TPMS发射器三防设计研究

    轮胎压力监测系统TPMS(Tire PressureMonitoring System),通过发射器监测轮胎内的压力和温度状况,并定时将信息传送给接收器,若轮胎中压力和温度出现异常状况,系统立即进行报警,同时显示故障轮胎的位置和相应的气压、温度值。发射器在系统中承担了监测轮胎状况与发送信息的任务,它的可靠性是TPMS产品的重要技术指标之一。TPMS产品,特别是工作在我国南方与沿海地区的TPMS产品要经受潮湿、盐雾和霉菌等严酷环境的考验,为保证产品在寿命周期内可靠工作,三防技术是不可忽视的。TPMS发射器安装在汽车轮胎中,其工作环境在胎压监测系统各模块中最为恶劣,因而三防设计尤为重要。

    1 TPMS发射器的环境因素分析

    1. 1 环境因素对产品材质与电性能的影响[1]

    三防设计是指防潮湿、防盐雾和防霉菌设计,在某种意义上,也就是针对环境因素对产品材质与电性能影响的防护设计。产品材质一般分为金属与非金属。金属在大气、水、污染气体、盐溶液,以及粉尘中可产生腐蚀或加快腐蚀;非金属在太阳光、氧与臭氧中被破坏或发生氧化反应,在高温下发生热分解,在水中可发生水解;环境因素还可使产品电性能发生变化并对其造成破坏。环境因素对产品材质与电性能的影响如表1所示。

    1. 2 环境因素对TPMS发射器的影响

    除了某些有内胆的车辆如客车、卡车、工程车辆,以及少数轿车用的是外置式TPMS发射器外,目前家用轿车普遍采用无内胆轮胎,因而市场上大多数TPMS发射器均为内置式,该种发射器通过气门嘴安装在汽车轮辋上,如图1所示。

    TPMS发射器中的壳体为塑料材质,内部为电讯组件,气门嘴组件中含有金属材质,环境因素对该产品的材质与电性能的影响是显而易见的。轮胎内部的发射器经常会工作在恶劣环境中,而潮湿、盐雾和霉菌会降低材料的绝缘强度,引起漏电,从而导致产品故障。轮胎外部的气门嘴会在大气、水、污染气体、盐雾,以及粉尘中产生腐蚀或加快腐蚀。因此,必须采取防止或减少环境因素对发射器寿命影响的各种措施,以保证发射器的工作性能。

    2 TPMS发射器三防设计

    2. 1 三防设计原则

    (1)防潮湿设计的原则:采用吸湿性小的元器件和材料,采用喷涂、浸渍、灌封、憎水等处理方法,局部采用密封结构,改善整机使用环境。

    (2)防盐雾设计的原则:采用防潮和防腐能力强的材料,采用密封结构,岸上设备应远离海岸。

    (3)防霉菌设计的原则:采用抗霉材料,例如:无机矿物质材料;采用防霉剂进行处理;控制环境条件来抑制霉菌生长,例如:采用防潮、通风和降温等措施[2]。