汽车轮胎预警系统的研究.pptx

汽车轮胎预警系统研究
汽车轮胎预警系统研究
轮胎是控制汽车运动的主要部件,而轮胎故障也是造成和诱发交通事故的主要原因之一特别是当汽车在高速公路上行驶时,奔驰的汽车因轮胎爆裂而突然失控,会酿成严重的交通事故。轮胎充气不当还会引起大量的燃料浪费和环境污染。据研究,胎压下降10%,轮胎寿命减少15 %;,燃料消耗增加1. 5 %。
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在汽车的高速行驶过程中,轮胎故障是所有驾驶者最为担心和最难预防的问题,也是突发性交通事故发生的重要原因。据统计,美国每年有26万例交通事故是由于轮胎气压过低或渗漏造成的,占交通事故的75%;而中国高速公路上交通事故的70%也是由于爆胎引起的。怎样防止爆胎己成为安全行驶的一个重要课题。
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汽车轮胎压力实时监测与预警系统也称为轮胎压力监测系统(Tire Pressure Monitoring System缩写TPMS ),主要作用是在汽车行驶过程中实时的对轮胎气压进行自动监测,对轮胎异常状况进行报警,以保障行车安全。TPMS属于“事前主动”型安保,即在轮胎出现危险征兆时及时报警,采取措施,将事故消灭在萌芽状态,确保汽车行驶过程中始终处于安全状态。
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轮胎压力监测系统是从上世纪80年代针对赛车进行系统的开发开始的,美国政府要求汽车制造商加速发展TPMS系统,以求减少轮胎事故的发生。2000年11月I日美国总统克林顿签署批准了国会关于修改联邦运输法的提案,要求2003年后所有的新车都需把这种系统作为标准配置。2001年7月,为响应美国国会对车辆安装轮胎压力监测系统(TPMS ) 立法的要求,美国运输部(US Department of Transportation)和国家高速公路安全管理局(National Highway Traffic Safety Administration)联合对现有的两种TPMS系统进行了评价,该报告第一次将TPMS作为专用词汇。目前,由于系统安装的时间比较紧,政府批准认可的、满足联邦运输法提案要求的TPMS主要分为两种类型:间接式、直接式TPMS。
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轮胎气压过低的影响
气压过低,导致轮胎接地面积增大,胎侧屈挠点改变,外层伸张,内层压缩,产生压缩应力,随着轮胎温度升高,易使胶料的物理性能受到破坏,从而导致胎面磨耗不均,轮胎生热快,造成脱层。当轮胎碰到障碍物时,由于冲击力大,胎体帘线易断裂,致使轮胎爆破;轮胎生热高,加速内胎损坏。外胎在轮毅上有时发生转动,易引起气门嘴脱落,而且驱动轮上的轮胎易损坏;轮胎滚动阻力增大,燃料消耗增加,转向性能差;在坏路面上高速行驶,造成胎冠损伤有小洞眼、花纹掉块。在气压过低的情况下继续行驶,造成胎侧内壁帘布损坏、胎肩和胎体脱离、胎里和胎体碾伤。
气压过高的危害性
轮胎的负荷能力和气压都是在设计时就己给定了,内压增加只能使轮胎刚性增大,载荷下的变形显得较小而已。胎面胶的橡胶分子链长期处于高度伸张和应力状态下,其耐磨性显著下降,必然导致胎面中部加速磨损。从轮胎结构看,胎冠部位帘布层顶部处于行驶面中心部位,胎内气压向外扩张的作用力在胎冠顶部达到最大值,使胎体产生较大的径向伸长变形。虽然胎面胶有一定的弧高,但由于胎面中部最先与地面接触,所受的冲击力、剪切力和磨耗也最大。如果气压过高,迫使胎面中部产生更大的凸变,胎面弧高进一步增大,胎体帘线和胎面胶都处于过度伸张状态,内应力增大,胎面与地面的接触面积减小,单位压强增加,导致行驶面中部的磨损进一步加剧。
气压影响曲线
温度与轮胎
轮胎在行驶过程中会因生热而出现温度大幅度升高现象。轮胎温度的升高除会使橡胶强度降低外,还会导致帘线强力降低。当轮胎温度从0℃升高100℃时,对尼龙轮胎来说,帘线强力会降低20%左右,橡胶强度则下降50%左右;轮胎温度高于临界温度(100'C以内时正常温度,100-121℃时临界温度,121℃以上是危险温度)时,橡胶强度和帘线强力降低更多,因此轮胎的温升对其使用寿命的影响很大。汽车在行驶过程中,特别时在高速公路上高速行驶时,驾驶员即使没有操作失误,轮胎也会突然爆破。