[閒聊] 關於 ABS 簡介及討論

看板biker作者maxlovesviva (欲筆戰者請先Q我)時間10年前 (2013/12/23 14:29)推噓43(43推 0噓 118→)

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==============首先先是ABS原理簡介======================================= 先從汽車講起, 因為機車牽扯到了"側面雷殘" 以及 "翹後輪翻車這個額外的變因首先大家應該都看過這個圖 http://wiki.8891.com.tw/uploads/201112/1324536111B7MhVJqk.jpg

這是大家都非常熟悉的ABS運作原理, 簡單來說, 他是"煞車防鎖死系統" 目的是為了避免人緊張就將煞車完全踩死, 導致失去了導向的能力而ABS系統要怎麼判斷鎖死了沒? 或是說, 此時是輪胎鎖死,或是車輛已停下?? 答案就是靠四輪轉動速差. 煞車時,前輪負擔重, 因此一般煞車系統都會將前煞分配較多的煞車力量, 也因此前輪碟盤大於後輪碟盤. 然而實際操作,到底要鎖死前輪或後輪就要看煞車力的分配, 如果配合的完美, 應該是四輪同時鎖死, 不過這個critical point 非常難抓, 所以通常都是某顆輪胎先鎖死, or前胎先鎖死, 接著ABS就介入運作 ABS利用的是"一旦判斷有輪胎鎖死,就立刻放鬆煞車壓力,當輪胎恢復轉動,再次回復煞車而整體呈現的效果, 就是當輪胎一旦產生明顯打滑, ABS即介入. 而ABS一介入, 以微觀來看, 就是20~30Hz的點放煞車 (這點人體是完全無法達到的) ===============接下來橡膠的摩擦力 vs 傳統的鋼體摩擦=================== 傳統摩擦力大家都懂, 根N成正比, 跟面積無關, 最大靜>動摩擦, 動摩擦係數恆定橡膠摩擦其實不能以鋼體摩擦做討論. 最明顯的例子就是 "接觸面積" 大家都知道輪胎磨擦力根接觸面積明顯相關, 所以03年才有BS大戰米其林的戲碼此外隨便找兩張摩擦曲線圖如下 http://game.ceeger.com/Script/WheelFrictionCurve/WheelFrictionCurve.png

http://0rz.tw/2tICM http://0rz.tw/kYMEH 這三張圖, 除了"長相"跟我們傳統認識的鋼體摩擦力曲線不同以外, 最重要的是橫軸已經不是傳統的 "施力" 而是 "打滑" 代表說, 當討輪胎的摩擦力, "打滑"已經是大家公認的操縱項, 而非傳統的"施力"了因此講白點, 輪胎只要有加速度, 不論是加速還是減速, 就一定存在著打滑的發生也就是說當輪胎有油門or煞車時, 就沒有"純滾動"這種東西可先參考一下這則影片這個片段裡面清楚顯示了加速時的輪速差 http://www.youtube.com/watch?v=M0PUjEgDkKw#t=1381

===================ABS 何時介入??========================================== 既然剛剛提到了, 只要我們煞車or油門踩下去,輪胎就隨時都在打滑那到底ABS, 或是那些循跡控制系統 (TC)是如何判定何時該介入呢?? 以上這兩者雖然作用起來細節差很多, 但是整體大觀念是一樣的, 以下簡介前提: 輪胎配方, 地面顆粒, 車身重量等變因先固定, 單純討論輪胎磨擦力的部分首先, 因為輪胎一施力就會打滑, 因此曲線的橫軸(打滑)近原點處也可視為"施力"的部分我們可以先看上面第一張圖, 在發生比較大的打滑之前 (例如鎖死), 打滑量跟產生加速的力道是成正比的, 這部分跟傳統的鋼體還算類似但是隨著打滑量上升, 帶來的力道有個上限值, 並且是一個較為模糊的區塊,非"一點" 一旦超過了這個區塊, 輪胎就會進入了所謂的"大打滑", 也就是通常輪胎鎖死的位置而一旦鎖死發生, 此時不管方向盤怎麼打都沒有用了另外第二個圖, 主要重點為, 一旦打滑(鎖死)發生, 越高的打滑量會帶來越低的摩擦力不過因為這兩個實驗的細節可能不同, 因此我們暫時不討論明顯打滑的情況因此, ABS系統的目的, 就是要避免你的輪胎進入到了關鍵點之後的位置. 所以在判斷打滑的發生, ABS廠商通常是抓一個平均值, 提供最安全的方式煞車以大部分的輪胎的"安全"打滑量, 作為ABS介入的點, 而不是單純的"一打滑就介入" 此外ABS為 one for all 的system, 因此他不可能去追求圖中所示的最高點. 因為每顆輪胎的最高點所對應的打滑量(橫軸)都不同, 而ABS判斷介入就是以橫軸來判定 (不同輪胎,不同溫度, 不同地面, 乾地濕地, 畫出來的曲線都不盡相同) 舉例, 有的輪胎可能0.2的打滑量還沒到達高點, 但有的輪胎可能0.2已經在下滑段了因此這就是我說, ABS系統不是那麼簡單 "打滑就啟動, 不打滑就關閉" 的原因因為每顆輪胎理論上介入的打滑量都不同, 因此ABS只能抓一個最安全的介入點讓你在煞車的時候能夠保有充足輪胎的安全滾動量, 以閃避危險而不是單純追求"煞車效能的最大化" (加速度的最大化) (通常若在極限煞車過程中, 又加上了轉向很有可能就趴擦了) ========================煞車怎麼運作的?===================================== 其實煞車講得很簡單, 但實際操作上,尤其是名詞上, 很容易搞混首先, 我們手指按下總泵,壓力透過油管 (是否經過ABS調控) 接著到達卡鉗卡鉗夾碟盤, 讓輪胎減速, 最後輪胎減速透過橡皮抓住地面減速為了簡化這篇討論, 我們都假設從手指到輪框這一段, 都是可以達到我們想要的最大值接下來把討論集中在ABS的修正跟輪胎的打滑量討論就好因此變因剩下三個 1. 我們手捏的力道 (最單純,only input) 2. 卡鉗夾的力道 (就是手捏力道多了ABS修正,也就是"輪框想做的事情") 3. 最後是車身得到的加速度, 也就是我們得到的成果, 牽扯了所有變因 (包含輪胎磨擦力ABS修正我們施加的力量打滑等等) 接下來再討論機車一個比較特殊的現象, 也就是翹屁股. 我們先回想一下, 其實翹屁股並不是理所當然發生, 不然為何所有的汽車都不會翹屁股? 原因是機車重心高, 因此有可能發生前輪煞車後產生的加速度過大使得車身前翻的現象但這件事情要發生的前提是, 你輪胎的抓地力要夠大 (配方夠好+地面夠粗糙) 大到能夠產生足夠的加速度把機車屁股翹起來而前輪尚未撇掉因此, 舉不舉頭, 根ABS其實沒有直接的關係, 有ABS的防翹屁股只是附加價值騎你媽的石化胎在光滑的人行道,不管你怎麼捏你的前煞, 你都不可能翹屁股只會打滑因此, 機車想要不翹屁股, 最簡單的方式就是雙載. 因為質心往後移,可承受的加速度增加所以回來說汽車為何不翹屁股. 因為汽車重心很低, 因此加速度無法達到翹屁的程度, 輪胎就打滑了. 因此汽車翹不了屁股. 反之機車重心高, 才多了翹屁股這個特殊點. ===>ABS並不是為了抑制翹屁股而設計, 他是針對打滑設計<=== 一般原廠機車設計的原廠胎, 通常前輪煞車太用力會發生的都是打滑而非翹屁股這算是原廠的安全設計, 寧可你雷殘也不要你前滾翻. 然而改裝輪胎就不一樣了改裝胎為了競技而生, 因此煞車能產生的最大磨擦力往往大於翹屁所需要的加速所以我們才會常說, 沒有需求就不要整天把熱熔胎當神來拜, 騎市區完全沒有差異不說遇到緊急情況沒受過訓練的人反而更危險緊張煞車捏死GG (還不談過快的磨耗..) 因此本篇討論一樣, 先暫時簡化成不會翹頭的情況, 我們單純討論前輪打滑就好也就是當作大家的機車重心都夠低還沒有翹屁股前輪就先打滑了 ==============為何賽車手普遍不採用ABS呢?============================ 我們先撇開一些很有錢很有錢的賽事, 反正那些賽事通常也禁用ABS 如F1一天到晚在鎖死前輪產生flat spot, 代表他們的車輛是沒有裝ABS的但似乎規則禁止另外像WRC, 前面有人提到是為了鎖死後輪 (但我記得他們是手煞車獨立控制後輪煞車) 我們講的是一般的業餘賽車, 在tarmac路面的正常情況, 賽車手幾乎都不用ABS的原因賽車手所追求的是, 最大的煞車力道, 也就是上圖所示的"最高區域" 判斷這個點, 只能從經驗, 身體感覺, 以及車輛給你的回饋去感受. 以Moto GP來說事情稍微簡化, 他們就是煞到後輪微微離地就好, 此時輪胎抓地餘裕還很多因此他們可以帶重煞入彎, 後輪騰空直接撇到外側後滑胎入彎這一切都受惠於光頭胎強大的抓地力. 因此我們先撇開這種怪物胎不談XD 正常一點的輪胎, 以我之前的經驗, 直線煞車是可以煞到後輪微微離地但是入彎時煞車力道一定要減弱, 並且還可以感受到前輪是在"邊滾邊滑"的狀態行進這也是上一篇在講的, 身體是可以"感受"到前輪抓地極限雖然滑動的量很少但感覺的到因此對我來說, 我可以明確的講, 我能夠抓到我這台車的煞車極限. 在這裡我順便談我之前用ABS紅牌測試煞車的感覺我大約時速60只捏前煞, 我總泵施力是漸進的增加, 然而車身給我的回饋卻是先隨著我出力增加而增加接著突然降低到一個穩定直 (也就是ABS切入的點) 但我可以非常肯定的說, ABS切入的時機, 我還沒有要翹屁, 前輪也離打滑有一段安全距離因為我平常經常使用無ABS的機車在重煞車, 所以我可以感受到何時要翹頭,何時要撇輪. 這其實不是ABS不夠好, 這反而是ABS最重要的安全設計. 回到我最先說的 ABS是安全裝置, 是 "防鎖死系統" 並不是 "防打滑系統" 更不是 "最佳煞車追求系統" 因此他切入的點就像我說的, 是在曲線圖離critical area還有一段距離就會先行切入切入後讓你輪胎能繼續轉動且保留相當的摩擦力餘裕以閃避危險 (參考文章開頭的廣告) 但對於賽車手而言, 這樣的特性反而會加長煞車的距離並且增加煞車的不確定性. =====================結論, ABS是好物嗎?================================== 以上談了那麼多關於ABS的設計特色以後並且點明了ABS不是追求煞車極致的系統之後想問我關於ABS到底是不是個好東西的心得, 我的答案如下 >>>>>>>ABS 很重要!!!是超級好物!!!!!<<<<<<<<<< 如果可以, 還是買有ABS的機車吧!!! 不過這邊要觀念釐清, ABS不是讓你在山路跑更快, 雨天跑更快, 甚至是彎道煞車用的入彎煞車, 山路速度甚至雨天的操駕, 完全取決於賽車手的能力然後摔不摔車, 取決於你的腦袋!! 他媽的白癡阿山路騎快幹嘛啦?? 騎卡慢ㄟ啦!!!!!!!!! 你又不是賽車手, 山路又不是賽道, 下了雨你也不是用雨胎在比賽慢慢騎會死喔不要一天到晚想殺灣真的想殺去賽車場!!! 我現在北宜騎的多悠哉阿XD ABS最大的優點是在突發狀況緊急煞車時, 大多數的人都會緊張所以全力的捏總泵 ABS保護車輛(尤其前輪)不要鎖死 (不要產生過大打滑量) 這大概僅限於直線乾濕地而已 (雨天灣中亂捏煞車, 即使有ABS也救不了你orz) 我幾乎可以確定, 對賽車手而言,一台熟悉的車輛, 裝了一台道路設定的ABS系統煞車距離, 絕對是沒有ABS會比有ABS的短, 當然雨天可能會非常接近甚至反超但晴天絕對是沒有ABS的煞車距離更短. ABS目的在安全操控而非極限煞車至於有人問雨天煞灣怎麼煞車才不會摔, 我只能說摔了活該 ( ′-`)y-～ no comment 關於我本人, 如果是平日通勤車, 我也非常希望我的車上能夠有ABS系統因為這種東西, 平常用不到沒感覺沒差, 但緊急的時候我也不敢保證我會不會捏過頭畢竟賽車場所有的煞車點都是能夠預期的, 因此我有足夠的精力去抓最大煞車但路上緊急情況, 我可能無法分神去抓取最大的煞車, 因此雖然我用無ABS的設定, 在全力專注時可以得到比ABS更短的煞車距離但在路上的突發緊急情況, 我仍然選擇讓ABS來保護我的操控性 ==================還有一件重要的事情======================================= 以上所有的討論, 都是建立在我能夠感受到前輪抓地極限以及即將翹屁股的前提下但路上99%的人, 尤其在緊急情況下, 是完全不具備有"探索前輪抓地極限"的能力的雖然我是賽車菜鳥, 但我在賽車場應該也花了超過2000km的練習, 才逐步找到這種感覺但即使我, 也覺得遇到路上的緊急情況, 我沒有把握我能夠掌握到煞車極限因此, 對於平日通勤車輛, 我絕對是強力推薦ABS的車款, 包含我自己的車!!! ===================最後閒聊一下其他======================================== 前面文章有提到, ABS是判斷前後輪的轉動速度差, 一旦速差達到了某個絕對值就介入有些人可能還是很難想像, 這邊貼一個前面貼過的影片給大家參考 http://www.youtube.com/watch?v=M0PUjEgDkKw#t=1381

影片細節可跳過,重點看那個圖,再加速時前後輪是有速差的,代表輪胎其實一直有在打滑那麼可以很輕鬆想見的是, 不同的輪胎, 可以容忍的打滑量一定不同. 因此ABS理論上可以針對每一條輪胎去做設定, 甚至是輪胎溫度不同做更精準的設定如果能這樣設定, 那這套ABS系統也是可以運用在賽車上, 而且得到的效果很有機會超過人體煞車所得到的效果. 但話說回來, 一般車隊沒有這樣的經費研發, 有經費的賽事大概都禁用ABS... XDDDD 再加上賽車手其實都蠻能掌握輪胎的極限, 所以ABS在賽車界普片是不被採用的 ===================補充==================== 嘖嘖有人還是堅持覺得ABS是最佳煞車的解答仍然無法理解我說了一大堆的理論還說我是"感覺派" 用感覺打了一堆文章而且還 "欠缺說服力" 他難道看不出來我打出來的東西都是有根據的嗎XDDDD 那我就一次打臉打完吧 http://www.drivingfast.net/car-control/braking.htm http://0rz.tw/viYG6 看清楚, 最短煞車距離的是甚麼??? 裡面也清楚的說了ABS的目的之所以我推崇ABS因為, 有本事做threshold braking的人太少了除非你真的去賽車場玩個幾千公里, 否則一般人都會直接跳到鎖死的狀態 ABS安全在於, 他是前三種情況唯一一個能夠有良好導向能力的狀態 threshold braking幾乎沒有轉向能力, 鎖死就不講了 ps, 圖中第四個狀態就是之前有人自創的 "人肉ABS" 作者直接說 "我們就不討論了" (全文完) (應該吧?) -- ※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc) ◆ From: 111.240.129.206

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