[发明专利]运载工具牵引增强

说明书

公开了一种包括多个轮(106a，106b)的运载工具(100)和一种有轮运载工具上的设备。所述运载工具或设备包括：控制系统，其布置成在确定所述运载工具的一个或多个轮已经丧失与路面摩擦接触、或有风险会丧失与路面(104)摩擦接触的情况下发出信号。所述运载工具或设备进一步包括：气体源，其布置成当所述信号被发出时供应喷发气体。至少一个气体出口(112)连接到所述气体源，并布置成导引所述喷发气体以从至少一个所述轮前面的路面清除水和/或碎渣。

技术领域

本公开内容涉及的设备和方法用于改善运载工具在潮湿或其它打滑条件下行进时的牵引。

背景技术

为运载工具轮胎提供改善的或干燥的路面的可能性对于改善未来运载工具安全性提供相当大的可能性。轮胎接触面中产生的控制牵引、制动和转弯的力被路面污染极大削弱，路面污染在世界大多数地区主要为雨中或雨后表面积水的形式。

在欧洲，相当多的事故与天气相关，为了支持EU目标，例如到2050年之前接近零交通死亡(2011年欧洲委员会交通白皮书)。涉及由于表面潮湿、有雪和有冰导致牵引减弱的不利天气条件，已成为欧洲交通事故的主要影响因素。极端天气条件导致德国所有交通事故中的39％。在瑞典道路上，25％的事故发生在潮湿道路上，16％发生在有冰/有雪道路上(2010年布达佩斯FISITA上Ditze,M.等人“关于用于不利天气条件的智能运载工具安全系统的调查”)。问题不仅局限于欧洲。在美国，平均每年有6250人在天气相关的碰撞事故中死亡，超过480000人受伤(来源：由Booz Allen Hamilton分析的从2002至2012的十年平均值，基于NHTSA数据http://www.ops.fhwa.dot.gov/weather/q1_roadimpact.htm)。

减少事故和交通死亡的愿望进一步受到以下证据的挑战：全球变暖正导致更常发生大雨，如最近的英国气象局的报告为证，其中包括以下关键引文：“存在越来越多的有力证据，极端每日降雨率变得更高，而且增加率符合基础物理的预计”。“不存在证据反对以下基本前提：变暖的世界将导致更强的每日和每小时大雨事件”。(Slingo,J.等人，2014年。最近的风暴和洪水，英国气象局和生态水文中心报告，2014年2月，第27页)。

这些天气模式(可包括短期极强降雨时段)特别危险，这是因为，能见度减弱，现存的表面水可快速积聚在路面上。在严酷天气中发生事故主要是因为：在轮胎与路面之间显著丧失摩擦。滑行(有时被称为打滑)当表面水层积聚在轮胎与路面之间而导致完全丧失抓地时发生。滑行是极为危险的，可在薄至2至3mm的现存水上以50英里/小时(80km/h)的速度下发生。在大雨并结合喷洒和泼溅中能见度丧失，在雪中能见度丧失、或者甚至在大风中驾驶的条件可增大驾驶任务的压力和导致失控。当路面摩擦减小时的事故中的常见因素是：完全失控发生得多快。这对于甚至最熟练的驾驶者提出一个问题：在如此短的时间内恢复控制。在道路干燥且轮胎处于良好状态的良好条件下，则轮胎接触面与路面之间的摩擦系数约为1.0。当路面潮湿时，根据轮胎条件，摩擦系数可减至约0.5，事实上损失了50％的抓地力。这种摩擦系数的减小通过制动距离在潮湿道路上增大而证实。根据英国高速公路法规，停车距离在潮湿道路上近似加倍。虽然现代轮胎的胎面设计非常先进并有助于将表面水从轮胎接触面移开，不过导致滑行的严重状况仍会发生。

对于现代轮胎，在抓地与燃料效率之间存在折衷。用于推进我们的运载工具的燃料消耗超过附加损耗，例如气动阻力、动力机组中的机械损耗和加速运载工具质量。第四项附加损耗以轮胎滚动阻力的形式存在，在驾驶时约占运载工具所用所有燃料的20％，即，1/5。这些损耗的发生是由于轮胎的机械和材料设计和轮胎操作需要，以呈现出与路面的相当大的接触面积，从而使轮胎结构在滚入、通过和滚出接触面区域时连续变形。将轮胎设计为更加节省燃料受限于提供抓地力的需要，特别是在低摩擦表面上，例如在潮湿时发生的情况。