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1、汽车轮胎温度压力检测技术汽车摘 要轮胎温度压力检测系统TPMS是最新一代汽车安全产品,是继汽车安全气囊,ABS刹车系统后第三代安全产品。主要用于在汽车行驶时实时的对轮胎气压进行自动监测，对轮胎漏气和低气压进行报警，当车轮不能满足汽车正常工作的条件时TPMS就会发出危险信号提醒驾驶者车轮已不能正常工作，保障行车安全。目前，TPMS主要分为直接式和间接式两种类型。间接式TPMS是通过汽车ABS系统的轮速传感器来比较车轮之间的转速差别，以达到监视胎压的目的。直接式TPMS是利用安装在每一只轮胎里的压力传感器来直接测量轮胎的气压，并对各轮胎气压进行显示与监视。恰当的轮胎充气压力是保证汽车安全、平稳行驶
2、的关键因素。及时准确地对超过或低于轮胎压力标准范围的异常状态进行报警，是减少由轮胎爆胎引发的交通事故的有效途径。随着高新技术的发展和现代汽车不断趋向高性能化,汽车用的轮胎也从长期的性能时代,开始进入功能化的新时期。当然，现代汽车的安全配置也在不断得到完善，如安全带、安全气囊、防撞杆等被广泛运用，不过这些都是属于交通事故发生后，才能对人、车起到保护作用的被动安全装置。然而本文研制的轮胎爆胎预警系统，则不同于上述的装置，它在轮胎一出现危险征兆时就能够及时发现并同时报警，最大限度地将事故消灭在萌芽状态，从而极大地提升了车辆高速行驶的安全性，这一优势在高速公路上表现更为明显。本文通过对现有的TPMS进
3、行改进，并对TPMS的未来发展做了分析和预测。关键词：行车安全，TPMS，无源，无线 AbstractTPMS Tire Pressure Monitoring System Temperature is the latest generation of automotive safety products, is the second airbag, ABS braking system on the third generation of security products. Mainly used in the car driving for real.time automatic mo
4、nitoring of tire pressure, low pressure on a flat tire and an alarm, when the wheels can not satisfy the conditions working vehicle TPMS will send danger signals to remind the driver does not work the wheels have been To ensure driving safety. At present, TPMS consists of two direct.and indirect typ
5、es. Indirect TPMS system through the vehicle ABS wheel speed sensors to compare wheel speed difference between, in order to achieve the purpose of monitoring tire pressure. Direct TPMS is to use only the tires installed on each of the pressure sensor to directly measure the tire pressure, and to dis
6、play the tire pressure and monitoring. In this paper, to improve the existing TPMS, and the future development of TPMS to do the analysis and prediction. With the high-tech development and the continued trend of modern high performance cars, automobile tires used in the performance of the long time,
7、 began to enter the function of the period. Of course, security configuration of modern cars are also constantly been improved, such as seat belts, airbags, anti-collision equipment, etc. are widely used, but these belong to the accident happened, can the people, vehicles play a protective role of p
8、assive safety device. However, this early warning system developed by the tire puncture, the device is different from the above, it is a dangerous sign in the tire when the ability to detect and alarm simultaneously, to maximize the accident nipped in the bud, thereby greatly enhancing the speed of
9、vehicles driving safety, this advantage is more obvious on the highway.朗读显示对应的拉丁字符的拼音Keywords: Traffic safety TPMS Passive, wireless目录摘 要I英文摘要II第一章 前言11.1汽车轮胎气压检测系统背景11.2 轮胎爆胎因素分析21.2.1 轮胎缺气行驶21.2.2 轮胎的温度变化31. 防止轮胎爆胎方法4第二章 TPMS 的系统概述62.1TPMS的介绍62.1.1TPMS的概念62.1.2 TPMS的功用62.2 TPMS种类及工作原理62.2.1间接TPMS的
10、系统组成：72.2.2间接式TPMS的作原理72.2.4 直接TPMS的系统组成82.2.3直接TPMS 的工作原理8第三章 目前常用TPMS的特点及局限性103.1 直接式TPMS的特点及局限性103.1.1 直接式TPMS的特点103.1.2 直接式TPMS的局限性103.2 间接式TPMS的特点及局限性103.2.1 间接式TPMS的特点103.2.2 间接式TPMS的局限性103.3直接式TPMS与间接式TPMS的综合对比11第四章 无线无源化的TPMS124.1 影响TPMS的环境与因素124.2 TPMS无线无源化发展的必要条件124.3 压电发电设计方案124.4 磁场电磁耦合设
11、计方案134.5 声表面波无源无线的方案15第五章 结语175.1 本文研究总结175.2 今后待研究的问题175.3TPMS的未来发展趋势17致谢19参考文献20第一章 前言1.1汽车轮胎气压检测系统背景随着工业经济的进步，汽车开始大量使用，公路和高速公路也日渐得到重视，并开始发展起来。美国现有公路总里程和高速公路里程最长，已经形成了约 6.9万公里的州际高速公路网，公路已成为美国人日常生活必不可少的一部分。西欧各国和日本，公路网基础好，高速公路也逐步成网,公路运输一直为内陆运输的主力。作为发展中国家，中国高速公路通车总里程去年跃居世界第二位，目前总里程为万公里，但因幅员辽阔，高速公路网的平
12、均密度很低,路况相对来说也比较差。高速公路的速度和便利，改变了人们的时空观念，拉近了地域距离，改善了人们的生活方式。但是随之而来的高速公路恶性交通事故却令人震惊，已经引起世界各国的强烈关注和重视，并开始讨论或采取相应防范措施。据2002年美国汽车工程师学会调查，全美平均每年有26万起交通事故是由于轮胎气压低或渗漏造成的；而在高速公路上发生的交通事故有70%是由于爆胎引起的；此外，每年75%的轮胎故障是由于轮胎渗漏或充气不足引起的。统计表明：交通意外增加的主要原因是高速行驶中因轮胎故障引起的爆胎。另据统计，在中国，46%的高速公路交通事故是由于轮胎故障引起的，这其中仅爆胎一项就占事故总量的70%
13、。在汽车的高速行驶过程中，轮胎故障是杀伤力最大也是最难预防的事故隐患，是突发性交通事故发生的重要原因。如何解决轮胎故障、怎样防止爆胎，已成为全球关注的首要问题，如图1.1。图1.1 中国高速公路事故统计1.2 轮胎爆胎因素分析轮胎压力监测系统（Tire Pressure Monitor System，TPMS）的定义：通过采用无线射频通信的胎压传感单元和胎压监测单元，实现了对轮胎压力的实时监控。正因为如此，TPMS汽车轮胎智能监测系统作为汽车三大安全系统之一，与汽车安全气囊、防抱死制动系统（ABS）一起被大众认可并受到应有的重视。TPMS （轮胎压力监测系统）的作用是在汽车行驶过程中对轮胎气压
14、进行实时自动监测，并对轮胎漏气和低气压进行报警，以确保行车安全。车辆因轮胎爆裂而发生交通事的故案例屡见不鲜，造成爆胎的原因很多，高温导致橡胶老化、胎面磨损强烈，胎压过高或过低，路面锐物扎破车胎等，所以车主应特别留意车胎状况，尽可能预防爆胎事件的发生1。此外，夏季行驶产生的高温加速了轮胎橡胶磨损老化，钢丝层强度逐渐下降，此时应及时更换轮胎，否则雨天车辆方向盘和制动系统容易失效，酿成交通事故。一般轮胎花纹沟内有凸起标记，轮胎磨损到距离该标记1.6mm，就在提示车主该换胎了。 产生这种的内因是：慢撒气、胎温高 ；外因是：超载、超速、用旧胎；如图1.2。 轮胎爆胎 因素内因外因慢撒气胎温高超载超速轮胎
15、磨损图1.2 汽车轮胎爆胎因素分析爆胎是指轮胎因质量问题、外力作用、气压标准等问题而引起的轮胎爆裂。它是一种复杂的轮胎破坏现象。爆胎事故危险大，车毁人亡概率高，一般有以下两方面的原因： 1.2.1 轮胎缺气行驶轮胎缺气行驶轮胎缺气行驶是爆胎的主要因素，当轮胎压低于标准胎压时，就意味着车胎缺气，在这种状况下行驶时，随着胎压的下降，轮胎与地面的摩擦成倍增加，胎温急剧升高，轮胎变软，强度急剧下降。这时，如果车辆高速行驶，就可能导致爆胎。如果车辆低速行驶，也会伤胎，而且潜伏期长，隐蔽性大，更有危害性，为以后高速行车时埋下爆胎隐患。特别是无内胎轮胎，如子午线轮胎的帘布层外围加有一层钢丝，这种结构的轮胎强度高，散热条件好，适应高速行驶。但它也有一个极大的弱点，最怕缺气行驶。当轮胎缺气行驶时，除了轮胎与地面摩擦生热外，胎体内的钢丝与轮胎之间也会摩擦生热，过热状态会加速钢丝与橡胶的老化、变形，甚至内部断裂以至
