CN102363406A

CN102363406A - 一种防爆胎紧急充气装置

Info

Publication number: CN102363406A
Application number: CN2011101497592A
Authority: CN
Inventors: 吴永海; 范钦满; 沈洋洋
Original assignee: Huaiyin Institute of Technology
Current assignee: Huaiyin Institute of Technology
Priority date: 2011-06-07
Filing date: 2011-06-07
Publication date: 2012-02-29

Abstract

一种防爆胎紧急充气装置，属于涉及汽车被动安全技术领域，确切说是一种用于处理爆胎状况的汽车轮胎紧急充气装置。它由压力传感器、轮胎式气囊、中央控制器、爆炸式气体发生器、玻璃纤维软管以及爆胎报警器组成。爆胎时，爆炸式气体发生器接收到中央控制器的指令后，脉冲电子点火器点燃电底火，进而点燃火药。火药燃烧产生大量的气体，经滤网过滤后沿玻璃纤维软管进入轮胎式气囊，气囊被迅速撑开，支撑车辆承担起临时轮胎的角色。轮胎式气囊分2层，内层为环形内层气囊，外层为包含4个被隔离的独立气囊分室。本发明具有充气速度快，气量大、安全可靠性高等优点。

Description

一种防爆胎紧急充气装置

技术领域

本发明专利属于涉及汽车被动安全技术领域，确切说是一种用于处理爆胎状况的汽车轮胎紧急充气装置。

背景技术

目前，我国已进入家庭汽车的高速增长期。轮胎爆胎、疲劳驾驶和超速驾驶是导致交通事故的三个重要因素，其中轮胎爆胎由于其不可预见性和不可操纵性而成为首要因素。据统计，国内交通事故中大约30％是由轮胎爆胎引发的。汽车高速行驶中，轮胎故障是所有驾驶者最担心和最难预防的，是突发性交通事故发生的重要原因，极大的威胁汽车的行驶安全。防止爆胎已成为安全驾驶的一个重要课题。当前使用的防爆胎技术主要有：RSC轮胎(也称泄气保用轮胎)、隔离气密层充气防爆技术、膨胀泡沫型防爆技术、加装轮胎防爆剂、加装轮胎防爆气门针等。RSC轮胎采用加厚的轮胎内壁、加宽的轮辋凸峰等技术措施防止爆胎，但其售价高且轮胎使用寿命不长等缺点限制了它的应用。膨胀泡沫型防爆轮胎用于赛车上，成本太高，无法实现普及。隔离气密层充气等防爆轮技术由于防爆胎的性能十分有限，导致实际应用较少。本发明专利的防爆胎紧急充气装置使用爆炸原理生成气体、使用双层内含4个独立气囊分室的轮胎式气囊作为临时轮胎，具有充气速度快，气量大、可靠性高等优点。

发明内容

本发明专利的目的在于提供一种爆胎瞬时用作临时轮胎的轮胎式气囊及其紧急充气装置。本发明专利由压力传感器10、内含4个独立气囊分室的轮胎式气囊30、中央控制器50、爆炸式气体发生器60、玻璃纤维软管70以及爆胎报警器组成。

爆炸式气体发生器60利用火药燃烧原理瞬间释放大量高压气体，产生的气体经高强度聚氯乙烯玻璃纤维软管70进入轮胎式气囊。轮胎式气囊分2层，内层为环形内层气囊32，外层为包含4个被隔离的独立气囊分室，使用薄的弹性佳的软帆布隔离气囊分室。压力传感器10用来测量轮胎压力，并通过无线信号发射器向中央控制器50传送实时压力信号。中央控制器50通过无线接口连接无线信号接收器，接收并处理压力传感器10发送来的压力信息，并根据处理结果控制信号输出口输出无线信号。

车辆行驶时，压力传感器10负责测量轮胎压力，经无线发射器将压力传感器测得的压力信息实时传送至中央控制器50。一旦发生爆胎事件，压力传感器10测得的压力数值骤减，无线信号发射器将异常压力数据传送给中央控制器50。中央控制器50接收并判断轮胎压力数值异常的信息，立即向爆炸式气体发生器60和报警器发送启动指令。爆炸式气体发生器60接收到指令，瞬时点火产生大量高压气体，经聚氯乙烯玻璃纤维软管70进入轮胎式气囊30，轮胎式气囊30立即撑起充当临时轮胎以维持短时间内的正常行驶。与此同时，报警器接收到中央控制器50的运行指令后，发送语音警示信号提醒驾驶员，驾驶员立即减速安全停车。

前述的爆炸式气体发生器60能在极短的时间内产生大量气体，是轮胎式气囊30的气源。爆炸式气体发生器60由控制电路板61、发生器外壳62、脉冲电子点火器63、电底火64、火药65和滤网66组成。控制电路板61包括无线信号接收器和控制电路，无线信号接收器接收中央控制器50传送的指令，控制电路板61用来操控脉冲电子点火器63。电底火64由壳体、导电药和盖片组成，其作用原理是在较小的电能量(脉冲电子点火器提供)作用下激发，喷出火焰点燃火药。滤网66具有过滤，消焰，降温，除渣等综合功能，其主要目的是为了避免高温气体对轮胎式气囊30的灼烧。当爆炸式气体发生器60接受到中央控制器50的触发指令后，脉冲电子点火器63点火，电底火64点燃火药65，火药65燃烧产生大量的气体，滤网66过滤掉尚未燃尽的固体火药颗粒，气体出了出气口沿着玻璃纤维软管70充入轮胎式气囊30。轮胎式气囊气囊30被迅速撑开，支撑车辆，承担起临时轮胎的角色。

前述的轮胎式气囊30要求能够防爆防扎破，使汽车驾驶员有充足的反应时间以便顺利停车。轮胎式气囊30分成两层，内层为一个完整的环形气囊31，外层的气囊被平均分隔成4个独立的气室，目的是为了提高可靠性，防止因坚硬的外物扎破内胎而引起内胎气压尽失。若其中一个独立气室被扎破，则另外3个可以继续充当临时车胎，维持汽车停靠到安全地带。轮胎式气囊30充气后的整体形状与汽车内胎的大小相同。

前述的中央控制器50的无线信号接收器接收来自于压力传感器10的压力信号，判断是否发生爆胎事故。若压力正常，则一切保持原状。若判断发生爆胎事故，则发送信号给爆炸式气体发器60和爆胎报警器。中央控制器50由无线信号接收器、无线信号发射器、安全传感器、电源和备用电源电路以及自诊断报警电路和串口通信电路组成。电源主要提供各器件正常工作时所需要的电源。备用电源电路防止爆胎后电路断电而不能触发爆炸式气体发生器，通过其自放电功能向信号发射电路输出应急电流，确保轮胎式气囊30及时撑开。选用的处理器是一个具有可编程能力的处理器，用于对采集到的数据进行处理并做出相应的判断，来控制外部执行器件的动作。点火信号发射器和警报信号发射器作为系统的执行部分，负责完成处理器的运行指令。自诊断报警电路负责对系统电路自身的检测，确保系统正常工作。通信模块主要负责信号发射器与信号接收器的通信；安全传感器防止系统在非爆胎的情况下发送错误指令。

前述的爆胎报警器的作用为爆胎语音报警，促使驾驶员减速安全停车。爆胎报警器内置无线信号接收器，当接收到中央控制器的启动指令后，报警电路开始工作，报警指示灯开始闪烁，报警喇叭发出语音报警信号。

附图说明

图1为本发明专利的紧急充气系统的结构示意图；

图2为图1所示的轮胎轮胎式气囊撑开后的形状示意图；

图3为图1所示的爆炸式气体发生器的结构示意图；

图4为图1所示的中央控制器结构示意图；

如图所示各数字分别表示如下：

10：压力传感器 20：充气轮胎

30：轮胎式气囊 31：气门

32：环形内层气囊 40：轮毂

50：中央控制器 60：爆炸式气体发生器

61：控制电路板 62：发生器外壳

63：脉冲电子点火器 64：电底火

65：火药 66：滤网

67：出气 70：玻璃纤维软管

具体实施方式

本发明专利由压力传感器10、轮胎式气囊30、中央控制器50、爆炸式气体发生器60、玻璃纤维软管70以及爆胎报警器组成。上述的压力传感器10使用YS-3陶瓷压阻压力传感器，用4个M6的螺钉固定在轮毂40上。上述的轮胎式气囊30安装在充气轮胎20和轮辋之间40。安装时，未充气的轮胎式气囊30和充气轮胎20依次套设在轮毂40上，充气轮胎20将未充气的轮胎式气囊30包容于内。上述的中央控制器50选用LM3S1138控制系统，该系统主要由无线信号接收器、无线信号发射器、安全传感器、电源和备用电源电路以及自诊断报警电路和串口通信电路组成。中央控制器50放在一盒型容器内，使用一组共6个M6的螺钉固定在轮毂上。

前述的爆炸式气体发生器60用4个M6的螺钉固定在轮毂40上。当爆炸式气体发生器60的控制电路板61的无线信号接收器接收到中央控制器50的运行指令后，控制电路板61立即发出指令，脉冲电子点火器63点火，电底火64被点燃，紧接着电底火64点燃火药65，火药65燃烧产生大量的气体。气体经过滤网66，滤网66将火药固体颗粒过滤，气体由出气口67沿着玻璃纤维软管70进入轮胎式气囊30，气囊30被迅速撑开，充当临时轮胎。爆炸式气体发生器60的壳体壁厚为5毫米，壳体材料使用30SiMnMoVA。壳体分为3部分，第一部分安装控制电路板61、脉冲电子点火器63和电底火64，第二部分安装火药65，第三部分装滤网66。脉冲电子点火器63的型号为ZT-XJ1，用4个M4的螺钉固定在发生器的壳体62上。控制电路板61使用4个M4的螺钉固定在壳体62上。火药65为冷火药，采用冷燃的棒状硝基胍。滤网66使用不锈钢滤网，滤网滤芯规格为200μm。滤网66用4个M4的螺钉沿周向固定在壳体62上。前述的玻璃纤维软管70使用4mm的高强度聚氯乙烯玻璃纤维软管。

爆炸式气体发生器60产生的气体通过玻璃纤维软管70首先进入轮胎式气囊30的内层，当环形内层气囊32中气体压力达到一定值时，外层气囊与内层气囊相连的四个独立气室的气门被打开，内层气囊气体通过气门进入独立气室。当爆炸式气体发生器60停止供气时，独立气室内的压力超过环形气囊气压，气门被关闭。为了增强轮胎式气囊30的抗扎破能力，在气囊的外表面增加一层弹性较佳的软帆布，帆布质地坚牢、耐磨、紧密厚实。轮胎式气囊30的体积与轮胎内胎的体积一样大，这样可以保持轮胎式气囊30充气后保持车辆行驶平衡。外层气囊与内层气囊的厚度比为2∶1的关系。气囊最小壁厚为1mm。轮胎式气囊30材料选用聚酰胺织物，具有弹性好、断裂伸长大及热焓量高等优点，气囊质量轻、易折叠。轮胎式气囊涂层的原料采用硅酮橡胶。

前述的爆胎报警器选用改装的SUN-HW13型被动探测报警器，内装无线信号接收器，将其粘接于汽车仪表区域。

Claims

1.一种防爆胎紧急充气装置，它由压力传感器、轮胎式气囊、中央控制器、爆炸式气体发生器、玻璃纤维软管以及爆胎报警器组成，其特征在于：爆炸式气体发生器通过使火药燃烧产生充入轮胎式气囊的气体。

2.根据权利要求1所述的防爆胎紧急充气装置，其特征在于爆炸式气体发生器使用脉冲电子点火器点燃电底火。

3.根据权利要求1所述的防爆胎紧急充气装置，其特征在于轮胎式气囊分2层，内层为环形内层气囊，外层为包含4个被隔离的独立气囊分室。