关于物理学在汽车上应用的一点思考

关于物理学在汽车上应用的一点思考李鹏PB06203028一、ABS系统ABS是英文AntilockBrakingSystem的缩写，中文译为“防抱死刹车系统”，可分机械式和电子式两种，它是一种具有防滑、防锁死等优点的汽车安全控制系统。ABS是常规刹车装置基础上的改进型技术，它与传统的制动系统协同工作，是一种安全、有效的制动辅助系统。•世界上第一台防抱死制动系统ABS(Ant-ilockBrakeSystem),在1950年问世，首先被应用在航空领域的飞机上，1968年开始研究在汽车上应用。70年代，由于欧美七国生产的新型轿车的前轮或前后轮开始采用盘式制动器，促使了ABS在汽车上的应用。1980年后，电脑控制的ABS逐渐在欧洲、美国及亚洲日本的汽车上迅速扩大。现在则大多数轿车都装有ABS。ABS的主要作用是防止在制动过程中车轮抱死（即停止滚动），从而保证驾驶员在制动时还能控制方向，在某些情况下，如在湿滑路面上还能减小制动距离。它的结构如下图工作原理•它是利用阀体内的一个橡胶气囊，在踩下刹车时，给予刹车油压力，充斥到ABS的阀体中，此时气囊利用中间的空气隔层将压力返回，使车轮避过锁死点。当年轮即将到达下一个锁死点时，刹车油的压力使得气囊重复作用，如此在一秒钟内可作用60~120次，相当于不停地刹车、放松，即相似于机械的“点刹”。其实就是利用了最大静摩擦因数比滑动摩擦力因数稍大，这就是课本第二章思考题13题的答案，其实它不仅能使车尽快停下来，还有很多神奇的作用。下图是有无防抱死系统的区别•制动时方向的稳定性，是指汽车制动时仍能按指定的方向的轨迹行驶。如果因为汽车的紧急制动（尤其是高速行驶时）而使车轮完全抱死，那是非常危险的。若前轮抱死，将使汽车失去转向能力；若后轮抱死，将会出现甩尾或调头（跑偏、侧滑）尤其在路面湿滑的情况下，对行车安全造成极大的危害。•它还能减少刹车消耗，延长刹车轮鼓、碟片和轮胎两倍的使用寿命。装有ABS的车辆在干柏油路、雨天、雪天等路面防滑性能分别达到80%—90%、30%—10%、15%—20%。二、自动变速器虽然现在市场上车型繁多，配备的自动变速器种类也繁多，但其控制和使用方法都大同小异。早几年，在国产车中最常见的是4前速自动变速器，现在很多车型更新换代，配备了5前速自动变速，奥迪A4甚至还配备了6前速自动变速。•自动变速器看似复杂，事实上只要我们了解了其中一些简单参数的奥秘，那么在选购汽车时，自动变速器的好坏就可一目了然了。自动变速器最重要的参数就是挡位的个数。这一点凡是开过车的人都能理解，谁都愿意开挡位多的车。如果挡位越多，变速器与发动机动力的配合就会越紧密，能够把发动机的性能发挥得更好。但光看挡位的个数是不够的。事实上一台自动变速器的挡位多少并不是技术的核心，因为简单的增加行星齿轮组就能增加挡位。象奔驰，沃尔沃的商用货车，有的挡位甚至多达20多个。自动变速器的技术核心在它的控制机构。因为一台好的自动变速器，它的换挡品质必须做到响应速度快，换挡冲击小等特点。而这一切都需要靠设计和改进性能优良的控制机构得以实现。自动变速器的简单原理图如下工作原理•它通过制动带来限制行星齿轮的运动。制动带在杠杆的推动下能迅速包紧被制动的齿轮或轴，从而产生强大的制动力达到限制行星齿轮运动的目的。杠杆是直接被顶杆推动的，顶杆的动力又来自液压。所以行星齿轮的制动完全由液压来决定。这种制动带式的设计，结构非常简单，成本也很低，常用于经济型车的自动变速器当中。汽车即时功率P=FV，F表示牵引力，V表示即时速度。在额定功率下，速度越大，牵引力越小，速度越小，牵引力越大，汽车爬坡时调为低速，可增大牵引力;汽车在平直公路上行驶时换成高速档，可获得较高速度。三、其他应用汽车的底盘质量都较大，这样可以降低汽车的重心，增加汽车行驶时的稳度。汽车的车身设计成流线型，是为了减小汽车行驶时受到的阻力①方向盘、车轮、开窗摇柄等都是轮轴，②调速杆，自动开关门装置是杠杆汽车的座椅都设计得既宽且大，这样就减小了对坐车人的压强，使人乘坐舒服…………•不仅仅是在汽车上，其实生活中到处都是物理学的应用，只要我们仔细观察，善于发现，勤于思考，就会时刻想到杨老师那句话：“物理学充满了美。”半学期过去了，我也学到了很多以前所没有的东西，感谢杨老师！谢谢观看！