摩托車制動圈,輪轂剎車圈：摘要：如今，國外摩托車ABS裝車量已超過30%，主要應用于大排量與小排量車型，中排量車使一用很少；而國內市場上帶ABS制動器的摩托車相對較少，國內所謂的摩托車帶有ABS系統多數為機械式和制動壓力吸收式的簡易ABS裝置，效果比較差。目前，ABS技術己經很成熟，ABS在摩托車上使用的最大障礙是成本問題，如果能在成本上有所突破，ABS在摩托車上的一使用前景還是很好的。
2012年11月20日，歐洲議會在布魯塞爾通過了歐洲摩托車車型認證與市場監管條例，條例主要是針對安全和環保提出了更好的要求。新法規規定，結合摩托車歐IV標準，到2016年，125 mL以上排量摩托車均要強制加裝ABS。針對國內外摩托車新標準、新法規的變更與更新，國內摩托車生產企業和檢測機構要積極應對，要加強ABS技術的研發能力和檢測水平，為摩托車企業及政府提供技術服務。因此，摩托車ABS道路試驗平臺的研究工作迫在眉睫，本文對ABS內部結構、工作原理、試驗方法和目前針對摩托車ABS道路試驗平臺的建立做一些簡單介紹。
1 ABS結構及工作原理
ABS是在常規制動裝置基礎上的改進型技術，是具防滑、防抱死等優點的摩托車安全控制系統，也是提高摩托車制動性能的重要裝置。目前，ABS在汽車上得到了廣泛的普及，由于成本和技術等方面的原因，ABS在摩托車上使用的很少，由于ABS在提高整車安全性能方面的巨大作用，及近幾年來大排量摩托車的開發與熱銷市場，ABS必將在今后的摩托車上得到更大的普及，隨之，越來越多的摩托車生產企業將投入到摩托車ABS制動試驗的研究之中。
我國摩托車上現在裝用的ABS大致有橡膠囊式、閥芯式和膨脹球式3種類型，如圖1所示。
ABS系統工作原理：制動時，ABS控制裝置將根據輪速傳感器輸入的信號確定車輪速度，并由車輪速度計算出行車速度，再按行車速度與車輪速度計算出車輪的滑移率。當車輪的滑移率超過控制裝置設定的參考滑移率時，ABS控制裝置將驅動進、排油電磁閥動作，實行系統的減壓、保壓與升壓的循環過程，使車輛在理想的滑移率（15％～20%）下制動停車，有效防止了制動時車輪的抱死現象，提高了車輛的制動效能與制動時的方向穩定性。ABS系統的防抱死制動作用，通常是利用試錯法來響應“抱死”和“松開”時的2個壓力極值點，來不斷調整制動管路壓力，在反復逼近中實現的。有經驗的騎乘者在制動時，特別是在惡劣路況和較高車速條件下制動時，都采用“點制動”方法來達到安全停車的目的，而不是采用一腳把制動踏板踩到底的全制動方式就是這個道理。ABS控制裝置設有故障自診斷功能，控制裝置內配備有1個主CPU和1個輔助CPU，工作時，主、輔CPU將互相檢查對方的故障并檢查系統電路，當自診斷系統檢測到某一故障信息時，系統將存儲故障代碼，并同時點亮儀表板上的ABS指示燈以提示系統有故障，具體示意圖如圖2所示。
a）常規制動：常規制動過程中，ABS系統不工作，電磁線圈中無電流通過，電磁閥處于升壓位置，此時，制動主缸與輪缸直通，制動液由制動主缸直接進入輪缸，輪缸壓力隨主缸壓力而增減，回油泵也不需工作如圖3所示。
b）減壓過程：當ECU檢測到輪速傳感器發出的車輪抱死信號時，卡鉗油缸將被減壓，制動液將通過紅色標線回流到主油缸，液壓油在回流過程中如不能即刻全部回流到主液壓缸，那制動管里面的部分液壓油將被收集到圖片最底下的儲液室，如圖4所示。
c）保壓過程：如果在“保持壓力”命令發出后，仍有車輪抱死信號，ECU即向電磁線圈通入1個最大電流，電磁閥處于“減壓”位置，此時，電磁閥將輪缸與回油通道或儲液室接通，輪缸中制動液經電磁閥流入儲液室，輪缸壓力下降，如圖5所示。
d）升壓過程：當壓力下降后、車輪加速太快時，ECU切斷通往電磁閥的電流，主缸和輪缸再次相通，主缸中的高壓制動液再次進入輪缸，使制動壓力增加，如圖6所示。
2 國內外摩托車ABS制
動性能試驗標準
目前，國內外關于摩托車ABS制動性能試驗的標誰和法規主要有：GB 20073-2006《摩托車和輕便摩托車制動性能要求及試驗方法》、ECER78《關于L類車輛制動認證的統一規定》和GTR No. 3《摩托車制動系統》。其中，GB20073-2006是根據聯合國歐洲經濟委員會（ECE） 1995年3月21日生效的ECE R78.02《關于L類車輛制動認證的統一規定》修訂而來；GTR制動法規主要以ECE R78：關于就制動方面批準L類車輛的統一規定、美國聯邦法規集（CFR）第49篇第571部分，FMVSS 122：摩托車制動系統、加拿大機動車輛安全法規CMV S S 122：摩托車制動系統、日本安全標準JSS 12-61、澳大利亞設計規則ADR 33/00摩托車和輕便摩托車制動系統和ISO12364：2001兩輪摩托車—防抱制動系統（ABS ）—試驗和測量方法標準為基礎。通過標準分析看到，ABS試驗要求及試驗方法基本相同：1）試驗應在空載車輛上進行；2）標準規定裝有防抱死裝置制動系統的L3類車應滿足附著力利用率ε＞0.7；3）應在附著系數不大于0.45和不小于0.8的2種路面上測定附著力利用率ε。為了更加詳細說明試驗流程，以下以國標GB20073-2006試驗進行介紹。
2.1附著系數K值的確定
a）附著系數K應在車輪不抱死，脫開防抱死裝置，并且兩輪同時制動時，由車輛的最大制動速率確定。
b）制動試驗應在初速度約60 km/h下進行，對干車速不到60 km/h的車輛，應在空載下（必需的試驗儀器和安全設備除外），以0.9 Vmax車速試驗，整個試驗過程中使用恒定的制動控制力。
c）為了確定車輛最大制動速率，可通過改變前輪和后輪制動力進行一系列試驗，直至找到車輪剛剛抱死的臨界點。
d）制動速率Z，由車速40 km/h降到20 km/h時所需時間用下式確定：
Z＝0.56/t
式中：t一測得的時間，s
對車速達不到50 km/h的車輛，制動速率應以車速從0.8Vmax降至（0.8 Vmax－20）所需時間確定，Vnax是以km/h為單位的實測值，Z的最大值為K。
2.2附著力利用率：的確定
a）附著力利用率為防抱死裝置工作狀態下的最大制動速率Zmax與其在脫開狀態下的最大制動速率Zm的比值。必須在每個裝有1只防抱死裝置的車輪上分別進行試驗。
b） Zmax由3次試驗中車速達到規定的降低值所需時間的平均值確定。
c）附著力利用率由下式確定，測試流程如表1所示。
ε＝Zmax/Zm
3 摩托車ABS道路試驗平臺構建
通過對標準的研究和解讀，要完成摩托車ABS制動試驗，需具備滿足標準要求的試驗場地和可靠的試驗設備。
3.1試驗場地要求
根據GB 20073-2006《摩托車和輕便摩托車制動性能要求及試驗方法》標準要求，低附著系數路面附著系數應≤0.45，高附著系數路面附著系數應≥0.8，路面平整、清潔、干燥；ECE R78《關于L類車輛制動認證的統一規定》、GTR No.3《摩托車制動系統》法規要求，低附著系數路面附著系數應（0.45，高附著系數路面附著系數應≥0.99對于兩輪輕便摩托車和兩輪摩托車（L1、L3類），ABS試驗路面寬度應為2.5 m。路面要求平整、清潔、干燥。
綜合以上3個標準和法規，同時考慮日后的加嚴性，建議建造低附著系數≤0.45的路面，高附著系數≥0.9的路面。為更好地滿足ABS試驗低附著路面附著系數要求，需要在低附著路面不影響試驗的前提下，兩邊加裝噴水裝置以達到更好的低附著路面如圖7所示（不同顏色的路面代表不同的附著系數）。
根據試驗項目要求，試驗場地要保證能夠完成均勻附著系數路面緊急制動試驗、分離附著系數路面緊急制動試驗、階躍附著系數路面緊急制動試驗及換道制動試驗和躲避障礙制動試驗等ABS車輛的所有常規制動試驗與項目評價。
3.2試驗設備
根據摩托車ABS試驗要求，試驗設備應具備車載路試儀VBOX III全套系統、無線傳輸與接收模塊、制動觸發器、頻率輸入模塊及力傳感器（包括手柄和腳踏）等儀器；試驗測試參數主要包括整車的車速、前后輪的輪速、前后輪制動時的操作力等參數。駕駛員通過VBOX III顯示屏觀察試驗參數，完成ABS試驗要求的數據，試驗時，試驗數據可以通過2個渠道進行采集：1）通過VBOX III自帶CF儲存卜進行儲存，等試驗全部結束后讀取并分析數據；2）通過無線傳輸功能，完成試驗中試驗數據的實時傳輸，以便對試驗過程中的數據進行監控，來得到高效準確的試驗數據，試驗設備如圖8所示。
3.3輔助裝備
為確保試驗安全可靠，需對試驗樣車安裝輔助輪，以防止車輛在試驗過程中出現打滑、抱死、跑偏和翻車等危險情況。針對不同車型，與整車配套安裝的輔助輪也各不相同，如安裝固定的桿件長短、定位孔位置、車甫助輪高度等，圖9是借鑒國外摩托車企業ABS試驗的輔助裝備，輔助輪的應用要根據不同車型來設計，這樣才能保證試驗車輛在測試過程中人員與車輛的安全和測試數據的準確無誤。
4 試驗中的難點分析
基于摩托車前后輪的特殊性，導致前后輪輪速傳感器的安裝及測量成為一個難題。目前，對于帶有電子式ABS的摩托車來說，測取前后輪輪速比較簡單，只需將前后輪的信號線接到VBOX III頻率輸入模塊即可測出輪速；但對于機械式ABS裝置來說，要測取前后輪輪速并非容易，如采用光電式傳感器，那么就要考慮到反光板的安裝位置、安裝數量，因為位置和數量直接影響采樣頻率，加上摩托車的特殊性，行駛過程中會引起車體振動導致光源也隨之晃動，使部分信號衰減和丟失，最終影響測量的穩定性。
輔助輪的設計是第2大難點，摩托車的結構導致ABS試驗的輔助輪設計研發具有局限性，不同類的摩托車可能需要不同尺寸和構造的輔助輪，對尺寸、構造和強度等均要有所考慮，如何能使輔助輪能在摩托車上具有通用性，并可靠安全，需要更近一步的設計與研發。
5 結論
隨著摩托車技術的進步，摩托車整車相關配套的安全保障指標將會不斷升級，如今，國外摩托車ABS裝車量已超過30%，主要應用于大排量與小排量車型，中排量車使用很少；而國內市場上帶ABS制動器的摩托車相對較少，國內所謂的摩托車帶有ABS系統多數為機械式和制動壓力吸收式的簡易ABS裝置，效果比較差。目前，ABS技術己經很成熟，ABS在摩托車上使用的最大障礙是成本問題，如果能在成本上有所突破， ABS在摩托車上的使用前景還是很好的。通過此次ABS試驗標準的研究及試驗平臺的建立，希望能對我國摩托車裝有ABS裝置的車輛檢測提供參考。
