基于SolidWorks软件应用的多传感技术智能轮胎的仿真设计

    随着汽车数量的增加，交通事故、交通堵塞、环境污染等越来越严重，已经成为全球性的社会公害，同时也成为汽车工程界工程技术人员急需解决的重要课题。

    轮胎是汽车不可缺少的重要零部件，有关统计数据表明，大约有6%的交通事故是由轮胎引起的(见图1)。法国米其林集团近期的调查报告表明．商用车辆故障有25%起缘于轮胎，而其中又有85%是因为轮胎慢性漏气所致。美国交通管理部门2010年的统计资料亦表明，超过2/3的汽车存在不同程度的轮胎欠压现象(见图2)。轮胎的温度和压强对新车安全具有很大的影响，监控轮胎的压强和温度具有重要意义。

    图1 因欠压造成交通事故

    图2 轮胎欠压

    为此，笔者采用了多传感技术、RFID电子标签以及机械传动理论，以为建模平台，设计出了一种能克服诸多局限的智能轮胎，实现了轮胎的智能化。

1 设计方案

    智能轮胎包括轮胎性能的实时检测、轮胎信息的记录和识别、轮胎花纹的改变三方面设计。

    1.1 轮胎性能的实时监测

    传统的轮胎结构见图3。首先，笔者对汽车轮胎的工作环境进行了分析，明确了设计的轮胎需要适应高雎、高强度以及温差大的工作环境。传统的轮胎压力、温度状态、漏气情况以及疲劳程度无从知晓，一般都是凭感觉经验判断其安全性，因经验有一定的不确定性，从而造成很多交通事故。因此希望通过在车胎内部安装压力、温度传感器，对车胎气压、温度进行实时监测(见图4)。汽车通过RFID技术读取相关检测数据，驾驶员可以清楚地了解各轮胎的性能情况(见图5)。

    图3 车胎结构

    图4 车胎内部安装压力传感器

    图5 轮胎内部信号传输

    其次，要想实现轮胎花纹的变化，需要了解路面的实时摩擦因数，摩擦因数的基本测量原理：通过传感器检测车轮运行状态，由控制部分单片机对车轮车速、滑移率等相关参数进行必要分析，从而得到摩擦因数(见图6)。

    图6 地面摩擦因数测量流程图     1.2 轮胎信息的记