不再遙不可及-從天而降的汽車技術(shù)之ABS防抱死制動(dòng)系統(tǒng)
高科技的廣泛應(yīng)用讓汽車變得越來越安全和智能，殊不知，很多高科技就是源自于高大上的航空器，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，才變得貼近人們生活。本次，我們就以不再遙不可及為主題，細(xì)數(shù)一些已普遍“飛入”汽車的飛機(jī)高科技，看一看它們原來的樣子，并且推算一下還將有哪些新技術(shù)會(huì)“飛”入我們的汽車中。
導(dǎo)語：目前，已經(jīng)有很多應(yīng)用在飛機(jī)中的技術(shù)下放到汽車之中，本次我們就介紹一下目前已在汽車中得到普及的ABS防抱死制動(dòng)系統(tǒng)
一、什么是ABS防抱死制動(dòng)系統(tǒng)
ABS是防抱死制動(dòng)系統(tǒng)的英文縮寫， 英文的全稱是Anti-lockBrakingSystem，或者是Anti-skidBrakingSystem。該系統(tǒng)在制動(dòng)過程中可自動(dòng)調(diào)節(jié)車輪制動(dòng)力，防止車輪抱死以取得最佳制動(dòng)效果。
通常，汽車在制動(dòng)過程中存在著兩種阻力：一種阻力是制動(dòng)器摩擦片與制動(dòng)鼓或制動(dòng)盤之間產(chǎn)生的摩擦阻力，這種阻力稱為制動(dòng)系統(tǒng)的阻力，由于它提供制動(dòng)時(shí)的制動(dòng)力，因此也稱為制動(dòng)系制動(dòng)力；另一種阻力是輪胎與道路表面之間產(chǎn)生的摩擦阻力，也稱為輪胎——道路附著力。如果制動(dòng)系制動(dòng)力小于輪胎—道路附著力，則汽車制動(dòng)時(shí)會(huì)保持穩(wěn)定狀態(tài)，反之，如果制動(dòng)系制動(dòng)力大于輪胎——道路附著力，則汽車制動(dòng)時(shí)會(huì)出現(xiàn)車輪抱死和滑移。
如果前輪抱死，汽車基本上沿直線向前行駛，汽車處于穩(wěn)定狀態(tài)，但汽車失去轉(zhuǎn)向控制能力，這樣駕駛員制動(dòng)過程中躲避障礙物、行人以及在彎道上所應(yīng)采取的必要的轉(zhuǎn)向操縱控制等就無法實(shí)現(xiàn)。如果后輪抱死，汽車的制動(dòng)穩(wěn)定性變差，在很小的側(cè)向干擾力下，汽車就會(huì)發(fā)生甩尾，甚至調(diào)頭等危險(xiǎn)現(xiàn)象。尤其是在某些惡劣路況下，諸如路面濕滑或有冰雪，車輪抱死將難以保證汽車的行車安全。另外，由于制動(dòng)時(shí)車輪抱死，從而導(dǎo)致局部急劇摩擦，將會(huì)大大降低輪胎的使用壽命。
ABS防抱死制動(dòng)系統(tǒng)可以說能夠縮短剎車距離和避免因抱死而無法實(shí)現(xiàn)控制的情況發(fā)生，目前已經(jīng)在汽車中得到普及，其實(shí)，這種技術(shù)最初源自于飛機(jī)。
二、ABS的由來
上世紀(jì)20年代，飛機(jī)所采用的的剎車系統(tǒng)需要較長的距離才能將飛機(jī)剎停，并且很容易在工作時(shí)將輪胎剎爆。為了能夠?qū)@一問題加以改進(jìn)，法國飛機(jī)兼汽車設(shè)計(jì)師夏布里埃·伏瓦辛（Gabriel Voisin）率先提出了飛機(jī)起落架機(jī)輪防抱死制動(dòng)系統(tǒng)的概念，隨后他設(shè)計(jì)出了一個(gè)脈沖制動(dòng)系統(tǒng)，實(shí)驗(yàn)證明飛機(jī)降落滑跑距離不僅縮短了30%，剎車時(shí)起落架輪胎爆胎的情況也消除了，駕駛員可以放心把起落架的制動(dòng)力加到最大。不過，ABS防鎖死制動(dòng)系統(tǒng)真正在航空領(lǐng)域流行還要等到二十多年后的20世紀(jì)50年代。
圖注：1919~1932年的Junkers F.13。那時(shí)的飛機(jī)無ABS系統(tǒng)，降落只能靠抱死及土制跑道的阻力停止
圖注：法國飛機(jī)兼汽車設(shè)計(jì)師夏布里?！し咝粒℅abriel Voisin）
圖注：英國閃電戰(zhàn)斗機(jī)
圖注：英國彗星2C客機(jī)
圖注：中國購買用作領(lǐng)導(dǎo)人專機(jī)的英國三叉戟客機(jī)
圖注：只生產(chǎn)了54架的英國VICKERS VC10
時(shí)間進(jìn)入20世紀(jì)40年代中期以后，隨著噴氣式飛機(jī)的逐漸發(fā)展，尤其是中、大型噴氣式飛機(jī)開始出現(xiàn)，更大重量的飛機(jī)意味著在降落滑跑時(shí)也需要更長距離的跑道，以及性能更加優(yōu)秀的剎車系統(tǒng)，航空領(lǐng)域?qū)τ贏BS防抱死制動(dòng)系統(tǒng)的需求也日顯迫切。于是，英國鄧祿普公司研制了Maxaret制動(dòng)系統(tǒng)，這是第一個(gè)實(shí)用型ABS防鎖死制動(dòng)系統(tǒng)，英國的20世紀(jì)50年代研制的新一代噴氣飛機(jī)都裝備了這套制動(dòng)系統(tǒng)，如閃電戰(zhàn)斗機(jī)、彗星2C客機(jī)、三叉戟客機(jī)和VC10等等。
圖注：法國協(xié)和式超音速客機(jī)首次采用了電控防抱死制動(dòng)系統(tǒng)
圖注：即便客機(jī)已經(jīng)普及了防抱死制動(dòng)系統(tǒng)，也會(huì)因?yàn)榕艿?、輪胎等保養(yǎng)原因，導(dǎo)致輪胎爆胎
不過，由于當(dāng)時(shí)的防抱死制動(dòng)系統(tǒng)還屬于機(jī)械控制，制造成本較高，并且可靠性還不夠穩(wěn)定，因此雖然很多汽車廠商已經(jīng)意識到這種技術(shù)有助于優(yōu)化汽車的剎車性能、尤其是在濕滑路面上剎車的性能，但并沒有在汽車領(lǐng)域里得到普及。隨著1969年協(xié)和式超音速客機(jī)首次采用了電子控制的防抱死制動(dòng)系統(tǒng)，這項(xiàng)技術(shù)才真正得到了大部分汽車廠商的認(rèn)可與重視，于是在20世紀(jì)70年代，一些豪華汽車上開始裝備防抱死制動(dòng)系統(tǒng)。
三、ABS在汽車上的應(yīng)用
現(xiàn)在的ABS都是電子式，而最早的ABS卻是機(jī)械式。在20世紀(jì)50年代，防抱死制動(dòng)系統(tǒng)開始逐步在汽車上進(jìn)行試驗(yàn)，1951年時(shí)，Goodyear航空公司將機(jī)械式ABS搭載在載重卡車上進(jìn)行試驗(yàn)。而到了1954年，法國航空公司的機(jī)械式ABS系統(tǒng)才在福特汽車公司的林肯Capri Convertible上進(jìn)行試驗(yàn)。
圖注：1954年，林肯Capri Convertible率先搭載了機(jī)械式ABS系統(tǒng)
1968年英國的跑車制造商Jensen在其四驅(qū)跑車FF上推出了機(jī)械式的Dunlop Maxaret系統(tǒng)。這個(gè)Dunlop Maxaret系統(tǒng)就是ABS的雛形，是一種純機(jī)械結(jié)構(gòu)，制動(dòng)頻率很低，雖然與現(xiàn)今的電子化ABS技術(shù)差異稍大，但在制動(dòng)時(shí)仍可以幫助汽車改變方向。
圖注：Jensen FF
到了1978年，ABS系統(tǒng)有了突破性發(fā)展。博世公司與奔馳公司合作研制出三通道四輪帶有數(shù)字式控制器的ABS系統(tǒng)，并批量裝于奔馳轎車上。由于微處理器的引入，使ABS系統(tǒng)開始具有了智能，從而奠定了ABS系統(tǒng)的基礎(chǔ)和基本模式。
圖注：1978年，Mercedes-Benz W116搭載了ABS系統(tǒng)
目前，ABS系統(tǒng)在汽車上的應(yīng)用越來越廣泛，已成為絕大多數(shù)類型汽車的標(biāo)準(zhǔn)裝備，包括卡車、客車甚至是摩托車等。并且，在絕大部分國家和地區(qū)，由于法律法規(guī)的強(qiáng)制規(guī)定，各類車型的ABS裝備率已達(dá)100%。
2、ABS系統(tǒng)的擴(kuò)展
由于ABS系統(tǒng)得到了快速普及，基于ABS系統(tǒng)研發(fā)的EBD（制動(dòng)力分配）、ESP（車身穩(wěn)定控制系統(tǒng)）等也得到了快速發(fā)展和普及，并且，以上述技術(shù)為基礎(chǔ)的自動(dòng)巡航控制、甚至是自動(dòng)駕駛技術(shù)也已向我們走來。