M.J. van den Hil
Smart tires
Literatuuropdracht/scriptie,
Rapport 2004.TL.6837, Sectie Transporttechniek en Logistieke Techniek.
In deze scriptieopdracht is een overzicht gegeven van de huidige stand van
zaken in de slimme ontwikkelingen van autobanden en de verwachte toekomst
van deze ontwikkelingen.
De eerste ontwikkeling op bandengebied is een noodloopsysteem. Het
noodloopsysteem heeft als voordeel dat een reservewiel overbodig wordt. Er
wordt onderscheidt gemaakt tussen een vulring in de band en een
zelfdragende band. Voor beide systemen is tevens een
drukwaarschuwingssysteem vereist. Het drukwaarschuwingssysteem voorkomt
verrassingen voor de bestuurder.
In het geval van lekkage bij een band met vulring zal deze ring de band
ondersteunen. Door het ondersteunen van de band zal het voertuig
bestuurbaar blijven en is het mogelijk om een werkplaats te bereiken. Dit
alles zonder eerst een reservewiel te moeten monteren. Er zijn momenteel
een aantal fabrikanten die een dergelijke vulring op de markt brengen.
De andere invulling van het noodloopsysteem is de zelfdragende band. Deze
band is in staat om het gewicht van een voertuig te dragen ingeval van
lekkage. De zijwangen van een dergelijke band zijn versterkt.
Er zijn momenteel al voertuigen die met een noodloopsysteem zijn uitgerust
en de verwachting is dat dit zich verder zal uitbreiden.
Zoals hiervoor al werd genoemd in het drukwaarschuwingssysteem ook een
belangrijke ontwikkeling op het gebied van veiligheid. In Amerika is het
al verplicht om iedere nieuwe auto met een drukwaarschuwingssysteem uit te
rusten.
Er zijn twee verschillende principes waarmee wordt gewerkt. Het eerste
systeem maakt gebruik van het ABS en het tweede systeem heeft een sensor
in de band die de druk meet en doorgeeft aan een opnemer in het
voertuig.
Het systeem op basis van het ABS maakt gebruik van de aanwezige
toerentalsensoren van het ABS. Als een band zacht is heeft deze een
kleinere straal dan de overige banden en dus een hogere
rotatiesnelheid.
Het systeem met een sensor in de band meet de druk en zendt deze draadloos
door naar of een centrale ontvanger of een antenne in de wielkast. Er
wordt onderscheidt gemaakt tussen sensoren met een batterij en sensoren
zonder batterij.
De verwachting is dat beide systeem worden toegepast op één
voertuig, omdat het indirecte systeem alleen erg onbetrouwbaar is. Het kan
wel dienen als backup mocht het directe systeem een storing vertonen.
Verder is het belangrijk dat er een standaard wordt ontwikkeld wat betreft
de dataoverdracht van de verschillende sensoren.
Een andere ontwikkeling die nog in volop in ontwikkeling is, is de
vervormingsensor. Deze sensor is aangebracht in het loopvlak van de band
en meet de vervorming van het loopvlak. Uit deze vervorming wordt de
wrijvingscoëfficiënt bepaald. Hierdoor is het mogelijk om de
bestuurder te waarschuwen voor gladheid, maar kunnen de
veiligheidssystemen zoals het ABS en ESP ook van betere informatie worden
voorzien.
Een ontwikkeling die ook gebruik maakt van vervorming is het Seitenwand
torsion systeem. Dit systeem meet de vervorming van de zijwang van de
band. Hierdoor kunnen de krachten worden bepaald die op de band werken. De
vervorming wordt indirect gemeten aan de hand van een faseverschil tussen
de toerentalsensor van het ABS en een opnemer van het SWT systeem. In de
zijwang van de band zijn magnetische segmenten aangebracht met wisselende
polen. Zodra er bijvoorbeeld stevig geremd wordt zal er een faseverschil
ontstaan tussen beide sensoren. De mate van faseverschil resulteert
uiteindelijk in een kracht die op de band werkt.
De verwachting is dat beide systemen nog verder worden ontwikkeld en dan
standaard in de voertuigen worden toegepast.
Er zijn nog een aantal overige systemen die de veiligheid ten goede komen
zoals het slijtage indicatorsysteem en het actieve drukregelsysteem voor
de banden van opleggers.
De slijtage-indicator op autobanden is een leuke vinding, maar niet erg
praktisch. Het aantal millimeters profiel wat nog aanwezig is, is af te
lezen op het loopvlak. De getallen met het aantal millimeters zijn op
overeenkomstige dieptes aangebracht. Als echter het loopvlak schuin
afslijt is de slijtage-indicator geen goede indicatie meer.
Het actieve drukregelsysteem houdt de banden van een oplegger zelf op
spanning. De werking is als volgt: er is een verbinding tussen het
luchtsysteem van de trekker en de banden gemaakt. Zodra het nodigt mocht
zijn zullen de banden worden opgepompt.
De verwachting is dat alleen het actieve drukregelsysteem de toekomst
heeft en de slijtage-indicator niet verder zal worden toegepast.
Het nevendoel van deze scriptieopdracht is de toepasbaarheid van
bovenstaande systemen op transportbanden met gedistribueerde aandrijving.
Van bovenstaande systemen is alleen de vervormingsensor een mogelijkheid.
Door een dergelijke sensor tijdens de fabricage aan te brengen in een
transportband is het op termijn misschien mogelijk om de krachten in de
transportband te bepalen en zodoende aan de hand van deze informatie de
aandrijving te sturen.
De systemen die nu op de markt zijn hebben als voornaamste doel de
veiligheid van de automobilist vergroten. De kans is echter aanwezig dat
door de betere voorzieningen en wegligging van een voertuig de
automobilist harder en minder veilig gaat rijden door het veilige gevoel
dat het voertuig geeft.
Rapporten studenten Transporttechniek en Logistieke Techniek
Gewijzigd: 2004.06.08;
logistics@3mE.tudelft.nl
, TU Delft
/ 3mE
/ TT
/ LT.