基于ABS系统优化汽车制动防滑装置的可行性分析
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[摘 要]本文结合ABS系统在汽车中的设计与应用情况，提出一种通过ABS系统制动距离优化来实现的汽车制动防护装置优化方案，并通过模型构建与仿真实验分析，对其可行性进行验证，以为有关实践及研究提供参考。
[关键词]ABS系统;汽车制动防滑装置;优化;可行性;研究
[中图分类号]U463.526 [文献标识码]A
ABS（Anti-lock Brake System，汽车防抱死系统）系统作为汽车设计与制造中应用较为广泛的一种系统结构，结合其在汽车中的应用实际情况，采用ABS系统安装设计的汽车，在冰雪气候下的路面制动操作时会存在距离加长的问题，对汽车路面行驶的安全和性能均存在一定的不利影响。针对这种情况，本文通过对汽车中应用的ABS系统制动距离优化的可行性研究，提出一种基于ABS系统的汽车制动防滑装置优化方案，并通过模型建立与仿真实验，对其可行性进行验证，为有关实践及研究提供参考。
1 汽车ABS系统及应用局限性分析
ABS系统在汽车设计与制造中应用较为广泛，它的结构组成主要包括制动压力调节装置以及车轮速度传感器、ABS警示灯、电子控制装置等。根据ABS系统在汽车中的应用情况，有研究显示，采用ABS系统的汽车在特殊行驶路况与条件下存在一定的制动距离加长问题，其中以雨雪天气下的冰雪路面行驶制动过程中表现最为明显，此外，在较为平滑的干燥路面上，安装设置有ABS系统的汽车制动中也存在上述问题。尤其要注意的是对雨雪天气条件下的冰雪路面行驶制动中，不能出现猛烈转弯等情况，不仅会对其制动效果产生不利影响，严重情况下甚至会引起安全事故，这是ABS系统在汽车中应用研究和关注的重点问题。
针对ABS系统在汽车应用中存在的上述情况与问题，对其原因分析发现，虽然在汽车中安装并设置了ABS系统，能够为汽车行驶时制动操作提供相应的附加控制与转向控制，但是，由于干燥的平滑路面与冰雪路面中对其可用牵引力较小问题并未进行改善和解决，从而导致制动距离加长发生，对其应用效果产生不利影响。
2 基于ABS系统的汽车制动防滑装置优化可行性分析
结合上述对ABS系统及其在汽车上的应用分析，为解决采用ABS系统的汽车在较光滑路面因可用牵引力较小导致的汽车制动距离加长问题，可以通过对汽车ABS系统的优化，实现基于ABS系统的汽车制动防滑装置优化，从而促进汽车制动系统及其性能的改进，满足汽车在各种行驶路况下的性能需求。
2.1 ABS系统仿真与优化分析
结合ABS系统组成及在汽车上的应用局限性，在对ABS系统进行优化以实现制动距离问题解决中，主要通过增加设置一个相应的辅助装置，该装置包含一个液压缸与一块具有较强摩擦系数的平板来实现。根据该优化措施，通过对安装ABS系统与同时安装ABS系统辅助装置的汽车在行驶条件下的制动性能进行对比显示，安装ABS辅助装置的汽车其制动过程中具有更大的牽引力，因此，汽车制动效果更加显著。这是由于汽车在摩擦系数较低的光滑路面行驶时，虽然汽车上安装有ABS系统，但是由于其系统的局限性导致汽车制动性不能充分发挥，致使其在制动作用下的制动距离比没有安装ABS系统的汽车制动距离更长。而采用ABS系统辅助装置的汽车，其进行光滑路面制动控制时，在车身对路面压力不发生较大变化的情况下，根据汽车行驶的摩擦力计算公式，一旦车辆和路面相互接触的摩擦系数增加，其制动力就能够得到明显提升。需要注意的是，一般情况下，汽车摩擦力计算中，车辆与地面接触的摩擦系数为定值，需要通过增加汽车辅助装置底部和路面接触的摩擦系数，促进汽车在光滑路面行驶的制动力改善和提升。
通过增加上述辅助装置实现ABS系统优化，是根据汽车在较好的路况下行驶时，车辆轮胎与路面摩擦系数具有充足的制动力，通过汽车中安装的减速度传感器对车辆行驶情况进行检测判断并向电路控制单元输送信号，由控制单元根据信号分析结果对ABS系统辅助装置是否参与工作进行控制，以对汽车正常行驶和制动需求进行满足。此外，在较为光滑的路面行驶时，其摩擦系数减小，同时汽车中安装的减速度传感器会将检测信号发送至控制单元，并根据其预设最小减速度参数进行对比，在低于相应标准的情况下，ABS系统辅助装置电路控制单元通过对发送信号的分析并输入电磁阀，对油缸工作进行控制以使ABS系统辅助装置进入工作状态，启动“点刹”工作模式，在短时间内快速提升其制动力，以满足汽车的行驶要求。
根据上述ABS系统优化措施，结合汽车制动工作的有关研究理论，在汽车ABS系统辅助装置启用状态下，辅助装置中平板和地面的压力最大，并且与汽车车轮与地面之间的压力相等，为汽车的1/5车重，而冰雪路面汽车行驶时车辆与路面的摩擦系数一般为0.28，通过ABS辅助装置作用，能够使辅助装置中平板和地面接触通过特殊材料铺设提高至0.5，因此，就表现为汽车制动时，只安装ABS系统情况下，其摩擦力为0.28G，而增加ABS系统辅助装置后，其摩擦力提升为0.324G，从而对汽车的制动效果及性能进行较好改善，以满足汽车行驶的制动需求。
2.2 基于ABS系统的汽车制动防滑装置优化及可行性分析
根据上述对ABS系统的优化分析，在实现ABS系统优化后对基于ABS系统的汽车制动防滑装置优化，就可以通过在优化ABS系统模型基础上，对其电路控制进行改进，以实现基于ABS系统的汽车制动防滑装置优化。
在进行ABS系统优化增加辅助装置后，根据其系统工作过程，对其电路控制进行改进，实现相应的电路控制单元工作流程设计，并对其改进效果进行试验测试与验证分析，即可满足基于ABS系统的汽车制动防滑装置优化，实现汽车制动性能与效果的提升。
结合上述基于ABS系统的汽车制动防滑装置及优化措施，在进行优化ABS系统的电路控制改进中，对其电路的基本组成及有关元件选择，由于ABS系统的电路包括模拟信号产生电路以及复位电路、AD转换电路、晶振电路、电源供电电路、手动控制电路等多个内容，因此，在具体设计与元件选择应用，根据各电路情况，对模拟信号产生的电路采用10k电位器，并配置相应的电源线与地线以满足其电路工作要求;同时对AD转换电路采用ADC0804芯片设计，并根据电路工作需求进行合理的电容与电阻值设置;对电源供电电路采用电压为5V的稳压芯片L7805CV，同时对其电源、电容以及排针进行合理设计等，以满足ABS系统各电路的工作要求，使ABS系统及辅助装置在汽车制动中充分发挥相应的作用和效果，促进汽车制动效果与性能提升。
完成上述对汽车ABS系统的优化以及电路控制改进等设计后，为实现基于ABS系统的汽车制动防滑装置优化可行性验证，还需要对其改进设计效果进行仿真试验，试验分析中通过利用电位器产生电压对速度传感器产生电压进行模拟，并将其导入到输入AD转换器的芯片中，经转换与分析处理进行相应的信号输出，使单片机在收到信号后能够根据程序设定进行控制实施。试验结果显示，该电路控制改进方案能够满足汽车ABS优化与制动防滑性能要求，具有一定的可行性。
3 结语
总之，对基于ABS系统优化汽车制动防滑装置可行性的研究，有利于促进在实践中推广应用，进而实现汽车制动防滑性能的改进提升，满足汽车各种路况行驶的制动需求，具有十分积极的作用和意义。
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