本实用新型涉及一种机动车轮胎异常气压警报装置，尤其是具有连续探测轮胎过低和／或过高气压气电开关和旋转电连接装置的轮胎异常气压警报装置。

轮胎是机动车的重要部件。轮胎气压对机动车的稳定行驶及司机和乘客的安全起着重要作用。轮胎的气压过低会使其最大负荷减小，使其高速性能、拐弯特性、制动特性等降低，使其异常磨损、过热、破损等，还会使机动车油耗增高；轮胎的气压过高会使机动车行驶震动，高速行驶还会使轮胎放炮。轮胎的过低气压一般都难于及时发现和处置，双轮胎中的一个缺气，另一个尚能支承负荷时，往往长时期不能发现，因而经常发生两个轮胎同时破损的现象；挂车或半挂车在长途行驶时，轮胎缺气是很难及时发现的，往往发现时轮胎已被碾坏，所以许多驾驶员只好定期停车检查轮胎。轮胎的异常气压会造成一系列问题，轻则影响完成运输任务和带来经济损失，如双轮损环后需很久才能修复，而且防碍交通，有的挂车驾驶员一年就碾坏4个轮胎，一个新轮胎现价就是800元左右；重则发生人身伤亡，如高速行驶时前轮突然放炮就可能发生车祸。所以，社会对轮胎异常气压警报装置是迫切需求的。

轮胎异常气压警报装置，一般都要将轮胎气压的变化转变为电信号，电信号的传递有无线耦合和有线旋转电连接两种方式。无线耦合传递如无线电波信号发送、接收一类的轮胎异常气压警报装置存在着价值昂贵、不抗震动、不耐用、易受强噪音或其它车辆电气噪音影响、同样也容易干扰其它车辆、电池使用寿命相当短而须频繁更换等缺点。

轮胎异常气压警报装置用气电开关，有的具有基准气压室用以平衡和鉴定轮胎气压。基准气压室采用压缩空气的气电开关，由于存在着气体扩散和材料变质所生的气体泄漏，以致气电开关工作不久后，其基准气压就显著低于轮胎正常气压，而驾驶员在行车期间又一直相信自己车上的装置是正常的，所以不会注意到轮胎气压的异常状态，另外由于基准气压不能直接测量，因此很难对气电开关的正确功能进行试验，所以 存在着密封性能、稳定性能、可靠功能得不到保证，以及还存在着结构复杂、制造工艺复杂、生产成本高和使用维护不便等缺点。

本实用新型的目的是针对上述社会需求和已有技术的缺点，提供一种技术、结构、制造工艺都简单、生产成本低、适用范围广、工作性能可靠、使用维护简便的能连续探测轮胎气压异常状态并控制电声的  和／或  电光的工作装置发警报的轮胎异常气压警报装置及其所用气电开关。

本实用新型采用了6个附图：

图1.是轮胎气电开关结构示意图，其中

a.是过低气压、法兰连接结构图，

b.是过高气压、螺纹连接结构图；

图2是气路连接软管结构示意图；

图3是轮毂轴承式旋转电连接装置结构示意图；

图4是电滑环－电刷座式旋转电连接装置结构示意图；

图5是电滑环和电刷座的安装结构示意图，其中

a.是电滑环和电刷座在鼓式制动器上的安装图；

b.是电滑环和电刷座在盘式制动器上的安装图；

图6是轮胎异常气压警报装置电路图。

附图中编号为：1.气电开关；2.气压室；3.弹簧室；4.压缩弹簧；5.活塞；6.活塞腔；7.电开关；8.电极；9.电套环；10.导线；11.外壳；12.密封隔膜；13.密封圈；14.电绝缘活塞座；15.气孔；16.外壳盖；17.法兰；18.螺柱；19.气路连接软管；20.气压室接头；21.对接螺母；22.气孔螺管柱；23.气门嘴接头；24.对接螺母；25.接头凸芯；26.软管固结套；27.气门嘴；28.气门嘴芯杆；29.轮毂轴承式旋转电连接装置；30.轮毂轴承；31.内圈；32.滚动体；33.外圈；34.电绝缘层；35.导线；36.轮毂；36′.轮毂；36″.轿壳凸缘；37.转向节；37′.半轴套管；37″.半轴；38.电滑环－电刷座式旋转电连接装置；39.电滑环；40.电绝缘紧固环；41.电刷座；42.压缩弹簧；43.电刷；44.导线；45.制动鼓；46.制动蹄；47.轮毂；48.制动盘；49.制动钳壳体；50.导线；K.气电开关；B.电声装置；L.电光装置；E.直流电源。

本实用新型的任务是通过研制一种能连续探测轮胎异常气压并控制电声的  和／或  电光的工作装置（B、L）发警报的气电开关（1），将气电开关（1）安装在前轮转向节（37）和后轮半轴（37″）的端头或车轮轮辐或轮盘上，用一根两端带活接头（20、23）的软管（19）连通气电开关（1）与轮胎之间的气路，以及研制一种有线旋转电连接装置（29、38）用以连通气电开关（1）与工作装置（B、L）之间的电路来完成的。

参照图1，气电开关（1）具有由金属外壳（11）、橡胶密封隔膜（12）、橡胶密封圈（13）、电绝缘活塞座（14）构成的气压室（2）；具有在金属外壳盖（16）内加工的弹簧室（3）和活塞滑动腔（6）；具有非金属滑动活塞（5）；具有由一对半环形电极（8）和一个电套环（9）构成的电开关（7）。外壳（11）和外壳盖（16）可采用螺纹或其它方式连接。气压室（2）内开有一个气孔（15），弹簧室（3）内安放一个圆柱形螺纹压缩弹簧（4），活塞（5）在活塞腔（6）内可以自由滑动。活塞（5）由三段圆柱体组成，中间圆柱体的半径最大，其只能在活塞腔（6）内滑动，而不能进入气压室（2）和弹簧室（3），气压室端圆柱体的半径由探测轮胎异常气压所预定的气压极值Pmin或Pmax决定，弹簧室端圆柱体的半径由压簧（4）的外径决定。电套环（9）套装在活塞端部圆柱上，电极（8）安装在活塞座（14）上，电开关（7）安装 在活塞（5）与气压室（2）之间，可以探测轮胎过低气压并控制工作装置（B、L）发出过低气压警报，电开关（7）安装在活塞（5）与弹簧室（3）之间，可以探测轮胎过高气压并控制工作装置（B、L）发出过高气压警报。气压室（2）与轮胎之间的气路用一根两端带活接头（20、23）的软管（19）连通。轮胎气压转换成气压室（2）内气压作用在活塞（5）上的压力由弹簧室（3）内的压簧（4）平衡，压簧（4）开始变形的弹力PR是气电开关（1）的基准压力，是可以按探测不同类型轮胎 的异常气压所预定的气压极值Pmin或Pmax而精确定量的。活塞（5）在轮胎气压和压簧（4）弹力作用下，随轮胎气压的变化而在活塞腔（6）内滑动，以实现电开关（7）的接通或断开，从而探测轮胎异常气压并控制工作装置（B、L）发警报。

压簧（4）和活塞（5）按探测轮胎异常气压所预定的气压极值Pmin和Pmax进行设计。如探测轮胎过低气压，压簧（4）承受的开始变形的负荷PR与轮胎单位面积承受的最小许用气压Pmin和活塞（5）承受该Pmin值的面积SL满足关系：

PR＝Pmin·SL

所以，当轮胎气压正常时，活塞（5）紧压在活塞腔（6）的靠近弹簧室（3）的一端，此时电开关（7）断开，安装在机动车驾驶室内的工作装置（B、L）不工作，当轮胎气压低于正常气压的下限Pmin时，活塞（5）在压簧（4）的推力作用下紧压在活塞腔（6）的靠近气压室（2）的一端，此时电开关（7）接通，工作装置（B、L）工作，通过电声装置如蜂鸣器（B）的声音警报，驾驶员就能及时发现轮胎气压过低，通过电光装置如红色指示灯泡（L）的灯光警报，驾驶员就能立即判断是哪个轮胎气压过低，从而适时处置，保证行车稳定安全。如探测轮胎过高气压，压簧（4）承受的开始变形的负荷PR与轮胎单位面积承受的最大许用气压Pmax和活塞（5）承受该Pmax值的面积SH满足关系：

PR＝Pmax·SH

所以，当轮胎气压正常时，活塞（5）紧压在活塞腔（6）的靠近气压室（2）的一端，此时电开关（7）断开，工作装置（B、L）不工作，当轮胎气压高于正常气压的上限Pmax时，活塞（5）在气压室（2）内的轮胎气压作用下紧压在活塞腔（6）的靠近弹簧室（3）的一端，此时电开关（7）接通，工作装置（B、L）工作，驾驶员就能及时发现是哪个轮胎气压过高，从而适时处置，保证行车稳定安全。

气电开关（1）采用压簧（4）平衡轮胎气压可使其结构和制造工艺最大限度地简化、性能稳定可靠，并使要探测的轮胎异常气压Pmin和Pmax精确定量。这是因为在压力测量方面最准确的方法往往是最传统的方法，弹簧是机械产品中重要的基础件之一，圆柱形螺旋压缩弹簧（4）的结构最简单，其具有许多优点，如精密的调节性能即作用力与位移的关系非常灵敏、良好的柔软性能即变形的范围相对较宽、制造容易、结构紧凑、能量利用率高，所以应用最广泛，如各种内燃机和活塞式压缩机上的阀门弹簧是保证机器正常运转、提高设备使用效率的关键性零件，各种高压泵和锅炉上的安全阀弹簧是保证设备运转安全可靠、避免发生灾难性事故的执行元件。气电开关（1）用的压簧（4）就其重要性和服役条件都远不如上述阀簧，压簧（4）只承受恒定负荷而不承受交变负荷等，而且受力后所需发生的位移量很小，其可能发生的失效形式主要是应力松弛。对于精密弹簧一般规定应力松驰率≤5％，压簧（4）算不上精密弹簧，应力松驰失效问题是完全可以解决的。另外，压缩机阀簧的使用寿命已在12000～17000小时之内，压簧（4）的使用寿命自然不成问题。所以气 电开关（1）采用压簧（4）比采用压缩空气作基准压力要优越得多。

气电开关（1）在制造时，单轮胎用气电开关（1）可制造成一个单气压室（2）的探测过低气压的气电开关（1）或同时探测过低气压和过高气压的气电开关（1），双轮胎用气电开关（1）可制造成一个双气压室（2）的分别探测过低气压的气电开关（1）或分别同时探测过低气压和过高气压的气电开关（1），外壳（11）可制作一个法兰（17）或外壳盖（16）可制作一个螺柱（18），通过法兰连接或螺纹连接将气电开关（1）安装在前轮转向节（37）和后轮半轴（37″）的端头或车轮轮辐或轮盘上。活塞（5）也可用金属材料及外壳（11）和外壳盖（16）也可用刚性非金属材料制作，在此种情况下，电套环（9）和电绝缘活塞座（14）可以不用。气电开关（1）可适用于有内胎式和无内胎式的轮胎，还可适用于其它气动领域和气动用途。

参照图2，连通气电开关（1）的气压室（2）与轮胎的气门嘴（27）之间的气路连接软管（19）两端带有气压室接头（20）和气门嘴接头（23）。气压室接头（20）带有对接螺母（21），对接螺母（21）与气孔螺管柱（22）相联接；气门嘴接头（23）带有对接螺母（24）和接头凸芯（25），对接螺母（24）与气门嘴（27）相联结，接头凸芯（25）与气门嘴芯杆（28）相顶接后，轮胎内的压缩空气就能通过软管（19）流入气压室（2）内。

参照图3和图4，连通气电开关（1）的电开关（7）与工作装置（B、L）之间的电路用的有线旋转电连接装置（29、38）是用来解决机动车车轮的旋转元件与悬挂车轮的静止元件之间如何实现电信号有线旋转电连接传递的装置。

在图3中，是利用轮毂轴承（30）来实现旋转电连接的。在前轮情况下，无论是转向前桥还是转向驱动前桥，旋转元件是轮毂（36），静止元件是转向节（37），轮毂（36）用滚锥轴承（30）支承在转向节（37）的轴颈上。在后轮情况下，对于全浮式半轴，旋转元件是轮毂（36′），静止元件是半轴套管（37′），轮毂（36′）用滚锥轴承（30）支承在半轴套管（37′）上；对于半浮式半轴，旋转元件是半轴（37″），静止元件是桥壳凸缘（36″），半轴（37″）用滚锥轴承（30）支承在桥壳凸缘（36″）内。利用轮毂轴承（30）实现旋转电连接的关键是解决轮毂轴承（30）的内圈（31）和外圈（33）与机动车的旋转元件如轮毂（36或36′）或半轴（37″）和静止元件如转向节（37）或半轴套管（37′）或桥壳凸缘（36″）之间的装配表面的电绝缘层（34）问题，这个问题对机动车制造厂来讲，是比较容易解决的。将气 电开关（1）与工作装置（B、L）之间的电路高电位电通道用电绝缘后的轮毂轴承（30）的内圈（31）和外圈（33）连通，电路零电位电通道采用接地方式连通，以形成一个闭合电路而实现电信号的有线旋转电连接传递。

在图4中，是利用电滑环－电刷座（38）来实现旋转电连接的。电滑环－电刷座式旋转电连接装置（38）具有一个电滑环（39）和一个电绝缘紧固环（40）及一个电刷座（41），电刷座（41）内装有一个圆柱形螺旋压缩弹簧（42）和一个电刷（43），电刷（43）在压簧（42）弹力作用下保持与电滑环（39）滑动接触。电滑环（39）用紧固环（40）安装在旋转元件（45、47）上，电刷座（41）安装在静止元件（46、49）上。将气电开关（1）与工作装置（B、L）之间的电路高电位电通道用电滑环（39）和电刷座（41）连通，电路零电位电通道采用接地方式连通，以形成一个闭合电路而实现电信号的有线旋转电连接传递。

参照图5，电滑环－电刷座式旋转电连接装置（38）安装在机动车的车轮制动器上。在鼓式制动器情况下，电滑环（39）用紧固环（40）安装在制动鼓（45）内，电刷座（41）安装在制动蹄（46）上。在盘式制动器情况下，电滑环（39）用紧固环（40）安装在轮毂（47）上，电刷座（41）安装在制动钳壳体（49）上。根据车型和结构的不同，电滑环（39）和电刷座（41）的安装可按具情灵活处置。

参照图6，以10米长的东风牌半挂车为例，说明机动车轮胎异常气压警报装置的电路连接。该半挂车有两个单轮前轮，有四对双轮后轮，每个单轮前轮一个单气压室（2）的气电开关（K）和一个旋转电连接装置（29或38），每对双轮后轮一个双气压室（2）的气电开关（K）和一个旋转电连接装置（29或38）。每个前轮和每对后轮都有一个与之相对应的电光装置（L），每辆机动车只需一个电声装置（B）和一个一般是12伏的直流电源（E）。每个电光装置（L）都和电声装置（B）是并联的，每个前轮和每对后轮的气电开关（K）都能独立控制自己的电光装置（L）和公用的电声装置（B）工作。电声装置（B）和电光装置（L）可以单独使用，也可以同时使用，同时使用最佳。本实用新型的轮胎异常气压警报装置可适用于汽车、无轨电车和拖拉机等，可适用于大车和小车、货车和客车、单轮和双轮、内胎式轮胎和无内胎式轮胎、重载和空载等。

本实用新型符合社会对机动车轮胎异常气压警报装置的需求，克服了 已有技术的某些缺点，具有技术、结构和制造工艺都简单、生产成本低、适用范围广、工作性能稳定可靠、探测过低或过高异常气压可精确定量、使用寿命长、使用维护简便等优点，具有显著的社会效益和技术经济效益等积极效果。

本实用新型的实施方式，是按本实用新型技术生产气电开关（1）和旋转电连接装置（29或38），将气电开关（1）安装在前轮转向节（37）和后轮半轴（37″）的端头或车轮轮辐或轮盘上，按照图5将电滑环－电刷座式旋转电连接装置（38）安装在车轮制动器上，按照图2将气电开关（1）的气压室（2）与轮胎的气门嘴（27）之间的气路用一根软管（19）连通，按照图3或图4和图5将气电开关（1）的电开关（7）与电声的  和／或  电光的工作装置（B、L）之间的电路高电位电通道用轮毂轴承式旋转电连接装置（29）或电滑环－电刷座式旋转电连接装置（38）连通，电路零电位电通道采用接地方式连通。于是，机动车在行驶过程中，任何一个轮胎的气压发生异常，电声装置如蜂鸣器（B）就会发出声音警报，电光装置如红色指示灯泡（L）就会显示是哪个轮胎气压异常，驾驶员就能及时发现和处置，从而保证行车稳定安全。