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博文
自动充气轮胎(1)——背景和基本结构 [编辑] [删除]
2016-12-01 14:09:34 | 分类: 机械产品/技术

self-inflating-tire-3.jpg中央轮胎充放气系统(下称CTIS)能够根据不同路况对轮胎进行充放气,保证行驶安全性的情况下使车辆尽可能发挥其机动性。詹姆斯·邦德拥有装备该系统的座驾(《明日帝国》中的宝马750iL),悍马车上也装备这种系统,最早是用于军用车辆。

生活中很多汽车都安装了胎压监测系统,但没有外部气源,我们就没法对轮胎进行充放气,同时市面上的CTIS,基本都是用于军用和商用领域,而悍马的CTIS则是一个例外。



self-inflating-tire-10.jpg美国汽车协会的一项调查显示,大约有80%的汽车在行驶过程中都出现过轮胎压力不足的情况。汽车正常行驶(尤其在凹凸不平的路面)、渗透作用和季节变化都会引起车胎气体的减少。在冬季,胎压值每个月就会下降一两个单位(PSI),夏季则下降的更多。这种细小的变化仅凭肉眼是无法分辨的,必须使用胎压测量仪才行。胎压不足不仅对轮胎本身有害,而且还会增加油耗,影响汽车的机动性能,并且也有一定的安全隐患。


胎压不足,轮胎磨损会加速。根据美国固特异公司的研究,胎压不足率每上升20%就会使汽车行驶里程减少15%。充气不足的情况下,轮胎会更快地产生过热现象,从而造成轮胎的损坏。下图中浅色颜色部分为轮胎过度磨损区域。


tire-problems (1).jpg


车胎具有一定的弹性,所以行驶过程中车胎底部会变平,随着车轮滚动,底部离开路面,就会恢复原形。这就会形成一种反复的波浪式运动,而且会产生一定的摩擦。当轮胎充气不足时,这种运动幅度更大,摩擦更严重,产生的热量也就更多,热量达到一定程度,轮胎帘布周围的橡胶就会融化,轮胎就会损坏。更多这方面信息可以参考轮胎工作原理


与充气正常的轮胎相比,胎压过低的轮胎在行驶过程中需要克服的阻力增加,使得发动机的工作负荷也会增加。美国汽车协会的统计数据显示胎压每下降两个单位(PSI)燃油效率就会降低10%,长此以往,一年下来购买汽油的费用就会高达数百美元。


轮胎充气系统的三个作用:
★检测:间歇或持续性地检测某个或所有轮胎的气压是否有所下降;

★通知:出现问题就会对驾驶员发出提醒;

★充气:让胎压恢复正常,这个过程需要气源及一个在需要时才会开启的止回阀。


虽然市面上的轮胎充气系统在设计上有诸多不同,但也不乏一些共同点:
★每个轮胎都配有一个同类型的气门嘴,防止在对某个轮胎进行检查或充气时其他轮胎漏气的产生;

★一种检测胎压的方式:一般都采用“传感器——电子控制单元——驾驶员”的信息传递方式;

★一个气源:一般是直接利用车上现有的制动或气动系统,但使用车上现有系统时要首先保障该系统的主要功能正常运行,然后才能用来对轮胎充气;

★一种把气体从起源输运到轮胎的方式(一般通过轴管实现):有些是密封式轮毂轴管,然后用软管连接轮毂和轮胎气门嘴;其他系统则让内胎直接穿过轴管,直接使用轴管作充气管道。

★配有减压孔:必要时从轮胎中排出空气用来保护轮毂或后轴密封件。


下一篇博文将介绍目前主流的几种充气系统的工作原理。

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