智能數(shù)顯預(yù)設(shè)胎壓自動(dòng)充氣機(jī)的設(shè)計(jì)

許新豐

（蘇州經(jīng)貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院,江蘇 蘇州 215009）

智能數(shù)顯預(yù)設(shè)胎壓自動(dòng)充氣機(jī)的設(shè)計(jì)

許新豐

（蘇州經(jīng)貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院,江蘇 蘇州 215009）

隨著我國(guó)人民生活水平的提高，汽車的數(shù)量不斷的增加，為了能夠滿足汽車行業(yè)輪胎充氣的高效穩(wěn)定性，提高工作效率給操作人員帶去方便，必須加強(qiáng)智能充氣機(jī)的研發(fā)。文章主要針對(duì)智能數(shù)顯預(yù)設(shè)胎壓自動(dòng)充氣機(jī)的設(shè)計(jì)進(jìn)行探究，介紹了內(nèi)部結(jié)構(gòu)工作原理以及其系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證其能實(shí)現(xiàn)智能化自動(dòng)充氣，其精確度也很高，為人們的工作帶去便利。

智能數(shù)顯；輪胎充氣；自動(dòng)化；控制器

對(duì)于汽車的輪胎壓力直接影響著其行駛性能和安全性，胎壓過(guò)高過(guò)低都會(huì)給人們帶來(lái)安全隱患，還會(huì)影響輪胎的使用壽命，必須要使輪胎壓力保持在正常工作狀態(tài)下。傳統(tǒng)的充氣機(jī)通常通過(guò)人工判讀、手動(dòng)操作充放氣、機(jī)械壓力表進(jìn)行監(jiān)測(cè)等來(lái)完成充氣工作流程，但是該過(guò)程的誤差大，操作時(shí)間長(zhǎng)，自動(dòng)化程度不夠，無(wú)法進(jìn)行大批量的輪胎充氣工作，因此，必須要不斷的創(chuàng)新研發(fā)，實(shí)現(xiàn)充氣機(jī)的智能化、自動(dòng)化、精準(zhǔn)化，有效的改善輪胎充氣的工作過(guò)程，提高充放氣工作效率。

1 控制器的結(jié)構(gòu)和工作原理

該控制器的主要結(jié)構(gòu)由氣源、進(jìn)氣電磁閥、放氣電磁閥、壓力傳感器以及微控制器構(gòu)成的，進(jìn)氣電磁閥與車輪胎相連，實(shí)現(xiàn)充放氣操作，電磁閥的開關(guān)由微控制器進(jìn)行控制，控制器主要是用于監(jiān)測(cè)、控制充放氣的過(guò)程使胎壓達(dá)到最佳狀態(tài)，該智能控制器具有記憶性和控制充放氣的間隔時(shí)間，要先使輪胎壓力值達(dá)到峰值，在進(jìn)行放氣操作，過(guò)程中要間隔進(jìn)行多次充放氣，在間隔的時(shí)間段等氣流量達(dá)到穩(wěn)定，再進(jìn)行輪胎壓力測(cè)量，從而精準(zhǔn)地測(cè)量出充氣數(shù)值，使輪胎壓力達(dá)到理想效果。并且控制器能夠?qū)⒊浞艢鈺r(shí)間記憶存放在EEPROM中，在之后的操作過(guò)程中進(jìn)行調(diào)用，通過(guò)記憶的充氣時(shí)間，達(dá)到快速充氣的目的，在接近閥值時(shí)會(huì)放慢充氣速度，在間隔時(shí)間進(jìn)行壓力測(cè)量，從而能夠使汽車輪胎壓力更加的準(zhǔn)確，放氣過(guò)程原理也是一樣的。

需要注意的是充放氣過(guò)程中不能進(jìn)行壓力測(cè)量，因?yàn)橛捎跉怏w的流速比較大。根據(jù)伯努利方程可以得出氣壓會(huì)變小，因此，在充放氣過(guò)程中進(jìn)行測(cè)量，會(huì)使測(cè)量值不準(zhǔn)確，無(wú)法計(jì)算出真實(shí)值，因此必須要等到氣流量穩(wěn)定再進(jìn)行測(cè)量，可利用間隔時(shí)間段完成測(cè)量的目的。

2 控制系統(tǒng)軟硬件設(shè)備

（1）硬件的主要設(shè)備。對(duì)于該智能控制器的硬件主要包括傳感器、A/D轉(zhuǎn)換顯示電路、存貯電路、信息調(diào)理電路、電磁閥控制電路以及看門狗電路，傳感器是十分重要的結(jié)構(gòu)一定要選擇靈敏度高，并且具有較高抗磁干擾能力，才能夠保證其不受外界環(huán)境的影響。在該控制器中選擇的是硅壓力傳感器，其準(zhǔn)確度很高，誤差為0.1%，并且該傳感器采用的是恒流電，也能有效提高系統(tǒng)的精密度。A/D轉(zhuǎn)換主要選用的是12位，速度為500KHz的串行芯片，對(duì)于電壓的輸入范圍為0～5v，該芯片的精度很高，并且其內(nèi)部含有基準(zhǔn)電壓，它的體積也比較小，功耗的外圍電路也十分簡(jiǎn)單，價(jià)格也不高，對(duì)于該控制系統(tǒng)的硬件設(shè)備，一定要選擇精密度高，并且要選用低消耗的，確保其穩(wěn)定工作準(zhǔn)確測(cè)量出輪胎壓力值。

（2）軟件的設(shè)計(jì)。對(duì)于控制器的軟件分為主程序和初始程序，主程序主要包括初始化程序、顯示驅(qū)動(dòng)器、數(shù)值掃描、數(shù)據(jù)處理等。其初始程序包括開關(guān)機(jī)顯示、定時(shí)器、各鍵值、初始化操作以及定時(shí)器，通過(guò)主程序和初始程序和協(xié)作，才能完成整個(gè)程序操作流程。不能只注重硬件設(shè)備的管理、配備，也要加強(qiáng)對(duì)軟件設(shè)備的管理和設(shè)計(jì)。如果說(shuō)硬件設(shè)備是智能自動(dòng)充氣機(jī)的核心，那么軟件設(shè)備就是其操作流程指令的執(zhí)行者。

3 進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

為了驗(yàn)證該智能輪胎自動(dòng)充氣機(jī)的充放氣操作情況，選用轎車輪胎進(jìn)行充氣，分別制定合理的短時(shí)充氣間隔，并記錄此時(shí)壓力值，實(shí)驗(yàn)要經(jīng)過(guò)多次的重復(fù)實(shí)驗(yàn)，也要分別選用不同的初始?jí)毫χ怠⒊錃鈮毫χ狄约胺艢鈮毫χ担惨?jīng)過(guò)重復(fù)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，制定相應(yīng)的曲線變化圖，并進(jìn)行分析處理。通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以得出當(dāng)壓縮機(jī)的氣流量達(dá)到一定較大值時(shí)，可以將其看作提供的是恒定的氣流量，輪胎的壓力值變化也比較平穩(wěn)。當(dāng)處于放氣的時(shí)候，隨著輪胎壓力的不斷減小氣流量也不斷下降，此時(shí)輪胎壓力變化為非線性變化，通過(guò)數(shù)據(jù)處理可知充放氣時(shí)間與輪胎內(nèi)初始?jí)毫χ涤嘘P(guān)，并且所得數(shù)據(jù)也呈現(xiàn)出了系統(tǒng)的精準(zhǔn)度和高效性。

4 結(jié)語(yǔ)

當(dāng)前國(guó)家發(fā)展十分迅速，為了推動(dòng)汽車行業(yè)的快速發(fā)展，對(duì)汽車的各個(gè)環(huán)節(jié)都應(yīng)該加強(qiáng)研究，汽車輪胎是保障汽車安全行駛的靈魂，輪胎壓力情況決定著汽車的行駛性能和安全性。為了滿足大批汽車輪胎充放氣的生產(chǎn)需求，必須加強(qiáng)智能數(shù)顯胎壓自動(dòng)充氣機(jī)的研發(fā)，細(xì)化每一個(gè)細(xì)節(jié)，以便提高其充氣的精準(zhǔn)度，實(shí)現(xiàn)高效率操作的目的，不僅能夠?yàn)槿藗兊男熊嚢踩峁┍Ｕ希材苡行У赝苿?dòng)我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展。

［1］王權(quán)，丁建寧，王文襄，等.高溫壓力傳感器溫度漂移補(bǔ)償研究［J］.傳感器技術(shù)，2006，24，（2）:13-15.

［2］吳寶元，徐德章.應(yīng)變式傳感器橋路供電方式的研究［J］.自動(dòng)化儀表，2006，27，（1）:9-13.

蘇州經(jīng)貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院自然類課題——智能數(shù)顯預(yù)設(shè)胎壓自動(dòng)充氣機(jī)的設(shè)計(jì)，項(xiàng)目編號(hào)：KY－ZR1609

許新豐(1979-)，男，江蘇蘇州人，大學(xué)本科，講師，主要研究方向：電子信息。