CN102556008B - 一种简易型汽车轮胎自动充气装置以及充气方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种简易型汽车轮胎自动充气装置和充气方法，自动充气装置包括充气阀和放气阀，还设有用于感应充气对象压力且在低压力时触发的低压力传感器；用于感应充气对象压力且在高压力时触发的高压力传感器；用于设定充气压力的压力选择开关；用于根据所述的压力选择开关的状态以及低压力传感器和高压力传感器的信号对应的控制充气阀和放气阀的控制电路。本发明简易型式自动充气装置制作简单，成本低，实用性强，方便维护及使用，能长期重复使用，有利于标准化作业。本发明自动充气装置和方法利用了先充气后放气的模式，可以针对多个充气对象同时操作，避免相互干涉，提高了工作效率。

Description

一种简易型汽车轮胎自动充气装置以及充气方法

技术领域

本发明涉及一种充气装置，尤其涉及一种可用于向轮胎充气的简易型自动充气装置以及充气方法。

背景技术

现有充气装置一般包括与气源连接的充气阀、与放空管连接的放气阀、用于检测充气对象内压力的压力检测元件，结构略简单的充气装置是充气阀和放气阀分别利用充气开关和放气开关来控制，操作人员根据压力检测元件的指示来控制充气开关和放气开关，操作比较繁琐。

利用程序控制(集成电路)的自动充气装置具有较高的充气精度和充气速度，但不能给多个轮胎同时充放气，无法手、自动切换；如果轮胎气压需临时调整就需将现有气压放尽后重新进行设定充气值二次充气，增加了操作人员的劳动强度。不仅如此，现有自动充气装置成本过高，对操作人员要求高，程序的设定和更改需要较专业的人员进行，一旦损坏，维修困难且费用较高，也不便制订标准化的作业规程。

发明内容

本发明提供一种成本低、便于操作和维护的自动充气装置。还可以实现同时给多个轮胎进行充放气。

一种简易型汽车轮胎自动充气装置，包括充气阀和放气阀，其特征在于，设有：

用于感应充气对象压力且在低压力时触发的低压力传感器；

用于感应充气对象压力且在高压力时触发的高压力传感器；

用于设定充气压力的压力选择开关；

用于根据所述的压力选择开关的状态以及低压力传感器和高压力传感器的信号对应的控制充气阀和放气阀的控制电路。

控制电路对充气阀和放气阀的控制也体现其电路连接关系，即所述的充气阀、放气阀、压力选择开关、低压力传感器和高压力传感器均通过电路接入该控制电路，控制电路采集低压力传感器和高压力传感器的信号，当充气对象的压力高于设定值时则开启放气阀减压，反之开启充气阀充气，直至对象压力符合设定值。

设定充气压力时，根据低压力传感器和高压力传感器的压力感应范围对应的设定一个低压力和一个高压力，即充气时充气对象压力达到低压力时低压力传感器触发，当充气对象压力达到高压力时高压力传感器触发。

充气对象的最终压力是通过所述的压力选择开关来设定的，所述的压力选择开关有高压和低压两个切换状态，当选择低压时，充气对象的最终压力应该是与低压力传感器设定压力范围对应的数值；当选择高压时，充气对象的最终压力应该是与高压力传感器设定压力范围对应的数值。所述的低压力和高压力并非指绝对数值，而是两者相比较而言。

作为优选，所述的控制电路中设有用于控制充气时间的计时电路，所述的计时电路采用具有复位清零功能的时间继电器(应理解为包括时间继电器本身以及辅助电路)。

作为优选，设有接入所述的控制电路的自动充气开关，该自动充气开关触发时进行充气的时间受所述的计时电路控制。

作为优选，设有用于直接开启所述的充气阀的手动充气开关，该手动充气开关接入所述的控制电路，手动充气开关并不触发所述的计时电路，可强制开启充气阀并保持，实现手动充气。

作为优选，设有用于直接开启所述的放气阀的手动放气开关，该手动放气开关接入所述的控制电路，手动放气开关并不触发所述的计时电路，可强制开启放气阀并保持，实现手动放气。

作为优选，所述的自动充气开关、手动充气开关和手动放气开关通过所述的控制电路互锁，即三个开关触发其中一个时，另外两个无法触发。

作为优选，设有用于指示所述的充气阀处于开启状态的充气指示灯，充气阀处于开启状态时同时点亮充气指示灯，在电路上可通过并联实现同步。

作为优选，设有用于指示所述的放气阀处于开启状态的放气指示灯，放气阀处于开启状态时同时点亮放气指示灯，在电路上可通过并联实现同步。

作为优选，设有用于指示所述的压力选择开关选择高压力时的高压档指示灯，所述的压力选择开关对应有常开触点和常闭触点，选择高压力时高压档指示灯可以与其中一组导通的触点串联，即实现同步指示。

在实际使用中为了提高高设定压力与低设定压力的切换速度，可以选用自锁按钮作为压力选择开关(也可根据使用情况选用旋转开关)。

作为优选，所述的低压力传感器和高压力传感器可采用双位电接点压力表，其常闭触点与常开触点设定的压力相同，即在同一位置，而且可显示压力值、传感压力信号且便于压力设定。例如采用现有的耐震磁助式电接点压力表，不仅可降低成本、还可简化结构。实际上，考虑到双位电接点压力表的切换所需时间，其常开触点的位置总不落后于常闭触点，也就是说常开触点设定的压力总要略大于或等于常闭触点设定的压力。

作为优选，所述的充气阀与充气对象之间的气体管路中设有稳压腔，所述的低压力传感器和高压力传感器的压力感应元件连通至该稳压腔中，即低压力传感器和高压力传感器直接感应稳压腔中的压力，稳压腔可以是一容器或将气体管路直径明显加大，以降低测量误差。

本发明还提供了一种自动充气方法，包括如下步骤：

(1)设定充气压力为低压力或高压力；

(2)向充气对象内充气，使与所述的低压力对应的低压力传感器以及与所述的高压力对应的高压力传感器均触发，通过所述的低压力传感器和高压力传感器触发带有设定时间的计时电路；

(3)在所述的设定时间内继续保持充气状态；

(4)设定时间结束后，停止充气，并开始放气；

(5)当充气对象的压力低于所述的高压力，且设定充气压力为高压力时，停止放气结束所述的自动充气；当充气对象的压力低于所述的高压力，且设定充气压力为低压力时，继续放气并执行步骤(6)；

(6)放气至充气对象的压力低于所述的低压力时，所述的计时电路复位并停止放气，结束所述的自动充气。

本发明简易型式自动充气装置制作简单，成本低，实用性强，方便维护及使用，能长期重复使用，有利于标准化作业。本发明充气方法利用了先充气后放气的模式，可以针对多个充气对象同时操作，避免相互干涉，提高了工作效率。

附图说明

图1为本发明一种简易型自动充气装置的结构框图；

图2为图1中控制电路以及受控元件的电路连接示意图。

具体实施方式

参见图1，本发明一种简易型汽车轮胎自动充气装置，包括充气阀和放气阀。

设有用于感应充气对象压力且在低压力时触发的低压力传感器。

设有用于感应充气对象压力且在高压力时触发的高压力传感器。

设有用于设定充气压力的压力选择开关，设定充气压力时，根据低压力传感器和高压力传感器的压力感应范围对应的设定一个低压力和一个高压力，即充气时充气对象压力达到低压力时低压力传感器触发，当充气对象压力达到高压力时高压力传感器触发。

设有用于根据所述的压力选择开关的状态以及低压力传感器和高压力传感器的信号对应的控制充气阀和放气阀的控制电路，当充气对象的压力高于设定值时则开启放气阀减压，反之开启充气阀充气，直至对象压力符合设定值。

设有用于控制充气时间的计时电路，所述的计时电路采用具有复位清零功能的时间继电器。

设有接入控制电路的自动充气开关，该自动充气开关触发时进行充气的时间受计时电路控制。设有用于直接开启充气阀的手动充气开关，该手动充气开关接入控制电路，手动充气开关并不触发计时电路，可强制开启充气阀并保持，实现手动充气。设有用于直接开启放气阀的手动放气开关，该手动放气开关接入控制电路，手动放气开关并不触发计时电路，可强制开启放气阀并保持，实现手动放气。自动充气开关、手动充气开关和手动放气开关通过控制电路互锁，即三个开关触发其中一个时，另外两个无法触发。

设有用于指示所述的充气阀处于开启状态的充气指示灯，充气阀处于开启状态时同时点亮充气指示灯，在电路上可通过并联实现同步。设有用于指示所述的放气阀处于开启状态的放气指示灯，放气阀处于开启状态时同时点亮放气指示灯，在电路上可通过并联实现同步。

设有用于指示所述的压力选择开关选择高压力时的高压档指示灯，所述的压力选择开关对应有常开触点和常闭触点，选择高压力时高压档指示灯可以与其中一组导通的触点串联，即实现同步指示。

低压力传感器和高压力传感器均可采用双位电接点压力表，其常闭触点与常开触点设定的压力相同，即在同一位置，而且可显示压力值、传感压力信号且便于压力设定，可采用现有的耐震磁助式电接点压力表。

充气阀与充气对象之间的气体管路中设有稳压腔(图中省略)，压力传感器的压力感应元件连通至该稳压腔中，即压力传感器直接感应稳压腔中的压力。由流体力学理论(伯努利方程)容易知道，在同一管道中的任一截面流体，压力P×流速V＝常数R，也就是说管道中某处流体流速越高其压力就越低。由于压力测量装置检测的压力值为流体流动压力值，因此其稳定压力(静压)后的实际压力必然大于实际设定的压力值(检测的压力值)且其偏差随流速的增加而增大。对此，一方面考虑到排气口大小一定时(节流阀调节)排气流速度与排气源(被充气对象)压力成正比的关系，可通过试验性的调节设定等效值(排气源排气至某一刻的静压力等于目标压力值时所对应的动态等效压力设定值)来削弱甚至消除上述现象所产生的误差；另一方面，由流体质量守恒定理(连续性定理)：单位时间内流过同一管道中任一截面的质量相等，也就是说，管道中任一截面的等效直径越大那么此处流体的流速就越低，因此在压力测量点处增设稳压腔来削弱实际测量所产生的误差。

本发明自动充气方法，包括如下步骤：

(1)设定充气压力为低压力或高压力；

(2)向充气对象内充气，使与所述的低压力对应的低压力传感器以及与所述的高压力对应的高压力传感器均触发，通过所述的低压力传感器和高压力传感器触发带有设定时间的计时电路；

(3)在所述的设定时间内继续保持充气状态；

(4)设定时间结束后，停止充气，并开始放气；

(5)当充气对象的压力低于所述的高压力，且设定充气压力为高压力时，停止放气结束所述的自动充气；当充气对象的压力低于所述的高压力，且设定充气压力为低压力时，继续放气并执行步骤(6)；

(6)放气至充气对象的压力低于所述的低压力时，所述的计时电路复位并停止放气，结束所述的自动充气。

参见图2，本发明自动充气装置所有用电部件都布置在电源两极之间，即图中的A、B之间，其中控制电路由若干继电器构成。

时间继电器KT采用了具有复位功能的JSS48A D型时间继电器。图2中时间继电器KT的触发电路用标有KT的矩形框表示。

继电器KA具有自锁电路，图2中继电器KA的自锁电路用标有KA的矩形框表示。

图中自动充气开关、手动充气开关和手动放气开关分别对应的继电器SB1、继电器SB2、继电器SB3(例如开启自动充气开关，则对应的触发继电器SB1，使其继电器SB1的常开触点导通，常闭触点断开)。

低压力传感器和高压力传感器分别对应继电器KP1和继电器KP2，低压力传感器和高压力传感器被触发时，其对应的继电器的触点状态会发生切换。

压力选择开关对应继电器SB，压力选择开关的两个设定档(高压力和低压力)进行切换时继电器SB的触点状态会发生切换。

具体布置为分别接入电源两极之间(A点和B点之间)的八条支路，以及时间继电器KT的复位电路。

其中：

第一支路为：依次串联的继电器SB常开触点、高压档指示灯LG，这里的继电器SB常开触点是指压力选择开关选择低压力时的状态，若压力选择开关选择高压力时，此处则为继电器SB常闭触点，则高压档指示灯LG直接点亮。

第二支路为：依次串联的继电器SB1的常开触点、继电器KP2的常开触点、继电器KA的自锁电路KA、继电器SB2的常闭触点。

与高压力传感器对应的继电器KP2的常开触点指充气对象压力未达到设定压力(高压力)时其为断开状态，当充气对象压力达到设定压力时，其切换为导通状态，低压力传感器KP1同理。

第三支路为：依次串联的继电器KA的常开触点、继电器SB常闭触点、时间继电器KT的常开触点、自锁电路KA、继电器SB2的常闭触点。

第四支路为：依次串联的继电器SB3的常开触点、放气指示灯L2、继电器SB1的常闭触点、继电器SB2的常闭触点。

第五支路为：依次串联的继电器KA的常开触点、时间继电器KT的常开触点、放气阀SV2、继电器SB1的常闭触点、继电器SB2的常闭触点。其中放气阀SV2是指开启放气阀的电控元件(如接触器等)，当第五支路其余部件均导通时，放气阀即开启(充气阀同理)。

第六支路为：依次串联的继电器KA的常开触点、时间继电器KT的触发电路KT。

第七支路为：依次串联的继电器KA的常开触点、时间继电器KT的常闭触点、充气阀SV1、继电器SB3的常闭触点。

第八支路为：依次串联的继电器SB1的常开触点、充气指示灯L1、继电器SB3的常闭触点。

其中充气指示灯L1还与第七支路中的充气阀SV1相互并联，继电器SB1的常开触点并联有继电器SB2的常开触点。

时间继电器KT的复位电路为相互串联的复位触点RSTKT和继电器KP1的常闭触点，且该复位电路接入电源的一端。

结合图2，本发明自动充气方法工作过程如下：

(1)设定充气压力，以图2中的设定低压力为例。

(2)短时间接通自动充气开关，则对应的触发继电器SB1，充气阀SV1以及充气指示灯L1接通，开始充气；

直至充气对象内的压力高于高压力传感器的触发条件，此时与低压力传感器对应的继电器KP1和与高压力传感器对应的继电器KP2均触发，时间继电器KT通电开始计时。

(3)在设定时间内，充气阀SV1继续工作保持充气状态。

(4)设定时间结束后，时间继电器KT触点切换状态，充气阀SV1以及充气指示灯L1断电，停止充气；

放气阀SV2以及放气指示灯L2接通，开始放气。

(5)当充气对象的压力低于高压力，且设定充气压力为高压力时，与高压力传感器对应的继电器KP2切换回最初状态，使放气阀SV2以及放气指示灯L2断电，停止放气，结束自动充气；

本实施例中设定充气压力为低压力，因此放气阀SV2以及放气指示灯L2仍处于工作状态，继续放气，并执行步骤(6)。

(6)当充气对象的压力低于低压力时，与低压力传感器对应的继电器KP1切换回最初状态，时间继电器KT的复位电路接通使时间继电器KT复位；

同时放气阀SV2以及放气指示灯L2断电，停止放气，结束自动充气。

Claims (4)

1.一种简易型汽车轮胎自动充气装置，包括充气阀和放气阀，其特征在于，设有：

用于感应充气对象压力且在低压力时触发的低压力传感器；

用于感应充气对象压力且在高压力时触发的高压力传感器；

用于设定充气压力的压力选择开关；所述的压力选择开关有高压和低压两个切换状态，当选择低压时，充气对象的最终压力是与低压力传感器设定压力范围对应的数值；当选择高压时，充气对象的最终压力是与高压力传感器设定压力范围对应的数值；

用于根据所述的压力选择开关的状态以及低压力传感器和高压力传感器的信号对应的控制充气阀和放气阀的控制电路；所述的控制电路中设有用于控制充气时间的计时电路；

设有接入所述的控制电路的自动充气开关，该自动充气开关触发时进行充气的时间受所述的计时电路控制；设有用于直接开启所述的充气阀的手动充气开关，该手动充气开关接入所述的控制电路；设有用于直接开启所述的放气阀的手动放气开关，该手动放气开关接入所述的控制电路；所述的自动充气开关、手动充气开关和手动放气开关通过所述的控制电路互锁。

2.如权利要求1所述的简易型汽车轮胎自动充气装置，其特征在于，设有用于指示所述的压力选择开关选择高压力时的高压档指示灯。

3.如权利要求1或2所述的简易型汽车轮胎自动充气装置，其特征在于，所述的充气阀与充气对象之间的气体管路中设有稳压腔，所述的低压力传感器和高压力传感器的压力感应元件连通至该稳压腔中。

4.一种自动充气方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）设定充气压力为低压力或高压力；

（2）向充气对象内充气，使与所述的低压力对应的低压力传感器以及与所述的高压力对应的高压力传感器均触发，通过所述的低压力传感器和高压力传感器触发带有设定时间的计时电路；

（3）在所述的设定时间内继续保持充气状态；

（4）设定时间结束后，停止充气，并开始放气；

（5）当充气对象的压力低于所述的高压力，且设定充气压力为高压力时，停止放气结束所述的自动充气；当充气对象的压力低于所述的高压力，且设定充气压力为低压力时，继续放气并执行步骤（6）；

（6）放气至充气对象的压力低于所述的低压力时，所述的计时电路复位并停止放气，结束所述的自动充气。

Images