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汽车的牵引力是什么 ,它如何工作?

498次浏览     发布时间:2024-01-10 20:08:30     编辑: 科博园

牵引力控制系统负责在光滑的表面和弯道上保持车辆轮胎的牵引力(抓地力),以避免在加速或减速时轮胎打滑。该系统通过降低功率(扭矩)输出或对打滑的轮胎施加制动来实现。

摩擦在车辆如何行驶中起着至关重要的作用。例如,在下雪或潮湿的道路上缺少摩擦力通常是造成事故的原因。但是,我们并不总是能看到车辆在这些危险的道路上滑行并相互碰撞。为此,我们要感谢车辆中的牵引力控制系统。牵引力控制系统以及差速器也有助于我们在拐角处进行平稳的转弯。没有它们的共同努力,我们的后轮将使我们偏离道路。

我们的汽车仪表盘上刻有TC / TCS的按钮(有时还带有波浪线尾部的汽车图标)代表牵引力控制系统,是制造商安装的最重要的主动安全功能之一,以使我们的汽车更安全。让我们深入探讨为什么车辆需要牵引力控制系统及其工作原理。

牵引力和轮胎打滑

顾名思义,牵引力控制系统负责控制道路上每个车轮的牵引力,但是牵引力又是什么呢?用外行的术语来说,牵引力被描述为轮胎在道路上的抓地力。但是,用科学术语来说,牵引力是指车轮与路面之间的摩擦力。

由于牵引力只是摩擦的一个特定实例,因此也使用摩擦公式(即ƒ=μN)来计算牵引大小。在这里,术语ƒ表示牵引力或驱动力,μ是摩擦系数或牵引力系数(这两个术语在车辆动力学领域有时可以互换使用),而N则是车身在地面上施加的法向力。法向力等于物体的重量,由车辆质量乘以重力加速度得出(N = m×g)。 因此,牵引力的公式可以扩展为:牵引力=μ × (m × g)。

从上述方程式可以明显看出,车轮在表面上的牵引力取决于两个因素——车辆的重量(m)和摩擦系数(μ)。 尽管车辆的重量几乎始终保持恒定,但是摩擦系数会根据接触的表面而变化,并会影响车辆的牵引力。下表是轮胎与各种路面之间的摩擦系数值的表。轮胎与雪和冰的摩擦系数最低,因此在这些表面上的牵引力很小。

轮胎与不同类型路面之间的摩擦系数。除了牵引力外,还有其他作用在轮胎上的力,即纵向力和横向力。纵向力源自发动机或制动器施加在轮胎上的扭矩,而横向力在车辆转弯时起作用。当这些力的总和超过可用牵引力时,轮胎就会打滑。在打滑期间,轮胎会失去与路面的所有牵引力,并开始以比其余轮胎高得多的速度旋转。这会导致驾驶员失去对车辆的控制,并可能导致事故;如果在转弯时发生这种情况,则车辆可能会驶离道路。

过去,驾驶员会反复刹车并加速以在湿滑的路面上获得牵引力,但这会导致轮胎烧坏并缩短其寿命。 因此引入了牵引力控制系统,以保持车轮牵引力并避免轮胎打滑,从而在下雪,潮湿的道路上和转弯时提供更安全的驾驶体验。

牵引力控制系统如何工作?

牵引力控制系统通过仅减慢打滑的轮胎来工作,从而帮助其恢复在路面上的牵引力。该系统通过减少动力输出或对该轮胎施加制动来实现此目的。但是,TCS自身没有任何硬件,而是借用了防抱死制动系统(ABS)的硬件来发挥作用。另外,TCS的控制模块位于我们汽车的电子控制单元(ECU)中。


每个单独的轮胎都由一个监控其转速的传感器监控。传感器数据被馈送到车载计算机(ECS),该计算机比较各个轮胎的速度并识别其中一个轮胎的速度是否突然增加。在进行打滑检测的情况下,TCS控制模块会自动将信号发送到ABS的液压制动调节器,以将制动施加到打滑轮上。

TCS防止轮胎打滑的另一种方法是减少发动机向打滑轮胎的动力传递。这有助于减小作用在轮胎上的纵向力,从而将组合力(纵向和横向)减小到可用牵引力以下。功率输出可以通过多种方式降低。这些措施包括减少向一个或多个气缸的燃料供应。然而,当实施该方法以防止打滑时,驾驶员可能会经历加速器的轻微脉动。这些脉动并不表示汽车有问题,而是牵引力控制系统正确执行其功能的结果。

有时,可以同时使用两种方法(降低功率和制动),以避免打滑并获得向后牵引力。一旦轮胎恢复了必要的牵引力,驾驶员将完全控制稳定的车辆,并可以安全地向前行驶。

结束语

建议始终使用牵引力控制系统,因为这样可以提高驾驶安全性。话虽这么说,在某些情况下,系统可能无法很好地完成一项工作,因此将其关闭会更加有益。

当您的车辆卡在雪、冰或泥泞中时。当汽车卡住时,需要关闭牵引力控制系统,这是一个特殊情况是。车轮需要从发动机获得额外的动力才能逃逸并继续行驶,但TCS可能会阻止轮胎获得这种额外的扭矩。关闭牵引力控制系统将允许轮胎使用额外的动力,使其摆脱附着的雪/泥。只需将汽车关闭然后再打开,即可重新激活TCS,并让您再次安全行驶。

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