汽车轮胎压力监测系统设计研究

【摘要】近年来，伴随着经济社会的不断发展以及现代科学技术的进步，公路交通在当前已经成为了关系到我国经济社会发展的重大系统，然而交通事故给人们的生命财产安全构成了巨大的威胁，而爆胎是发生事故的一个重要原因。本文针对汽车在行驶过程中的实时监测以及轮胎漏气和低气压进行了一系列的分析，对汽车轮胎压力监测系统进行了系统的阐述，以更好的保障行车的安全。

【关键词】汽车轮胎;压力监测;系统控制

在当前的汽车行业倡导环保、节能、安全，因此在诸多的汽车公司都将汽车的安全设计作为当前汽车设计的一个重要因素进行考虑。

汽车轮胎气压的正常值是保证汽车舒适和行驶安全的一个关键因素。汽车轮胎作为汽车安全的重要部件，在汽车运行当中轮胎出现大负荷或者高气压当中的任何一个情况都会造成轮胎漏气或者是轮胎爆炸，严重的甚至会导致交通事故的发生。轮胎爆炸作为交通事故发生的一个重要根源，解决爆胎问题就成为了减少事故发生的一个重要途径，这也需要加强对汽车轮胎压力监测系统的适时控制研究。

一、轮胎压力与行车安全分析

汽车在高速行驶的过程当中，轮胎故障是驾驶者最担心的也是最难以预测的问题，它在突发事故当中也是一个重要原因。美国汽车工程师在调查中发现，由于轮胎原因导致的交通事故仍然较多。因此，美国政府明令要求汽车制造商加大对压力监测设备的控制，以不断减少轮胎事故的发生。

轮胎作为汽车在行驶过程当中的与地面进行接触的一个重要部件，它承载了几乎全部汽车的重量。他通过与地面的接触来产生制动力。汽车在行驶过程当中漏气就会造成轮胎气压的不足，而汽车轮胎内部的温度过高就会使得轮胎的气压过高。汽车轮胎压力过高或者过低都会产生不利的影响，具体表现为：

1.汽车压力不足

汽车压力不足，会使得在同样的承载条件之下，轮胎的变形较大，在行驶的过程当中轮胎的温度过高，就会使得橡胶老化、帘线脱层。当轮胎的下沉量较大的时候轮胎就会出现凹陷，这样一来就很容易出现磨胎肩的状况，而轮胎发生的任何的不正常的磨损都会减少轮胎的使用寿命，这就为轮胎的爆破埋下了隐患。

当轮胎滚动的阻力较大的时候，燃烧的燃料就会相应的增多，汽车的转向的性能就会较差，在进行紧急制动的时候，当侧轮胎的压力较低的时候，就会造成车身发生偏转，严重的还会造成交通事故。

2.汽车轮胎的气压过高

汽车轮胎的接地面的面积较小的时候，就会产生严重的磨损，而且还很容易产生爆胎。

在汽车轮胎的附着的系数减小的时候，就会降低刹车时候的制动，这样一来在雨雪的路面上就会对行车的安全造成极大的威胁。

二、汽车轮胎的气压监测的原理分析

汽车轮胎压力监测系统包括了传感器、发射模块以及接收模块这三大部分。其中传感器是与监测系统的发射模块紧密结合在一起的，在接收模块的内部又包括有接收装置、处理器以及显示器。其内部的电路图如图1所示：

图1 轮胎压力监测系统内部电路图

经过实验证明，大多数的轮胎爆炸都是有预兆的，在轮胎爆炸之前的一个小时之内轮胎的压力和温度都会出现异常，这也就为轮胎爆胎的预警提供技术支持。

首先来说，轮胎的充气压力成为了爆胎事故发生的一个关键原因。当充气的压力过大或者是过小的状况之下都会在一定程度上减小轮胎的使用寿命。轮胎在行驶的过程当中因为过热而出现温度升高的现象，温度过高不仅使得橡胶的强度性大大降低，还会使得帘线的强度大大降低。当橡胶的强度和帘线的强力降低的时候，轮胎的使用寿命无疑会大大缩减。

按照常理来说，汽车行驶的速度越快，汽车的轮胎与地面接触的次数也就越多，摩擦的频繁度越高，轮胎变形的几率也就会相应的增加。

当橡胶老化，帘布的耐性降低的时候，轮胎就会爆破，因此这就需要加强对汽车轮胎的压力监测。

三、汽车轮胎压力监测系统的作用探究

1.主动报警装置

在现在的汽车设计中，汽车内也包含有大量的安全保护装置，如比说汽车的安全气囊，这些都是被动型的安全装置，这些装置往往是在事故发生的时候才会保护人身安全，然而汽车压力监测系统却是一种主动性的系统，它能够采用无线传感技术将轮胎工作时候的状况及时的发送到监测控制系统上，对于不正常的工作状态，能够及时的提醒驾驶者采取有效地措施来防止事故的发生，这样一来，驾驶者就可以采取及时有效地措施将可能发生的事故消灭在萌芽之内。

2.减少燃料消耗，加强环境保护功能

在汽车轮胎的气压不够正常的时候，汽车轮胎的磨损也会加快，这样一来就导致轮胎的使用寿命大大减小，汽车的轮胎处于亚健康的状况之下也会使得燃料的消耗增加。汽车安装了轮胎压力监测系统就会及时的发现轮胎出现的状况，这样一来也就在较大的程度上减小了对轮胎的伤害和燃料的消耗，也就减轻了环境污染。

3.减轻汽车部件不必要的磨损

根据系统的统计表明，汽车轮胎处于不健康的状态之下，会使得轮胎的使用寿命大大减短，不仅如此，在汽车轮胎的气压不够均衡的时候还会对汽车的发动机底盘以及悬挂系统造成巨大的伤害，一旦汽车的悬挂系统发生变化就会使得刹车系统严重的跑偏。

一般来说，轮胎的气压系统会存在着三种状况即汽车轮胎的压力过高、压力过低、严重缺氧。当汽车轮胎的压力过高的时候汽车的轮胎就会伸张变形使得整个轮胎的胎体的弹性严重的降低。在汽车处于高速的行驶过程的时候，汽车在行驶的道路上受到的负荷也会增大，在遭遇到严重的冲击的过程当中，汽车就会产生严重的爆破，在胎压过高的时候轮胎的接触面积也会相应地减少，在这样的情况下就很容易导致胎冠的磨损甚至爆破。

另外，在汽车轮胎的胎压过高的情况下轮胎的防震的功能就会变差，这样减震效果降低，汽车的底盘等等的重要部件都会受到较大的磨损。

四、结束语

伴随着科技水平的不断提高以及人们生活质量的提高，汽车也成为家庭生活的一个重要组成，在当前的汽车领域，安全系数又是衡量汽车质量的一个重要指标，而汽车轮胎压力系统正是顺应这一历史发展趋势成为了汽车工业领域的一个关键所在，汽车轮胎压力监测系统设计研究符合了汽车行业安全节能的要求，在当前的市场当中有巨大的发展前景。

参考文献

[1]张荣贵，许炳照.基于车轮发射器模块的轮胎气压监测系统[J].机电技术，2013（06）.

[2]吕凤军.基于无线传输机理的轮胎监测系统的研究[J].现代电子技术，2012（09）.

[3]于凌云，战仁军.汽车轮胎压力监测系统的发展动态[J].道路交通与安全，2009（02）.

作者简介：任洁灵（1992―），女，四川射洪人，2014年毕业于贵州大学测控技术与仪器专业，工学学士，研究方向：电气工程，测控技术与仪器。