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开展汽车轮胎温度在线检测装置的技术处理和技术设计工作

开展汽车轮胎温度在线检测装置的技术处理和技术设计工作

时间:2021-08-01 来源:网络整理 作者:汽车改装网
导读:轮胎温度在线检测装置方案构思通过装置在轮毂上的子机系统对轮胎温度和气压的实时检测结果进行信息融合和智能分析;轮胎温度在线检测装置技术设计在该检测电路中,检测轮胎实时温度信号的基本元件是DS1820数字温度传感器,其与PIC微控制器的有机结合构成了轮胎温度在线检测装置的核心。

摘要:轮胎材料的性能与温度密切相关。过热会导致轮胎材料性能严重下降,并迅速损坏轮胎。因此,应进行轮胎温度变化的在线检测,控制轮胎的发热,保证轮胎的使用。安全可靠。通过对汽车轮胎温度在线检测装置的研究,完成了相应的理论分析和技术设计工作。采用多个DS1820数字温度传感器组成检测阵列,实现实时轮胎温度变化的在线检测,实现数据准确测量和信息传输稳定、信号偏差小、漏检少的设计要求,错误检测。整个装置具有结构布局小型化、测试元件阵列化、性能在线检测、隐患实时预警等特点。

在循环载荷的作用下,橡胶与车架材料的滞后损失以及橡胶与车架材料的摩擦会导致汽车轮胎发热。轮胎所用材料的机械性能和抗疲劳性能与温度密切相关。温度过高会导致轮胎材料性能严重退化,促使轮胎快速损坏。目前,轮胎出现“胎肩空洞”、“胎圈分层”等主要质量问题,都是由于这些部位温度过高造成的。的。国内外专家学者都在大力开发智能轮胎,以控制或减少轮胎的发热,延长轮胎的使用寿命。其中,在轮胎温度场的高温区域嵌入温度传感器,实时掌握轮胎温升的情况,是指导驾驶员安全驾驶的重要手段。

轮胎温度在线检测装置方案的构思

在各种能够检测温度、压力和速度的现代智能轮胎中,安装了相关的传感器汽车轮胎温度,将轮胎温度、压力和车速的检测信号输入电子控制单元(ECU)进行技术处理[1] .

汽车汽缸内部的温度_汽车烤漆房温度_汽车轮胎温度

传统测温单元总体设计示意图

图1:传统测温单元整体设计示意图。

对于轮胎内部温度的在线检测,传统的测温单元可以设计如图1所示,传感器的检测信号通过CPU控制的多路开关传输。该装置虽然可以完成相应的温​​度检测,但是电路环节比较复杂,结构系统比较复杂,编程比较麻烦,调试工作也比较困难,不是一个理想的设计方案。笔者在借鉴国外新型智能轮胎技术的基础上,对“汽车轮胎安全性能智能检测与隐患预警系统”进行了研究,构建了如图2所示的总体框架。

图2:轮胎智能检测与稳定性预警系统整体框图。

系统具体功能如下:

通过嵌入轮胎的温度和气压传感器阵列,在线检测轮胎行驶时的温度和气压波动;

通过安装在轮毂上的从系统对轮胎温度和气压的实时检测结果进行信息融合和智能分析;

通过无线通讯将分析结果从从机传输到安装在驾驶室仪表板上的主机系统;

利用上位系统判断轮胎是否过热、超压或欠压及其具体等级,对轮胎安全性能进行评估,判断是否发出轮胎过热、超压或欠压报警;

通过对比安全使用轮胎温度和压力的推荐值[2],提醒驾驶员注意轮胎过热、超压或过压时应注意的事项和应采取的措施。压力不足。

轮胎温度在线检测装置技术设计

汽车烤漆房温度_汽车轮胎温度_汽车汽缸内部的温度

作者采用基于复合材料力学理论的轮胎受力有限元分析方法[3]对轮胎的温度场进行分析计算,得到轮胎胎体截面等温线分布图,如图图3.(以上海正泰橡胶厂生产的165SR 15子午线汽车轮胎为例)

图3:温度场等温线(℃)分布图。

从图3可以看出,H1、H 2 和H3的点域是轮胎内部高温区域的位置。这些位置是爆胎等安全事故的源头,应定位在这些点上。温度传感器埋设在域中,形成传感器阵列,实时检测和分析轮胎温度的变化[4]。

汽车轮胎温度_汽车烤漆房温度_汽车汽缸内部的温度

为了克服图1中传统测温方案的不足,笔者根据整体框图(即图2中的检测分析部分)设计了一个以PIC单片机为核心的从系统)。温度信号检测电路如图4所示。

图4:测温单元电路设计示意图。

在该检测电路中,检测实时胎温信号的基本元件是DS1820数字温度传感器,它与PIC单片机的有机结合构成了胎温在线检测装置的核心。由于DS1820数字温度传感器可以将检测到的物理量直接转换为数字量送入PIC单片机进行相关实时处理,改变了传统的汽车轮胎温度检测方式。

从图4可以看出,该系统具有单总线形式的检测网络,即所有的温度传感器都连接到PIC单片机的同一条数据通信总线上,与单片机进行数据通信。 PIC 单片机通过这条总线。 如果在系统初始化时设置好预设温度等参数,就可以实现对轮胎高温点域的全过程监控。同时,在相应软硬件的支持下汽车轮胎温度,还可以显示和存储轮胎各个高温点场的实时温度值,当轮胎温度超限时,限温报警可以给出对应点域的信号。

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