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轮胎胎压自动调节控制的智能轮胎
发布时间 : 2018-09-16

来源:橡胶轮胎资源

目前广泛使用的汽车轮胎存在的最大缺陷是无法自动调节控制其胎压,所以,当外部的有些能量,如热量、挤压、冲击等聚集到轮胎时,一旦其压力达到和超过轮胎的安全胎压数值时,就会产生爆胎,对于高速行驶中的车辆,一旦轮胎发生突爆,后果是非常严重的。目前的交通事故中,相当比例的原因是因为轮胎故障引发的轮胎突爆。轮胎的突爆,严重的危害到人们生命和财产的安全。

所以无论是汽车界还是车辆的使用者,整个社会和市场都迫切需要一种真正可以防爆的、安全的、舒适的、经济性能比较高的、能自动调节控制轮胎压力的智能化的汽车轮胎。

然而,汽车轮胎是一个高速旋转又相对独立的部件,外部的能量和可控技术难以导入高速旋转中的轮胎内部,所以,汽车轮胎真正能够防爆功能的实施,至今仍旧是汽车界期待解决的难题。

本文所论述的是尽量从理论上、逻辑上,实际可行性上所设计的一套轮胎压力自动调节控制机构。这套控制系统,能够实施在轮胎高速旋转中进行轮胎压力的自动控制、智能调节的装置机构。这套轮胎压力自动控制机构是完全不依赖轮胎外部的条件,完全依靠轮胎内部与机构的配合,实施轮胎压力的自动调控,保障轮胎压力在相对安全参数数值范围内浮动。适时自动调节控制胎压,保障胎压在一个安全数值范围内浮动,是防止轮胎发生突爆的有效措施。

结构装置

现将这套轮胎压力自动调节控装置基本结构简单论述:

这套结构装置是设置于轮胎内部的,为了保障与传统轮胎的不冲突,特别遵循下面三个前提和原则:

1、 不改变传统轮胎的结构,各种技术指标和参数;

2、 不改变、不影响目前轮胎的各种外力和内力的相互传递;

3、 不改变轮胎的动态平衡

        在上述原则下,设计充分考虑到这套自动调控轮胎压力结构装置的合理性、可行性。这套结构装置设置到轮胎内部后,将会使轮胎内部分隔,形成两个与轮胎圆周相呼应的圆周形空间,这两个空间是相互隔离的,各自封闭的。与轮毂相邻的圆周形空间的容积较大,为主空间,我们暂时称其为A空间;与轮胎胎内面相邻的空间容积较小,为副空间,我们暂时称其为B空间。

         这个装置进内胎的结构,将成为把轮胎分为两个空间的间隔层,当然,这绝对不仅仅是一个简单的间隔层,只起间隔作用,更重要的是在这个间隔层上,按置有自动调节控制轮胎压力的相关控制部件。

         A空间的容积大约占轮胎总容积百分之九十左右,A空间是承担目前轮胎中内胎的全部功能。

         B空间的容积大约占轮胎总容积的百分之十左右,B空间将承担以下两个功能:

1、B空间的结构设计,是在常压的状态下,能够传递轮胎的外力和内力;

 2、B空间的结构同时也要能存储、承载A空间因气体受热、膨胀而产生的增量气体。

当然A空间和B空间容积具体大小的设计,需要考量轮胎的实际大小,所充不同气体的不同膨胀系数和比例,进行计算设计。

当这个胎压自控装置在胎内形成两个空间的隔离层同时,这个隔断装置的圆周上将平均设置三个或三个以上的定压气嘴、三个或三个以上的微型气压泵。

        定压气嘴和微型气压泵都是细长形的圆锥体,定位在间隔装置上,圆锥体的两端,一端出口在A空间,另一端的出口在B空间

定压气嘴的功能是:

        当A空间的气体受环境因素的影响,气体发热、膨胀、胎压上升到设置的安全气压上限的时候气嘴通道开启,自动连通A、B两个空间,向B空间释放A空间膨胀后的增量气体,降低A空间的胎压。

微型气压泵的功能:

        当A空间的胎压在环境逐渐变冷的影响下改变时,胎压下降到安全气压下限时,微型气压泵会自动进入工作状态,把B空间存储的气体回充到A空间,提高A空间的胎压。

        微型气压泵在不工作的状态下,其A、B空间通道是关闭的。


自动调控机构的工作原理 

•泄压:

•控制部件是定压气嘴 

1、当外部向A空间正常充气时,定压气嘴在定压弹簧的压力下,气嘴通道是关闭的,A空间与B空间是不联通的,所以A空间充气到设定值时,B空间仍然保持常压。这是轮胎正常运转时,A、B空间的正常状态。

2、当外界环境因素变化引起A空间气体发热、膨胀,胎压上升,达到允许安全压力设定值上限时,定压气嘴的定压弹簧被压力顶开,A、B空间通道联通,A空间将膨胀后产生的增量气体向B空间泄压,A空间的胎压下降。

1、 当A空间的胎压下降到允许压力安全值时,气嘴的定压弹簧还位,定压气嘴关闭A、B空间的通道,泄压终止。 

3、当A空间的胎压下降到允许压力安全值时,气嘴的定压弹簧还位,定压气嘴关闭A、B空间的通道,泄压终止。


一、回充:  

执行部件是微型气压泵  

       当外部的环境因影响,使温度下降时,A、B两空间的胎压会同步有相应的下降,这时可能会出现两种状态:

       1、胎压虽然有所下降,但仍在正常允许的范围数值内波动,回充气的微型气压泵不会进入工作状态,微型气压泵只有在胎压降至安全数值下限时会自行启动,进入工作状态,此时A、B空间的胎压保持相对不变状态。

       2、 当A空间胎压下降到正常安全值下限.以下时,微型气压泵会自动进入工作状态,把B空间存储的增量气体回充到A空间,使A空间的胎压上升至安全值的范围内。

二、微型气压泵的工作原理 

       微型气压泵的工作是需要动力支持的,然而高速旋转的轮胎无法导入外部的能量和可控技术,本文所论述的设计方案,是利用轮胎的正常胎压和缺气胎压之间的压力差,提取出来作为微型气压泵的动力,实施由B空间向A空间回充储存的增量气体,以保障A空间的胎压相对稳定。

       试验实践证明,轮胎的正常胎压与缺气胎压之间的压力差所产生的能量完全可以满足微型气压泵的能量需求。微型气压泵的结构极其简单、可靠。

        关于正常胎压与缺气胎压之间的压力差,产生的能量如何提取,并转化为微型气压泵的动力,将另文述之。

后述

1 本文论述的轮胎胎压自动调控系统和装置,可通用于直径大小不等的充气轮胎,诚然,装置的圆周须与轮胎直径大小想相呼应。

2 有内胎轮胎和无内胎轮胎均可采纳,当然因为结构不同,装置也是会有所不同。

3 本文论述的仅仅是轮胎气压自动调控系统装置的设计框架,定型为产品还有许多具体工作需要开展的。

4 本文论述的轮胎气压自动调控系统,要与轮胎融合为一体,成为轮胎压力自动调控防爆轮胎产品的过程中会有许多具体工作要深化、要细化,需要轮胎行业的专家、工程技术人员的具体工作。


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