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为何大型重机添装 ABS 成必要?稳定煞车减少打滑更安全

时间:2018-05-02 17:47:00 编辑:王红

为何大型重机添装 ABS 成必要?稳定煞车减少打滑更安全

你知道政府预计在 2019 年起强制要求新出厂 125 cc 以上重型机车要装载 ABS(Anti-lock Braking System;防锁死煞车系统)系统,其由安装 ABS 将会导致机车价格上涨 1 万到 2 万元,但究竟什么是 ABS?为什么机车要强制装载 ABS 呢?旧型车款都没有 ABS,究竟需不需要安装 ABS? 碟煞?鼓煞?傻傻分不清楚 现今机车大多搭载前碟煞后鼓煞或双碟煞,那是什么东西呢?煞车方式可分成两种:鼓式煞车及碟式煞车。

鼓式煞车是当按下煞车时,油管内的液体压力会将内部的煞车蹄片往外推向煞车鼓,煞车蹄片上的来令片会与煞车鼓摩擦生热,而使机车动能转换成热能而停下。

碟式煞车则是将按下煞车线时,煞车油管内的液体受到挤压会将力量引入煞车卡钳推动活塞,使活塞上的来令片接触煞车碟盘而摩擦生热,这样能车辆行驶动能变成热能使车辆减速。

▲ 鼓式煞车及碟式煞车原理。

(Source:Automotive Basics) 现在看来,碟煞与鼓煞都是利用动能转换成热能方式将机车停下,但究竟实际进行煞车时不同呢?一般而言,碟煞系统的煞车力道比鼓煞系统强劲、灵敏度高和散热佳,因此碟煞系统的车子若遇到紧急情况强按煞车时,容易因煞车力道过强而翻覆或是打滑,而鼓煞系统车子则会是慢慢煞车,安全性较高,但所需煞车距离较长,若遇到紧急情况强按煞车时,容易因煞车距离不够而撞上。

为什么煞车会打滑? 你可能听过周遭有人煞车打滑了,结果「犁田」受伤,究竟什么是煞车打滑?在一般行进或煞车时,转动的车轮与地面接触的瞬间(轮胎与地面相互作用力,也称轮胎抓地力)是静摩擦力;但在紧急煞车时,作用于煞车的力量可能过大以至于车轮锁死,然而车子仍继续前进,使得轮胎地面接触面无法紧密贴合,使轮胎产生滑动,此时轮胎与地面的摩擦力为动摩擦力,根据物理定律可知,动摩擦力比最大静摩擦力小,故锁死后的煞车效果变小甚至造成车辆打滑。

▲ 推力与摩擦力关係图。

(Source:ARTC) ABS 的幕后英雄? ABS(Anti-lock Braking System,全名为防锁死系统)是德国 Bosch 公司发明的装载于汽机车的辅助煞车装置,目的是预防车轮锁死打滑,为此提供最大煞车力道并尽可能缩短煞车距离。

ABS 系统由感测器与微电脑 ECU 组成,利用安装在车轮上的感测器监测车轮角速度信号,之后将数据回传给微型电脑,经电脑计算可得知车速、车轮滑移率并推知车轮是否趋向锁死,当急煞导致车轮快要锁死时,ABS 系统会持续约每秒 30~200 次的频率短暂释放煞车,以避免锁死车轮,减少意外发生机会。

▲?机车 ABS 系统示意图。

(Source:SYM) ▲?霍尔效应感测器。

(Source:新媒体科普传播实作计画) 现在市面机车轮速感测器多为霍尔效应感测器(也称霍尔感测器),是根据霍尔效应製作的一种磁场感测器,将变化的磁场转化为输出电压的变化,之后利用电压的变化来推算车轮和车轴的角速度。

霍尔效应是一种磁电反应,永磁体(长期保持磁性的磁体)磁力线穿过霍尔元件通向齿轮时,会在原件输出端产生电压,不同位置的齿轮所能穿过的磁力线密度不同,因此霍尔电压会产生变化,此电压变化可透过电子电路转换成脉冲电压,并根据每秒产生的脉冲电压个数,可得知车轮迴转速度,当轮速与车速下降明显不一致时,代表监测之该轮已经发生锁死,ABS 会暂时减低煞车力道,让轮速恢复与车辆等速之转动,接着再马上提升煞车力,以稳定地降低车速。

▲?霍尔效应感测器原理。

(Source:每日头条) ABS 要不要? 在行驶湿滑路面、沙地或路面的光滑标线时,ABS 能帮助你处于在紧急状态时,安全闪避而不打滑,但究竟有没有必要有 ABS?对于车身重、马力输出强及搭载双碟煞的重型机车,易因急煞力道太强而造成打滑,为求安全建议搭配 ABS 系统。

但从理论来看,如果你能像职业赛车手,分毫不差地感测到轮胎与地面由最大静摩擦力转变为动摩擦力的那个打滑瞬间,每秒能精準压放煞车 30 次以上,并使出精湛的甩尾技巧,那你本身就媲美 ABS 系统,可以不用考量机车是不是一定要加装 ABS 啦!但问题是,你真有那么厉害吗? 编按:政府规定自 2019 年起 125 cc 以上,也就是黄牌与红牌的大型机车自需强制安装 ABS,而市场销售大宗的白牌 125 cc 机车则是 ABS?或 CBS(Combined braking system;连动剎车系统)二择一即可,相较于 ABS,CBS 的结构较简单因为成本增加不若 ABS 要价万元以上,一般估算约添增成本三千至五千元左右。

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