잠금 방지 브레이크 시스템(ABS)
ABS는 기존 브레이크 장치를 기반으로 한 개량된 기술로, 미끄럼 방지 및 잠김 방지 기능을 갖춘 자동차 안전 제어 시스템의 일종입니다. 잠김 방지 브레이크는 기본적으로 기존 브레이크를 개량 또는 개량한 것입니다.
ABS(Anti-lock Brake System)는 제동이 어렵거나 젖어 있거나 미끄러운 노면에서 브레이크가 잠기거나 바퀴가 미끄러지는 것을 방지하도록 설계되었습니다. ABS는 차량이 위험하게 미끄러지는 것을 방지하고 운전자가 제동 시 조향을 유지할 수 있도록 하여 일상적인 주행 안전성을 크게 향상시킵니다. ABS는 일반 제동 시스템의 제동 기능뿐만 아니라 바퀴 잠김을 방지하여 제동 중에도 차량이 회전할 수 있도록 하고, 차량의 제동 방향 안정성을 보장하며, 측면 이탈을 방지합니다. ABS는 최고의 제동 효과를 제공하는 최첨단 제동 장치입니다.
ABS(Anti-lock Braking System)는 제동 과정에서 바퀴가 잠기는 현상을 방지하는 장치로, 바퀴가 잠기면 도로 제동력이 감소하고 제동 효율이 떨어집니다. 또한 타이어 수명이 단축되고, 앞바퀴가 잠기면 조향 능력이 떨어지고, 뒷바퀴가 잠기면 횡력이 감소하여 브레이크의 방향 안정성이 떨어져 차량이 급선회하거나 횡미끄럼 현상이 발생할 수 있습니다. ABS는 차량 성능에 미치는 영향은 주로 제동 거리 감소, 조향 능력 유지, 주행 방향 안정성 향상, 타이어 마모 감소에 있습니다. 긴급 상황 발생 시 운전자는 브레이크 페달을 최대한 세게 밟고 발을 떼지 않으면 되므로, 나머지는 ABS가 처리해 주므로 운전자는 긴급 상황에 집중하여 차량의 안전을 확보할 수 있습니다.
잠김 방지 제동 시스템(Anti-lock Braking System)의 약자는 ABS이며, 영어로는 Anti-lock Brakingsystem 또는 Anti-skidBracingSystem입니다. 첫째, "홀드(Hold)"는 브레이크 패드(또는 슈)와 브레이크 디스크(브레이크 드럼)가 상대적인 미끄러짐 마찰 없이 제동하는 것을 의미합니다. 제동 시 마찰열이 발생하여 차량의 운동 에너지를 열로 변환시켜 차량을 정지시키거나 감속시킵니다. 둘째, 휠 락(Wheel Lock)은 비상 제동 시 차량이 바퀴가 완전히 정지하여 회전하지 않는 상태를 의미합니다. 즉, 제동 과정에서 타이어가 더 이상 회전하지 않을 때 차량이 제동할 때 바퀴에 힘을 가하여 바퀴가 더 이상 회전하지 않도록 하는 것입니다. 바퀴는 일정한 관성을 가지고 있어 회전이 멈춘 후에도 일정 거리 동안 계속 미끄러지다가 마침내 완전히 정지합니다. 차량의 앞바퀴와 뒷바퀴가 일직선상에 있지 않으면 관성 때문에 앞바퀴와 뒷바퀴가 각각 앞쪽으로 미끄러지게 됩니다. 타이어 한계 제동 시험에 따르면, 선형 제동이 포화되면 타이어가 측면 접지력을 제공할 수 없어 차량이 측면 제어를 완료하기 어려워집니다. 이렇게 되면 앞바퀴와 뒷바퀴가 서로 다른 방향으로 움직이게 되고, 차량은 요(회전)를 제어할 수 없게 되어 꼬리가 휘청거리게 됩니다. 이 경우, 차량의 스티어링 휠은 아무런 역할을 하지 못하고 차량은 완전히 제어력을 잃게 됩니다. 상황이 매우 심각할 경우, 차량이 전복되어 교통사고 등 위험한 상황을 초래할 수 있습니다.
브레이크가 완전히 잠긴 경우, 이러한 에너지 전환은 타이어와 지면 사이의 마찰력에만 의존하게 됩니다. 마찰력은 구름 마찰과 미끄러짐 마찰, 두 가지로 나뉘며, 마찰 계수는 도로의 건조 습도의 영향에 따라 달라집니다. 브레이크 휠과 지면 사이의 마찰력은 점차 증가하다가 임계점에 도달하면 구름 마찰에서 미끄러짐 마찰로 전환됩니다. 미끄러짐 마찰력은 점차 감소하므로 ABS는 이 마찰 곡선의 원리를 이용하여 휠의 마찰력을 이 정점에 고정시켜 제동 거리를 줄입니다. 심한 마찰은 타이어 고무의 온도를 높이고 접촉면의 국부적인 액화를 유발하여 제동 거리를 단축시키지만, 사이드슬립은 마모를 가속화합니다.
ABS(Anti-lock Braking System)는 차량 종방향 동역학 제어의 연구 내용 중 하나입니다. ABS는 이름에서 알 수 있듯이 간헐적 제동을 사용하여 차량이 한 번 제동하는 것을 방지하는 것입니다. 이는 제동 과정에서 바퀴에 작용하는 제동 토크(바퀴 제동력)를 자동으로 조정하여 제동 토크가 클 때 바퀴가 잠기는 것을 방지하는 것을 말합니다. 동시에 최신 ABS 시스템은 바퀴의 슬립률을 실시간으로 측정하여 브레이크에서 바퀴의 슬립률을 최적값에 가깝게 유지할 수 있습니다. 따라서 ABS 시스템이 작동하면 운전자가 앞바퀴가 잠기지 않아 차량 조향 제어력을 잃지 않고 차량의 제동 거리가 바퀴 잠김보다 작아져 최고의 제동 효율을 달성하고 사고 발생 시 충격력을 줄일 수 있습니다.
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