Jak działają wskaźniki ciśnienia w oponach

Manometr do opon to stosunkowo proste urządzenie. Zobacz więcej zdjęcia gadżetów samochodowych.

Jeśli masz samochód, prawdopodobnie posiadasz jeden z tych mierników ciśnienia w oponach wielkości długopisu. Na jednym końcu ma zabawną kulistą rzecz, a na drugim małą ruchomą skalę.

Czy kiedykolwiek zastanawialiście się w jaki sposób mierzy ciśnienie? I dlaczego ta mała skala po prostu nie wysadzi końca?

W tym artykule dowiemy się dokładnie, jak działają te manometry!

-

-

Zawartość

1. Zrozumieć presję
2. Wywieranie presji
3. Wewnątrz manometru

-

-Powiedzmy, że bierzesz kawałek drewna o wymiarach 1 cal na 1 cal, który ma 3 stopy długości i powiedzmy, że ten kawałek drewna waży 1 funt. Gdybyś miał postawić ten kawałek drewna na swojej stopie, uderzyłoby to 1 funt siły w palec u nogi. Ponieważ jego przekrój wynosi 1 cal kwadratowy, wywiera 1 funt na cal kwadratowy siły (1 psi) na palec u nogi. Gdybyś miał wziąć 30-metrowy kawałek tego samego drewna i zrównoważyć go na stopie, wywarłoby to nacisk 10 psi. Gdyby miał 300 stóp długości, przyłożyłby 100 psi i tak dalej.

Woda o głębokości 1 stopy wywiera 0,43 psi, więc jeśli jesteś milę pod wodą, wywierane jest około 2270 psi. Oznacza to, że kolumna wody o powierzchni 1 cala kwadratowego i wysokości mili waży 2270 funtów.

Powietrze działa w ten sam sposób. Atmosfera jest głęboka na około 50 mil i wywiera na poziomie morza 14,7 psi. Oznacza to, że kolumna powietrza o powierzchni 1 cala kwadratowego wysokości 50 mil waży 14,7 funta. Nasze ciała uważają, że ciśnienie powietrza 14,7 psi jest całkowicie normalne.

Ciśnienie powietrza na różnych wysokościach

• Poziom morza - 14,7 psi
• 10000 stóp - 10,2 psi
• 20000 stóp - 6,4 psi
• 30000 stóp - 4,3 psi
• 40000 stóp - 2,7 psi
• 50000 stóp - 1,6 psi

-Sposób, w jaki gaz, taki jak powietrze, wywiera ciśnienie wewnątrz pojemnika, jak opona lub balon, zachodzi w wyniku działania atomów powietrza zderzających się z bokami pojemnika.

Wyobraź sobie, że masz pojedynczy atom azotu w zamkniętym pojemniku. Ten atom jest w ciągłym ruchu, odbijając się od ścianek pojemnika. Prędkość ruchu atomu jest kontrolowana przez temperatura -- przy 0 stopniach Kelvina (zero absolutne) atom nie porusza się, a przy wyższych temperaturach prędkość wzrasta. Poprzez zderzenia z bokami pojemnika atom wywiera ciśnienie zewnętrzne. Istnieją więc dwa sposoby na zwiększenie ciśnienia wewnątrz pojemnika:

• Podnieś temperaturę atomów wewnątrz pojemnika - Im cieplejsze atomy, tym szybciej się poruszają.
• Umieść więcej atomów w pojemniku - Im więcej atomów gazu umieścisz w pojemniku, tym więcej zderzeń i tym większy nacisk, jaki wywierają na boki pojemnika.

Kiedy wysadzasz oponę w samochodzie lub na rowerze, używasz pompki, aby zwiększyć ciśnienie powietrza wewnątrz opony, zwiększając liczbę atomów wewnątrz opony. Opona samochodowa zwykle działa pod ciśnieniem 30 psi, a opona rowerowa może działać pod ciśnieniem od 60 do 100 psi. Nie ma tu żadnej magii - pompa po prostu wpycha więcej powietrza do stała objętość, więc ciśnienie rośnie.

-

-Części typowego manometru wyglądają następująco:

-

Aby zmierzyć ciśnienie w oponie za pomocą manometru, wykonaj trzy proste kroki:

1. Ustawić się w stabilnej pozycji, aby przyłożyć manometr do trzpienia zaworu.
2. Zastosuj manometr, tworząc dobre uszczelnienie między manometrem a mostkiem i wypuszczając powietrze z opony do manometru. Zwróć uwagę, jak sworzeń wewnątrz manometru naciska na trzpień zaworu wewnątrz trzpienia zaworu, aby wypuścić powietrze z opony.
3. Odczytaj ciśnienie z manometru.

Wewnątrz rurki stanowiącej korpus manometru znajduje się małe, szczelne uszczelnienie tłok podobnie jak tłok wewnątrz pompki rowerowej. Wnętrze tubusu jest wypolerowane na gładko. Tłok jest wykonany z miękkiej gumy, dzięki czemu ładnie przylega do rurki, a wnętrze rurki jest smarowane lekkim olejem, aby poprawić uszczelnienie. Na poniższym obrazku widać, że tłok znajduje się na jednym końcu rurki i zatrzymać jest na drugim. ZA wiosna biegnie wzdłuż rurki między tłokiem a ogranicznikiem, a ta ściśnięta sprężyna popycha tłok w kierunku lewej strony rury.

Zabawna kulista rzecz na lewym końcu miernika jest pusta. Otwór w kuli jest przeznaczony do zaczepiania o trzpień zaworu opony. Jeśli spojrzysz w otwór, zobaczysz plik gumowa uszczelka i mały ustalony pin. Gumowa uszczelka dociska krawędź trzpienia zaworu, aby zapobiec wyciekowi powietrza podczas pomiaru, a kołek wciska trzpień zaworu w trzpień zaworu, aby umożliwić przepływ powietrza do manometru. Powietrze będzie przepływać wokół sworznia, przez wydrążony kanał wewnątrz kuli do komory tłoka.

Kiedy manometr jest przyłożony do trzpienia zaworu opony, sprężone powietrze z opony wpada do środka i popycha tłok w prawo. Odległość, jaką pokonuje tłok, zależy od ciśnienia w oponie. Sprężone powietrze popycha tłok w prawo, a sprężyna cofa się. Manometr został zaprojektowany tak, aby mieć pewne maksymalne ciśnienie i dla przykładu powiedzmy, że wynosi ono 60 psi. Sprężyna została skalibrowana w taki sposób, że powietrze o ciśnieniu 60 psi przesunie tłok do prawej strony rury, podczas gdy ciśnienie 30 psi przesunie tłok w połowie wzdłuż rury i tak dalej. Po zwolnieniu manometru z trzpienia zaworu przepływ sprężonego powietrza zatrzymuje się, a sprężyna natychmiast wypycha tłok z powrotem w lewo.

Aby umożliwić odczytanie ciśnienia, istnieje skalibrowany pręt wewnątrz tuby:

Na tym rysunku nie pokazano sprężyny, ale skalibrowany pręt pasuje do sprężyny. Skalibrowany tłoczysko porusza się po górnej części tłoka, ale tłoczysko i tłok nie są połączone i między tłoczyskiem a ogranicznikiem jest dość ciasne pasowanie. Kiedy tłok przesuwa się w prawo, popycha skalibrowany pręt. Po zwolnieniu ciśnienia tłok przesuwa się z powrotem w lewo, ale pręt pozostaje w maksymalnym położeniu, aby umożliwić odczyt ciśnienia.

Aby uzyskać więcej informacji na temat wskaźników ciśnienia w oponach i powiązanych tematów, zapoznaj się z linkami na następnej stronie.

Powiązane artykuły

• Jak działają opony
• Jak działają balony na ogrzane powietrze
• Jak działa SCUBA
• Jak działają atomy
• W jaki sposób 30 funtów powietrza w oponach może pomieścić 2 tony samochodu?
• Dlaczego nie używają normalnego powietrza w oponach samochodów wyścigowych?
• Co to znaczy, gdy barometr podnosi się lub opada?
• Czy możesz wyjaśnić kabiny samolotów pod ciśnieniem?

Więcej świetnych linków

• Ciśnienie i gazy
• Nacisk
• TireSafety.com
• Jak sprawdzić ciśnienie w oponach
• GM Goodwrench Filmy