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嵌入式传感器助力轮胎技术更智能

文章出处:新闻动态 责任编辑:百世精工科技 发表时间:2023-06-14 10:24:06
  
  

      将传感器集成到轨道和轮胎中有助于监控和改进它们的性能。


      “数字化正在进入越野行业的许多不同领域,”Camso 农业服务和售后市场销售执行总监 Martin Lunkenbein 说。它还在重型设备的各种系统和组件中找到了出路,包括履带和轮胎。


      根据大陆集团最近发布的一份新闻稿,全球越野 (OTR) 轮胎市场正以 4% 的复合年增长率增长,数字化、自动化和连接性是其最大的增长动力之一。 

Continental 在轮胎内衬里安装了传感器,以保护它们免受损坏并确保更准确的读数。

      随着这一趋势的发展,越来越多的公司引入所谓的智能轨道和轮胎技术,这些技术具有嵌入式传感器和与其他车辆系统(如远程信息处理平台)的连接性。


      例如,Camso在 2017 年底推出了其正在申请专利的智能轨道技术,该技术在轨道中嵌入了一个温度传感器。如果轨道达到高温水平,传感器会向拖拉机发送信号,然后拖拉机会自动调整速度以降低轨道温度,从而最大限度地提高耐用性并避免不必要的损坏。

Camso 的 Smart Track 技术的特点是将传感器集成到轨道中,如果达到过高的温度水平,它会发送信号。

      “拖拉机现在比以往任何时候都更快,行驶距离更远,拉动的农具也比以往任何时候都大,”Lunkenbein 说。 “智能轨道等新技术表明我们致力于开发解决方案,以提高农民的经营效率、生产力和易用性。”


      嵌入式传感器有助于轮胎监控和连接

      第一次实现 卡姆索的 智能轨道技术将用于高速行驶农业应用。“随着行驶速度的提高和田地之间的距离越来越远,农民希望以最高的运输效率运营,”Lunkenbein解释说。“我们的道路智能轨道解决方案将实现最佳的机器速度,同时防止由于过热而导致的轨道故障,[从而]最大限度地减少停机时间并最大限度地延长轨道寿命。


      “最终,我们的目标是保护农民的履带,同时确保最低运营成本的解决方案,”他补充道。


      对于此应用,传感器嵌入到轨道的胎面杆中,可以在轨道在道路上行驶时监控轨道的温度。 卡姆瑟 目前正在研究两种选择,以便在确定履带过热时向拖拉机发送信号。一种是集成解决方案,其中传感器向发动机控制单元(ECU)发送信号,然后拖拉机通过相应地调整其速度或向操作员发出警告信号来做出反应,然后操作员调整其行驶速度。另一种是与应用程序通信,以便让操作员知道需要调整拖拉机速度。


      伦肯拜因说,曾经 卡姆瑟 已经为道路应用全面开发了传感器和胎面杆改进技术,它将适用于其他可能的应用。“在 卡姆瑟, 我们希望在第一时间就把事情做好,“他说。只有在初始申请中提供了最佳解决方案后,才会研究其他解决方案。


      他确实指出,该公司正在研究在物料搬运设备的实心轮胎中使用RFID(射频识别)技术。与智能跟踪技术类似,RFID将直接集成到 卡姆索的 实心橡胶叉车轮胎。Lunkenbein说,通过该解决方案,它可以帮助“改善车队管理,确保客户以最佳方式运行轮胎,同时在车队经理更换叉车轮胎之前提供更好、更及时的服务”。 


      与履带一样,热量积聚是实心轮胎的常见问题,也是故障的主要原因。为了帮助监控这一点,Trident Industrial Tires & Tracks LLP最近推出了用于监控这些类型轮胎的系统。 固体轮胎性能监测系统 (STPMS)。


      STPMS的传感器封装在专门设计的外壳中,可以嵌入实心轮胎的侧壁孔径中。传感器将温度数据持续发送到手持式显示器,以便操作员和车队可以监控轮胎温度并在必要时采取纠正措施。


      大陆 一直在开发用于公路和非公路应用的嵌入式传感器技术。在 农业技术 2017年,它 推出轨迹传感器概念 具有模制在轨道胎面上的微芯片。它直接与驾驶室内的监视器通信,为设备操作员提供有关轨道状况的实时数据。


      最近,该公司推出了其 远程数字轮胎监控平台ContiConnect.该系统使用由 大陆 专门用于其商用轮胎监测系统。虽然该公司为乘用车应用生产TPMS传感器,但由于其安装在阀门上的定位,这些传感器不足以承受商业应用的严酷考验。商用传感器适用于所有 大陆的 数字轮胎监控系统。


      该传感器能够读取轮胎气压和温度,安装在轮胎的内衬中,在公路和越野应用中保护轮胎免受损坏,并使其能够提供最准确的读数,Michelle Reinhart说, 大陆的 美洲地区商用车轮胎数字解决方案负责人。“与阀门安装的传感器不同,阀门安装的传感器在路边过程中可能会损坏,并且使用算法来计算温度值, 大陆 传感器牢固地粘附在轮胎的内衬上,并物理读取气压和温度。

与更容易损坏的气门式传感器不同,Continental 的传感器牢固地粘附在轮胎的内衬上以保护轮胎。

      虽然嵌入传感器可以保证其安全,但Reinhart指出,这确实需要拆卸轮胎,以便将系统改装到车队的现有轮胎中。为了克服这一点, 大陆 直接从工厂提供带有预装传感器的轮胎。“我们产品组合中的几乎任何轮胎都可以作为智能轮胎订购,”她说。“由于与TPMS功能的自然契合,一些轮胎仅作为智能轮胎出售,例如 [新]康蒂教练 HA3."   


      在工厂级别嵌入传感器有助于降低成本,以及车队的停机时间和复杂性。此外,莱因哈特说,它确保了正确的安装并防止发生安装错误。


      新的ContiConnect系统能够监控整个车队;当车辆到达车队终端时,系统会通过适合移动设备的门户网站以及短信和电子邮件通知来提醒后台人员注意轮胎问题。 


      Reinhart说,像ContiConnect这样的系统是真正的胎压管理系统(TPMS),因为它们的传感器实际上读取轮胎压力和温度,而不是像市场上的一些系统那样使用算法计算温度。大陆 称其为'数字轮胎监测系统',因为除了读取TPMS数据外,它还会将这些数据输入显示器(在ContiPressureCheck的情况下)或门户网站(如ContiConnect),“她解释道。“因此,数据的可访问性超出了TPMS通常所能访问的范围。


      根据莱因哈特的说法,有助于 大陆的 数字轮胎监测解决方案从市场上的其他系统中脱颖而出的是,所有系统的组件都可以组合在一起以利用不同的功能,从而可以为每个车队客户开发定制产品。


      例如,一些客户将ContiConnect Yard与该公司的ContiPressureCheck结合使用,以使驾驶员在路上了解情况,并使车队经理能够在车辆返回车队终端后查看收集的数据。


      与ContiConnect类似,ContiPressureCheck具有嵌入在轮胎中的传感器来监控轮胎性能。但是,它可以实时监控单个车辆,并通过驾驶室内显示屏提醒驾驶员轮胎压力和温度问题。该系统也可以连接到其中一个 大陆的 远程信息处理合作伙伴,用于在远程信息处理平台中远程查看数据。“随着 大陆的 ContiPressureCheck系统,驾驶员可以实时监控胎压情况,并确定他们是否需要立即驶离道路,或者他们可以安全地到达下一个服务站,“Reinhart解释道。“通过添加远程信息处理集成,车队经理或调度员也可以实时帮助进行这种分析。”


      她指出,车辆每天(或至少每隔几天)返回航站楼的运营将从 ContiConnect 系统中获益最多,而车辆在返回航站楼之前行驶很长时间的运营将从 ContiPressureCheck 中受益最多。轮胎传感器对于所有轮胎和所有应用都是相同的。


      随着公司继续开发他们的轨道和轮胎产品,数字化和连接将继续发挥重要作用。


      Reinhart 说,与轮胎传感器相关的一个特别有趣的领域是可以计算里程或花纹深度的领域。 “去年,大陆集团推出了两个乘用车轮胎概念,ContiSense 和 ContiAdapt,其中包括将来也可能转移到我们商用轮胎的技术。”


      她解释说,ContiSense 是基于导电橡胶化合物的开发,这种化合物能够将电信号从轮胎中的传感器发送到车辆中的接收器。基于橡胶的传感器持续监测胎面深度和温度;如果测量值高于或低于预定义的限制,系统会立即提醒驾驶员。 Reinhart 说,如果胎面被刺穿,轮胎中的电路就会关闭,并立即向驾驶员发出警告,这比目前使用的系统更快,后者仅在轮胎压力开始下降时才向驾驶员发出警告。 “未来,ContiSense 系统将配备额外的传感器,这些传感器也可以单独使用。因此,有关路面的信息,例如温度或是否有雪,轮胎可以“感觉到”并传递给驾驶员。数据可以传输到车辆电子设备或通过蓝牙传输到智能手机。”


      另一方面,ContiAdapt 结合了集成到车轮中的微型压缩机,以通过可变宽度轮辋调节轮胎压力。 Reinhart 说,这允许系统修改轮胎接触面的大小,这在各种道路条件下都是安全性和舒适性的重要因素。 “四种不同的组合可以完美适应潮湿、不平坦、湿滑和正常条件。


      “例如,较小的接触面与较高的胎压相结合,可以在平坦、干燥的道路上实现低滚动阻力和节能驾驶,”她解释道。 “相比之下,更大的接地面积和更低的胎压相结合,可以在湿滑的道路上提供理想的抓地力。”


      该系统还允许用户设置低于 1 bar (14.5 psi) 的低轮胎压力,以帮助车辆在深雪中轻松驶出停车位或穿越危险的黑冰。   


      虽然传感器和其他技术将在未来的发展中继续发挥重要作用,但 Reinhart 表示,轮胎传感器无法弥补设计不佳的轮胎,这就是为什么大陆集团继续投资于尖端沟槽几何形状、先进的胎面复合材料和其他技术,以确保高水平的表现。 “此外,我们知道在许多情况下,驾驶员的行为会影响轮胎磨损模式。教育司机并提供工具来帮助车队纠正破坏性行为可以帮助改善轮胎跳动,”她总结道。 “大陆集团致力于在轮胎生命周期的各个方面与车队合作,以实现最低的总体驾驶成本。”



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