夏天天氣炎熱或長時間行進使車胎迅速升溫是引起車胎爆炸的最重要的原因。這類概況最重要的聚集在行進于良好路面,車速較快的長途貨運車和大巴車。車胎爆炸威脅駕馭員、乘客的平安,并形成重要的經(jīng)濟損耗,同一時間,車胎行進迅速摩擦生熱和高溫老化發(fā)生的氣體形成空氣污染。本課題設置一套電子操控冷卻體系,體系各個信號由測試元件采集,經(jīng)電路料理后,由ECU自動操控噴灑低溫的水氣混合物下降車胎的溫度,幸免車胎源于溫度過高而迅速老化或爆炸。
一、車胎冷卻體系 構(gòu)造如圖1所示,車胎冷卻體系是由強迫冷器、鼓風電動機、蓄水箱、水泵、水氣混合器、水管、噴頭、各式傳感器以及ECU和車胎等構(gòu)成。強迫冷器的事業(yè)線路和鼓風機、水泵以及水氣混合器的線路獨立,假如大度溫度相比低,鼓風機的進氣可行不要冷卻,而且強迫冷器的冷氣釋放量和溫度可行操控。在鼓風機的效用下,從強迫冷器出去的冷氣(或許大度的冷氣)與從蓄水箱泵進的水在水氣混合器的混合室內(nèi)混合成低溫的水氣混合物,ECU依據(jù)測試的車胎溫度值和車速等信號操控噴頭的流量和負擔,給車胎噴灑適量的低溫水氣混合物,達到下降車胎溫度的目的;考量長途旅游加水難題的要素,可行定時噴灑或許減量,或用手動操控。 體系構(gòu)造的機械焦點部分是水氣混合器,由水泵、水氣混合室構(gòu)成,水泵的出水口接連水氣混合室的進水口,水氣混合室內(nèi)有水霧化器,使氣體與水充分接近,水氣混合室內(nèi)靠電機的攪動使水氣盡可能造成混合物,水氣混合室的出水口接連水氣混合物輸送管。該構(gòu)造可使氣體在常溫常壓下與水能在很短的時間內(nèi)混合成濃度很高的水霧,混合物溫度下降,噴射到車胎外表有益于下降車胎溫度,而且可降低冷卻物品質(zhì),從而降低水量,況且既能使車胎降溫又不會形成車胎太濕而打滑。 溫度測量器件采納非接近性溫度測量元件(紅外線檢驗器件),儀器構(gòu)造設置請求能夠防塵防水。車胎與地面摩擦力越大、車速越高,溫度就越高,溫度測量器件可行干脆測量車胎的溫度浮動。 如圖2所示,電路體系部分包括開關電源、溫度傳感器、車速傳感器、電傳播感器、電壓傳感器及ECU等。開關電源給體系供應穩(wěn)固的電源;溫度傳感器提供信號給ECU判斷能否操控冷卻體系事業(yè);車速傳感器提供信號給ECU,ECU依據(jù)經(jīng)歷試驗數(shù)據(jù)和車的自身參數(shù)(如車胎的比熱值、機動車品質(zhì)等)判斷在此汽車情況下機動車行進時車胎能達到的溫度,以及計算相應的熱值;ECU經(jīng)過電傳播感器和電壓傳感器提供的信號精準操控電流和電壓的尺寸,自動操控制冷器、鼓風機、水泵和水氣混合器電機的功率和轉(zhuǎn)速;噴頭處負擔和流量傳感器經(jīng)過操控混合物的負擔和流量的值來操控水氣混合物的量,達到最好化的噴量。傳感器的電源為通過料理的穩(wěn)固電源,確保電源穩(wěn)固可靠。 傳感器采集的信號須要通過電路的穩(wěn)壓、放大、過濾等料理,才能接入ECU、接下來操控執(zhí)行部件按指示自動達成相應的料理結(jié)果。電路包括6部分。 (1)開關電源電路機動車電源通過開關電源電路料理成器件的穩(wěn)固電源,減小信號的干擾等不固定要素。 。2)傳感器的料理電路傳感器的信號轉(zhuǎn)化為電信號后,電壓信號有些唯有幾十毫伏,電流信號有些是微安級,因而信號須要放大、過濾等料理;有些傳感器是電阻信號,須要轉(zhuǎn)化成電壓或電流信號,全部的信號經(jīng)電路料理后,可行與開關電源干脆接連。 。3)操控電路把通過放大、過濾等料理的信號接進操控電路,對信號發(fā)展容易計算、轉(zhuǎn)化等料理后,接入A/D轉(zhuǎn)換器傳輸入ECU運轉(zhuǎn)。 。4)負載部分包括各個傳感器和測試元件、噴頭調(diào)節(jié)器、鼓風機、水泵、強迫冷器電機、水氣混合器等部件。 。5)電源插頭大家都有19個接口,可行給開關電源和其它負載供電。 。6)執(zhí)行部件最重要的是各個觸發(fā)器,依據(jù)ECU提供的脈沖等信號發(fā)出相應的電信號,使電路實現(xiàn)相應的功效。 在車子行進中,假如車胎迅速升溫,測試器件測得的信號通過電路對電信號發(fā)展料理后,映入ECU,ECU對采集的電信號發(fā)展料理,隨后ECU傳輸操控信號,操控執(zhí)行部件自動做出相應的指示,打算體系能否須要發(fā)動強迫冷器,能否須要發(fā)動鼓風機、電泵、水氣混合器以及調(diào)度噴頭負擔及流量尺寸等操作。 本冷卻體系在駐車熄火時,可行用手動功效事業(yè)。泊車后須要對車胎降溫時,由車子電池供電,為操作方便,在儀表盤處設置車胎溫度值顯現(xiàn)器,依據(jù)儀表盤顯現(xiàn)的車胎溫度值,調(diào)限制冷器的功率,調(diào)節(jié)相應的ROM中事先存貯的鼓風機、水泵和水氣混合器的數(shù)據(jù),發(fā)動獨立的事業(yè)體系,噴頭會給車胎噴射低溫混合物。 三、車胎冷卻體系的軟件設置 車胎的比熱容與車胎的溫度相關,隨著溫度升高,車胎比熱容增大,比熱容與溫度的關連為: c=c0+bT(1) 表1列出了這幾種經(jīng)常使用車胎橡膠資料,在-20~90℃范疇內(nèi)式(1)中的c0、b的值。 體系的發(fā)動與調(diào)速的執(zhí)行指示,是依據(jù)傳感器采集的水氣混合物的傳熱關連、車胎與低溫混合物的傳熱關連信號打算的。在水氣混合器里,水氣混合物的傳熱關連為:
水的比熱容cp水取4.2×103J/(千克·℃),映入水氣混合器后,混合物中加入適量的冷卻劑。氣體的比熱容cp氣由相應的儀器件測得,在這邊測得的是空氣的摩爾比熱容,空氣的比熱容隨著溫度和負擔的改變而改變。測得比熱容的信號傳給ECU料理。依據(jù)式(2)確定水、氣的量,當鼓風機氣流相比大時,空氣量多且氣壓大,水氣混合物濃度高,混合物冷卻速度快。 體系軟件設置時,采集這車車胎的當然老化溫度、在運用期內(nèi)平安老化溫度T1、平安行進不爆炸的事業(yè)溫度T2、車胎的比熱容、混合物的密度及比熱容等消息,接下來試驗標定。非接近性傳感器(紅外線溫度檢驗元件)將車速、電壓、電流、負擔和流量的信號轉(zhuǎn)換成電信號后,由電路發(fā)展放大整形、過濾等料理后輸出電信號值,經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器把模擬信號轉(zhuǎn)換成符合于數(shù)字料理的二進制代碼給ECU。ECU依據(jù)物體傳熱關連,計算車胎降溫所需的低溫混合物量,由噴頭調(diào)節(jié)負擔和流量來操控混合物的量。 車胎冷卻體系事業(yè)的程序如圖3所示,溫度傳感器和車速傳感器的信號料理后傳輸給A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成ECU能料理的信號,ECU做出判斷能否須要發(fā)動強迫冷體系給鼓風機供冷氣(如大度溫度充足低,可行從大度中取氣)。當須要發(fā)動車胎冷卻體系時,經(jīng)過氣溫和負擔、水溫、車胎溫度等信號計算出須要的混合物量,發(fā)動水泵和鼓風機以及水氣混合器,而且經(jīng)過電壓、電傳播感器的信號精準調(diào)節(jié)相應電動機的轉(zhuǎn)速來操控映入事業(yè)體系的相應的空氣和水量。ECU依據(jù)須要的混合物量,自動調(diào)節(jié)噴頭出口的負擔和流量,操控精準噴灑量。當車胎溫度下調(diào)時,停止強迫冷卻體系的事業(yè),這樣可行降低體系的功耗,使蓄水箱攜帶的局限水量獲得充分應用。
四、總結(jié) 車胎電子操控冷卻體系是一個應用車上原有的ECU硬件和計算機軟件平臺設置的操控體系,可在駕車中實時監(jiān)測剖析判定,對組成危險的車胎溫度和作用車胎溫度工況發(fā)展預測,操控機動車自動噴灑品質(zhì)輕的低溫混合物,直到車胎溫度達到平安范疇。它給車胎提供一種平安的事業(yè)溫度,下降了開車爆胎形成的危險以及延伸了車胎的運用期。 |
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