동역학으로 분석한 ABS 브레이크

ABS브레이크로 인해 제동거리가 짧아지는 이유 자동차에 작용되는 공기저항을 무시한다는 조건하에서 제동력의 작용으로 바퀴가 고정된 채로 미끄러지기 시작하면, 주행하고 있는 자동차의 운동에너지는 E = 1/2×m×V2 = W×V2/2g .(W:차량 총중량 kg , V: 주행속도 m/s , g : 중력가속도 9.8m/s2) 가 된다. 또한 타이어와 노면과의 제동력 계수 μb 라고 하면, 제동력 F(kg)은 F = μb×W 즉, 운동에너지가 제동시의 마찰일량으로 변화되므로, E = F×S = > W×V2/2g =μb×W×S 에서 제동거리 S 를 구할수 있다. S = V2/(2g×μb) 식에서 보면 알겠지만 제동거리는 차랑중량에는 무관하며, 단지 속도의 제곱에 비례한다는 것을 알 수 있다. 한편, 바퀴가 고착되지 않고 굴러가고 있을때 운동에너지를 구할때 회전부분에 작용되는 중량(상당중량)을 고려해야 한다. 즉 운동에너지 E는 E = (W+△W)×V2/2g ---------- ㉠ 가 되고 또한 제동시의 마찰저항을 산출함에 있어서도 바퀴가 구르고 있으므로 구름 저항과 제동륜(제동장치내)에 걸리는 하중을 고려해야 한다. 구름저항(μr)에 의한 노면과 타이어 간의 마찰력과 제동장치 내(μ)의 마찰력 두개가 합쳐져야 한다는 것이다. F = (μr×W) + (P×μ×r/R) (μ:브레이크 드럼과 라이닝 사이의 마찰계수 , r :브레이크 드럼의 반지름, R : 차륜의 유효반지름 P: 브레이크 드럼에 가해지는 압력) 따라서 운동에너지가 제동시의 마찰일량으로 변화되므로, (W+△W)×V2/2g = [(μr×W) + (P×μ×r/R)]×S 가 되며 제동거리 S는 S = (W+△W)×V2/ [2g×{(μr×W) + (P×μ×r/R)}] ---------------- ㉡ 가 된다. 이제 ㉠과 ㉡을 비교 해보면 알 수 있듯이 ㉡식에서 △W는 1을 …
가 된다. 이제 ㉠…