气囊在现代汽车技术上的运用。

　　1 汽车车轮防抱死系统( ABS)

　　根据统计，有10%的交通事故是由于汽车紧急制动而使车轮抱死丧失稳定性引起的。车轮抱死时，可能出现的非稳定性因素有侧滑、跑偏、丧失转向能力等;与地面间的滚动摩擦也变成滑动摩擦，加剧磨损，大大缩短轮胎的使用寿命。车轮抱死分为3种情况：

　　1.1 前轮抱死

　　前轮抱死，后轮还在滚动。前轮主要是实现转向功能的，车前有障碍物(如行人)的危险情况出现时，司机通常会采取紧急制动，如果说汽车不在行驶到障碍物之前将车速降为零(基本不可能)，那么避免事故就必然要使汽车平稳绕过去，显然前轮抱死失去方向控制的汽车不可能做到这一点。

　　1.2 后轮抱死

　　后轮抱死时，前轮还能转向和向前滚动。汽车一般在车速较快时采取紧急刹车，此时汽车由于惯性保持向前的运动趋势，它的后轮会克服与地面滑动摩擦移动，通常会向左右摆动，方向还不确定，俗称“甩尾”。结果不但是会撞击前面的物体，还会连车旁的物体也撞上。或者一下子横在路上也很危险。

　　1.3 前后轮同时抱死

　　汽车的前后轮同时抱死时，轮胎与地面之间的摩擦由滚动变为滑动，车速很快，轮胎急剧磨损，輪胎温度迅速升高，与地面接触的部分在高温下呈熔融状态，摩擦系数变得很小，这样非但不能达到尽早停车的目的，相反只要受到一点力，车子就会象行走在冰面上一样滑动，雨天、斜坡上更危险。根据上述分析，我们必须在汽车制动过程中防止这种现象的发生，从而有效地避免由于车轮抱死而引发的交通事故。我们希望的是汽车在制动过程中，充分利用轮胎与地面间的摩擦阻力，一方面获取最大的减速度，让车尽早停住，另一方面又必须保持制动过程的可操纵性和制动稳定性，现代汽车防抱死系统(ABS)就能达到这样的要求。这种系统可以在汽车制动过程中自动调节制动力的大小，防止车轮抱死，以取得最佳制动效能。

　　2 安全气囊

　　发生车祸时，汽车受到强烈撞击在极短时间内停住，车内的驾乘人员由于惯性还会保持向前的趋势，带来的后果便是人与身前的物体相撞，由于撞击力很大，在一次撞击后，往往又发生二次撞击，这两次撞击是相当危险的，它成为车内人员伤亡的原因，又根据统计结果显示：车内人员的危险程度依次是：司机、副驾驶(前排乘客)、后排左边乘客、后排右边乘客，前两者比后两者的危险系数大得多。其实安全气囊的主要作用就是保护司机及前排乘客的人身安全。

　　安全气囊在本世纪六七十年代便开始发展，它的设想是在车祸发生后，给车内的驾乘人员身体和车身间加上软的东西，阻止躯体与车的硬性碰撞，减小对人的伤害。这种想法在当时得到的反应很冷淡，因为留给补救的时间很短，大约只有0.08s，低于人的反应时间0.1s，但经过研究人员的不懈努力，还是找到了可以实现的办法：人的反应时间较长，如果说采用电子技术，其动作时间可以低于 0.08s，甚至少于0.01s;软的东西可以用空气包来实现：密闭容器中的气体气压很高，如达到150个大气压时，打开溢压阀，在0.01s左右时间内完全可以充满一个容积不太大的气包;爆炸产生的爆炸气也可以在0.01s在时间里充满一只气包。

　　2.1 使用性

　　目前一只气囊的市场价约为1万元人民币，主要用于比较高级的轿车上。因为只能用 1 次，而且炸药的有效期限只有 1 年，1 年内如果说没有机会使用，也要换炸药。相对而言价格比较昂贵。

　　2.2 可靠性和安全性

　　人们使用气囊的目的就是在紧急情况下能得到其保护，关系生命安全，因此它必须在需要爆炸时一定得爆炸，同时不需要其爆炸时就不能爆炸，因为爆炸一次不仅仅报废了一只气囊，而且还带来分贝很高的响声，对环境造成影响，还可能造成误伤。使用安全气囊还不能影响到整车布置。实际使用中的安全气囊由撞击传感器、电控单元、气囊本体三部分组成。

　　2.2.1 撞击传感器

　　撞击传感器用于采集汽车的加速度信号，并将其加工成电信号，送至电控单元。由于反应时间很短，传感器必须在第一时间得到加速度值。因此必须有一个传感器的安装位置在司机前面的车架上，当然其它几个传感器的位置分布在车身周围不固定。

　　2.2.2 气囊本体

　　气囊本体是主要动作部分。由一个充满炸药的金属容器和气囊组成。考虑到整车布置，金属容器的体积不大，大约1L，但要承受爆炸产生的压力，因此做得较厚，而且需要收集爆炸产生的气体，它做成一面开口，口上蒙着气囊，炸药由电子点火器引爆。气囊一般有两层，为了防止人被烫伤，里面一层隔热且不能燃烧，外面一层很结实，通常用热辐射很差的天蓝色化纤材料制成。为了防止气囊本身由于被压缩产生反向力，引起二次撞击的发生，又要求气囊在起作用后的极短时间内将气放掉，因此它不可以做成密封的，而是在周围做出很多放气孔。

　　2.2.3 电控制单元

　　电控单元是安全气囊的核心控制部件。它其实就是一个专一功能的单片机，能接收传感器送来的电信号，并区分出是正常加速度还是发生撞车。如果发生了交通事故，首先由传感器接收加速度信号送至电控制单元，电控制单元能在极短时间内作出反应，引爆炸药，使气囊在极短时间内充满气体，起到应有的保护作用。

　　推荐阅读：《中国交通信息产业》(月刊)创刊于1999年，是由中华人民共和国交通运输部主管、中国公路学会主办、国内外公开发行的面向交通信息化领域管理者和技术人员的技术应用类期刊。

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