宮靜 楊松銘 楊根

摘要：輪胎作為汽車行駛過(guò)程中最為關(guān)鍵的零部件，汽車行駛過(guò)程中輪胎與地面直接接觸，不停地產(chǎn)生變形及摩擦，產(chǎn)生大量的能量損耗，造成輪胎溫度升高，而高溫不僅會(huì)加速輪胎的老化，降低輪胎的性能，由于熱量太高易造成爆胎危險(xiǎn)。因此本文對(duì)汽車輪胎的降溫裝置進(jìn)行了研究，介紹了一種汽車輔助系統(tǒng)裝置。這種降溫裝置在汽車行駛過(guò)程中通過(guò)ECU自動(dòng)控制對(duì)輪胎進(jìn)行降溫，保證輪胎處于合適的溫度范圍內(nèi)，旨在降低汽車行駛中的安全隱患，保障行車安全。

Abstract： Tires as the key in the process of car parts， car tires in direct contact with the ground， in the process of deformation and friction constantly， produce large amounts of energy loss， caused by tyre temperature， and high temperature will accelerate the aging of the tire， not only reduce the performance of the tire， flat tire dangerous due to high heat easily.Therefore， this paper studies the cooling device of automobile tire， and introduces a kind of automobile auxiliary system， which cools the tire in the process of automobile driving， in order to reduce the hidden danger of automobile driving and ensure the safety of driving.

關(guān)鍵詞：爆胎;降溫裝置;ECU自動(dòng)控制;行車安全

Key words： a flat tire;cooling device;ECU automatic control;train operation safety

中圖分類號(hào)：U469.72? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-957X（2021）16-0083-02

0? 引言

輪胎是整車與路面直接接觸的唯一一個(gè)零部件，其性能及安全性直接影響著整車表現(xiàn)，包括其安全性、操縱穩(wěn)定性、舒適性、動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)型等，其中安全性為最關(guān)鍵的性能保障，也是駕駛員最為關(guān)注的對(duì)象。輪胎由橡膠、簾布層、鋼絲帶等組成，而橡膠本身是一種粘彈性體。車輛高速行駛時(shí)，輪胎與地面直接接觸，不停地變形及摩擦，產(chǎn)生大量的能量損耗，造成輪胎溫度快速升高，高溫會(huì)加速輪胎的老化，降低輪胎的安全性能，且容易因熱量太高而造成爆胎。

目前汽車輪胎一般靠行車過(guò)程中環(huán)境氣流進(jìn)行冷卻降溫，這種降溫方式效果不可控，特別是在炎熱的夏季，環(huán)境溫度本身就比較高，輪胎與地面接觸摩擦后會(huì)產(chǎn)生更大的熱量，此時(shí)通過(guò)環(huán)境氣流進(jìn)行冷卻降溫，效果非常不理想，幾乎無(wú)法達(dá)到很好的降溫效果。

目前市場(chǎng)上由很多減小爆胎幾率的方法，包括安裝在汽車后備箱內(nèi)的水箱，分別安裝在汽車的四個(gè)輪罩上并位于輪胎上方的滴管及連接水箱與各滴管的連接管道，使用水對(duì)輪胎進(jìn)行降溫，但這種結(jié)構(gòu)的輪胎降溫裝置對(duì)輪胎的降溫效果并不佳。此外還有缺氣保用輪胎，自修復(fù)輪胎等等，但每種措施都有相應(yīng)缺點(diǎn)，比如缺氣保用輪胎通過(guò)增強(qiáng)胎側(cè)支撐力達(dá)到防爆胎目的，輪胎重量大，剛度大，整車舒適性能差。而自修復(fù)輪胎是通過(guò)胎內(nèi)側(cè)涂抹自修復(fù)液實(shí)現(xiàn)，成本高，對(duì)修復(fù)液本身的材料要求極高，易出現(xiàn)高速動(dòng)不平衡量大引起的方向盤抖動(dòng)問(wèn)題。

本文介紹的該汽車輔助裝置，包括安裝在輪罩內(nèi)側(cè)面上的基座，基座上安裝有可朝向輪胎吹風(fēng)的吹風(fēng)葉輪。汽車行駛過(guò)程中通過(guò)吹風(fēng)葉輪對(duì)輪胎進(jìn)行吹風(fēng)，從而對(duì)輪胎進(jìn)行降溫，防止輪胎溫度過(guò)高，延緩了輪胎的老化，避免了因輪胎溫度過(guò)高而出現(xiàn)的爆胎現(xiàn)象，消除了輪胎溫度過(guò)高帶來(lái)的安全隱患。

1? 降溫裝置方案設(shè)計(jì)

為了解決輪胎溫度過(guò)高易爆胎問(wèn)題，本文采用的技術(shù)方案是加裝一種汽車輪胎降溫裝置，該汽車輪胎降溫裝置包括安裝在輪罩內(nèi)側(cè)面上的基座，基座上安裝有可朝向輪胎吹風(fēng)的吹風(fēng)葉輪。汽車行駛過(guò)程中通過(guò)吹風(fēng)葉輪對(duì)輪胎進(jìn)行吹風(fēng)，從而對(duì)輪胎進(jìn)行降溫，防止輪胎溫度過(guò)高，延緩了輪胎的老化，避免了因輪胎溫度過(guò)高而出現(xiàn)的爆胎現(xiàn)象，消除了輪胎溫度過(guò)高帶來(lái)的安全隱患。另外，吹風(fēng)裝置的啟動(dòng)和暫停是由一種帶有ECU溫度控制器的控制裝置自動(dòng)控制，實(shí)時(shí)根據(jù)溫度大小啟動(dòng)裝置或者停止降溫。具體如圖1所示為輪胎降溫裝置結(jié)構(gòu)示意圖，圖2為吹風(fēng)葉輪的連接結(jié)構(gòu)示意圖，圖3為驅(qū)動(dòng)葉輪的連接結(jié)構(gòu)示意圖，圖4為專制驅(qū)動(dòng)葉輪的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖1-圖4中：1-基座，2-吹風(fēng)葉輪，3-防護(hù)罩，4-噴射管，5-液氮噴頭，6-液氮輸送管，7-驅(qū)動(dòng)葉輪，8-轉(zhuǎn)軸，9-葉片，10-輔助驅(qū)動(dòng)片，11-安裝座，12-軸承，13-網(wǎng)罩，14-擋板，15-輪罩。

這種降溫裝置，首先在車輪輪罩內(nèi)側(cè)面上安裝一個(gè)基座，基座上安裝有可朝向輪胎吹風(fēng)的吹風(fēng)葉輪，吹風(fēng)葉輪外側(cè)安裝有防護(hù)罩，防護(hù)罩上均布設(shè)有若干根噴射管，噴射管上安裝有若干個(gè)液氮噴頭，液氮噴頭朝向輪胎設(shè)置，防護(hù)罩上安裝液氮輸送管，噴射管均與液氮輸送管連通，液氮輸送管連接液氮儲(chǔ)罐，液氮儲(chǔ)罐安裝在汽車上，液氮輸送管上安裝電磁閥，基座上安裝有溫度檢測(cè)器，溫度檢測(cè)器、電磁閥與汽車ECU電連接。另需要指出吹風(fēng)葉輪同軸連接由風(fēng)帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)葉輪，驅(qū)動(dòng)葉輪設(shè)置在輪罩外側(cè)，驅(qū)動(dòng)葉輪和吹風(fēng)葉輪之間連接轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸可轉(zhuǎn)動(dòng)安裝在輪罩上。驅(qū)動(dòng)葉輪包括若干片均布設(shè)置的葉片，葉片外表面上垂直設(shè)有輔助驅(qū)動(dòng)片，輔助驅(qū)動(dòng)片均呈沿著逆時(shí)針或順時(shí)針?lè)较蛲钩龅幕⌒谓Y(jié)構(gòu)。

在基座內(nèi)安裝有驅(qū)動(dòng)電機(jī)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出軸與吹風(fēng)葉輪連接，驅(qū)動(dòng)電機(jī)電連接汽車ECU，汽車ECU采集輪胎轉(zhuǎn)速信號(hào)，汽車ECU通過(guò)采集到的溫度檢測(cè)器的溫度信號(hào)和輪胎轉(zhuǎn)速信號(hào)來(lái)控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)，實(shí)現(xiàn)裝置啟停自動(dòng)化控制?；ㄟ^(guò)轉(zhuǎn)軸連接安裝座，安裝座和轉(zhuǎn)軸之間安裝軸承，安裝座緊固安裝在輪罩上。

2? 降溫裝置工作原理

該汽車降溫裝置的工作原理為，基座上安裝有可朝向輪胎吹風(fēng)的吹風(fēng)葉輪，基座上吹風(fēng)葉輪外側(cè)安裝有防護(hù)罩，防護(hù)罩上均布設(shè)有六根噴射管，噴射管上安裝有兩個(gè)液氮噴頭，液氮噴頭朝向輪胎設(shè)置，防護(hù)罩上安裝液氮輸送管，噴射管均與液氮輸送管連通，液氮輸送管連接液氮儲(chǔ)罐，液氮儲(chǔ)罐安裝在汽車上，液氮輸送管上安裝電磁閥，基座上安裝有溫度檢測(cè)器，溫度檢測(cè)器、電磁閥與汽車ECU電連接。吹風(fēng)葉輪同軸連接由風(fēng)帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)葉輪;驅(qū)動(dòng)葉輪設(shè)置在輪罩外側(cè)，驅(qū)動(dòng)葉輪和吹風(fēng)葉輪之間連接轉(zhuǎn)軸;轉(zhuǎn)軸可轉(zhuǎn)動(dòng)安裝在輪罩上。驅(qū)動(dòng)葉輪包括若干片均布設(shè)置的葉片，葉片外表面上垂直設(shè)有輔助驅(qū)動(dòng)片，輔助驅(qū)動(dòng)片均呈沿著逆時(shí)針或順時(shí)針?lè)较蛲钩龅幕⌒谓Y(jié)構(gòu)。轉(zhuǎn)軸上連接安裝座，安裝座和轉(zhuǎn)軸之間安裝軸承;安裝座緊固安裝在輪罩上，安裝座上連接有網(wǎng)罩，驅(qū)動(dòng)葉輪設(shè)置網(wǎng)罩內(nèi)，輪罩內(nèi)側(cè)面上基座上方安裝有擋板。

另外，基座上安裝有驅(qū)動(dòng)電機(jī)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出軸與吹風(fēng)葉輪連接，驅(qū)動(dòng)電機(jī)電連接汽車ECU，汽車ECU采集輪胎轉(zhuǎn)速信號(hào)，汽車ECU通過(guò)采集到的溫度檢測(cè)器的溫度信號(hào)和輪胎轉(zhuǎn)速信號(hào)來(lái)控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)。汽車ECU根據(jù)溫度檢測(cè)器檢測(cè)到的輪胎位置的溫度信號(hào)，控制電磁閥的通斷。當(dāng)檢測(cè)到的溫度高于設(shè)定值時(shí)，汽車ECU控制電磁閥開啟，液氮儲(chǔ)罐內(nèi)的高壓液氮，通過(guò)液氮輸送管、噴射管，從液氮噴頭朝向輪胎噴射出來(lái)，低溫高壓的氮?dú)鈱?duì)輪胎進(jìn)行快速降溫，同時(shí)吹風(fēng)葉輪向輪胎吹風(fēng)打散低溫氮?dú)?，使低溫氮?dú)鈱?duì)輪胎的降溫更加均勻。汽車行駛過(guò)程中驅(qū)動(dòng)葉輪被氣流帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)，并通過(guò)轉(zhuǎn)軸打動(dòng)吹風(fēng)葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)吹風(fēng)葉輪不間斷轉(zhuǎn)動(dòng)向輪胎吹風(fēng)降溫。這種結(jié)構(gòu)設(shè)置不需要汽車電源提供能量，節(jié)能環(huán)保，而且隨著車速的不斷提高，作用在驅(qū)動(dòng)葉輪上的氣流不斷在增大，從而提高驅(qū)動(dòng)葉輪的轉(zhuǎn)速，也就可以提高吹風(fēng)葉輪的轉(zhuǎn)速，從而增大吹向輪胎的風(fēng)力，提高降溫效果。使汽車行駛過(guò)程中 ，輪胎始終保持合適的溫度，減少輪胎橡膠因溫度升高導(dǎo)致的老化現(xiàn)象，降低爆胎幾率，提高行車安全。

3? 結(jié)論

論文中研究了輪胎降溫的方法和自動(dòng)控制裝置的啟停。與現(xiàn)有技術(shù)相比，這種汽車輔助裝置的有益效果是：汽車輪胎降溫裝置對(duì)輪胎降溫效果好，行車過(guò)程中輪胎表面不易出現(xiàn)高溫，延緩了輪胎的老化，避免了因輪胎溫度過(guò)高而出現(xiàn)的爆胎現(xiàn)象，消除了輪胎溫度過(guò)高帶來(lái)的安全隱患。同時(shí)這種控制是一種自控控制，按實(shí)際需要進(jìn)行，增加了汽車智能化及自動(dòng)控制化的高科技感，為未來(lái)汽車行業(yè)智能化控制提供了幫助。

參考文獻(xiàn)：

[1]韓寶玲.汽車輪胎安全性能智能檢測(cè)和隱患預(yù)警系統(tǒng)的研究[D].北京理工大學(xué)，2002.

[2]熊強(qiáng)，侯守軍.汽車電器設(shè)備[M].北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2012：226-227.

[3]穆紹帥，任立飛，董加明.輪胎爆胎監(jiān)測(cè)與智能降溫系統(tǒng) [J].科學(xué)與財(cái)富，2015（21）：60.