一種帶自動限壓功能的汽車充氣裝置和充氣方法

宮靜 楊松銘

摘要： 隨著新能源汽車的發展以及國家油耗要求越來越嚴格，汽車輕量化工作越來越重要。汽車隨車充氣裝置的應用是整個備用輪胎應急措施的一大變革?，F有的充氣裝置在充氣過程中，需要用戶用眼觀察，保證輪胎充到合適的氣壓值。由于現在很多充氣泵上的氣壓表精度為±0.2bar，且人眼觀察具有一定的偏差或注意力易不集中，因此無法保證輪胎氣壓與車輛的設計氣壓完全一致，另外，如果晚上光線較差時，誤差更大。因此本文對汽車輪胎的充氣裝置和充氣方法進行了研究，介紹了一種帶自動限壓功能的汽車充氣裝置，同時配備的自動照明控制系統，使輪胎充氣更便捷，減少安全隱患，保障了行車安全。

Abstract： With the development of new energy vehicles and the increasingly stringent national fuel consumption requirements， vehicle lightweight is becoming more and more important. The application of automobile on-board inflation device is a great change in the emergency measures of the whole spare tire. In the inflation process of the existing inflation device， the user needs to observe with his eyes to ensure that the tire is inflated to an appropriate air pressure value. Because the accuracy of the barometer on many inflation pumps is

± 0.2bar， and the human eyes observation has a certain deviation or it′s easy to lose concentration， it is impossible to ensure that the tire pressure is completely consistent with the design pressure of the vehicle. In addition， if the light is poor at night， the error is even greater. Therefore， this paper studies the inflation device and inflation method of automobile tires， introduces an automobile inflation device with automatic pressure limiting function， and is equipped with automatic lighting control system， which makes it more convenient to inflate the tires when driving， in order to reduce the potential safety hazards in driving and ensure driving safety.

關鍵詞： 輕量化;自動限壓;行車安全

Key words： light weight;automatic voltage limiting;driving safety

中圖分類號：U466? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-957X（2021）18-0229-02

0? 引言

新能源車在發展初期一直因為續航問題備受爭議，所以研發人員竭盡全力的從方案設計端找路徑，提高續航水平降低整車成本也成為新能源車銷量好壞的決定性因素。提高續航的方法除了單純的增加電池容量和降低整車風阻系數之外，就是降低整車設計重量，所有的系統及零部件方案設計盡量輕量化，集成化，小型化以及低成本化。往常整車開發都會配備一個備胎總成，這種備胎總成由輪胎和輪輞組成。但是這個備胎重量高達十幾公斤甚至二十幾公斤，且需要占據很大的后備箱空間，因此取消備胎，使用其他應急設備成為一種趨勢和需要。這種重量小于2kg的充氣裝置正是順應當前需要既可以提供應急充氣功能，又可以大大降低重量，且降低使用空間和整車開發成本，已經基本成為目前新車研發的標配。

市場上有很多種類的應急充氣裝置，基本都由一個可接點煙器的充氣泵總成和一瓶補胎液組成，不同的可能是充氣泵的功率、壽命、充氣達標時間以及補胎液的質量。大多充氣泵受限于光線或人為誤差因素，充氣胎壓的準確度不好得到保證，經常沖的過高或過低，所以也隱藏了爆胎的安全隱患，影響行車安全。特別是晚上光線很差或者司機注意力不集中的情況下，充氣胎壓極易偏差過大，這時這種充氣裝置的自動限壓和自動照明功能就有非常大的應用必要，消除司機因疲勞或者注意力不集中帶來的安全隱患。

本文介紹的這種輪胎自動限壓充氣裝置和充氣方法，在往常充氣裝置的基礎上，增加了充氣自動限壓的功能，當充氣到限定值整個充氣裝置自動控制停止，充氣壓力準確值達到99%以上，降低了爆胎風險，保障了駕駛員的行車安全。另外這個氣壓限定值可根據不同車型的設計胎壓進行單獨設定，這樣這個充氣裝置就可以做到更為廣泛全面的應用，比如可應用到其他的不同設計胎壓的各種車輛上。如果加上合適的充氣轉接頭，也可應用在給床墊、足球、籃球等物件的充氣需要上。除了考慮這種裝置本身的試用功能需求外，輪胎充氣本上海設計了自動照明的輔助裝置，便于用戶在黑暗或者低光線下使用，提高了裝置使用的效率和準確度?？梢哉f這是一個考慮非常全面，非常人性化的裝置設計。

1? 自動限壓功能方案設計

本論文介紹的這種帶自動限壓功能的充氣裝置和充氣方法是為了克服現有技術中的人眼觀察充氣氣壓表精度不高，人容易駕駛疲勞后注意力不集中或者因其他外界因素導致的大意，無法保證精確充氣氣壓值的不足缺點。提供了一種可有效自動限壓、自動照明、精準充氣的帶自動限壓功能的汽車充氣裝置與充氣方法。

這種帶自動限壓功能的汽車充氣裝置，包括封裝殼體，設于封裝殼體內的輪胎充氣泵和輔助充氣泵，設于封裝殼體上的電源接插件，輪胎充氣泵包括充氣泵殼體，設于充氣泵殼體表面上的數字儀表鍵盤，設于充氣泵殼體上的機械開關，設于充氣泵殼體上的氣壓顯示表，設于充氣泵殼體上的泄壓閥，設于充氣泵殼體底部的充氣管，充氣管一端與輪胎充氣泵連接，充氣管另一端設有氣門嘴，氣門嘴可與輪胎連接，設于氣門嘴上的充氣輔助結構，設于輪胎充氣泵內的自動照明裝置，設于輪胎充氣泵內的自動限壓裝置。輔助充氣泵包括泵體和與泵體連接的輔助充氣管，輔助充氣管可與充氣輔助結構連接。封裝殼體內設有控制器;控制器分別與輪胎充氣泵和輔助充氣泵電連接，數字儀表鍵盤與自動限壓裝置電連接，自動限壓裝置和自動照明裝置分別與控制器電連接。

另外這種帶自動限壓功能的充氣裝置內的輪胎充氣泵還使用了自動照明裝置，在夜間活光線弱時接通電源后可自動點亮數字儀表鍵盤與氣壓顯示表，便于輸入數字與觀察氣壓變化。自動限壓裝置保證了給輪胎充氣時的精準度，達到數字儀表鍵盤設置的數值后可自動停止，不會出現輪胎過壓的狀態。輔助充氣結構，便于充氣操作，只需將氣門嘴插入輪胎充氣口即可，充氣結束后可自動彈出，防止由于輪胎充氣泵發生故障未能及時停止充氣而導致的輪胎傷害，間接的降低了輪胎爆胎風險，保障行車安全。

具體如下：如圖1所示為自動充氣裝置結構示意圖，圖2自動充氣輔助裝置結構示意圖及俯視圖，圖3自動照明裝置與自動限壓裝置的一種電連接示意圖。

圖中1-封裝殼體，2-輪胎充氣泵，3-輔助充氣泵，4-電源接插件，5-充氣泵殼體，6-數字儀表鍵盤，7-機械開關，8-氣壓顯示表，9-泄壓閥，10-充氣管，11-氣門嘴，12-充氣輔助結構，13-自動照明裝置，14-自動限壓裝置，15-控制器，16-殼體，17-支撐臂，18-連接塊，19-連接扣，20-環形氣囊，21-條形氣囊，22-泄氣閥，23-第一背景顯示燈，24-第二背景顯示燈，25-汽車電源，26-光感開關，27-感器，28-氣開關。

2? 自動限壓充氣裝置工作原理

本自動限壓充氣裝置結構的工作原理是將殼體上的氣門嘴配接口插入輪胎充氣管的氣門嘴中，將輪胎充氣管連接在汽車需要充氣的輪胎上，將輔助充氣管連接在充氣輔助結構上，展開充氣輔助結構的支撐臂，使支撐臂吸附在輪轂上，固定支撐輪胎充氣泵的氣門嘴。然后將電源接插件接入汽車電源，按下機械開關，在數字儀表鍵盤上輸入所需的輪胎氣壓設計值，按動確認按鈕，氣壓傳感器采集輪胎內的氣壓值，控制器根據輪胎內的氣壓值與所需的輪胎氣壓設計對比關系，控制器控制輪胎充氣泵向輪胎充氣或者停止充氣，輪胎充氣完畢后，控制器控制輔助充氣泵向充氣輔助結構的氣囊進行充氣，氣囊鼓起，使支撐臂脫離輪轂，氣門嘴脫離輪胎，打開氣囊的泄氣閥，排出氣囊中的氣體，以備下次使用。

自動控制充氣或停止的原理是當輪胎實際氣壓值小于設定的輪胎設計氣壓值時，控制器控制輪胎充氣泵的充氣開關打開，輪胎充氣泵向輪胎補充氣體，當輪胎實際氣壓值等于設定的輪胎設計氣壓值時，控制器控制輪胎充氣泵的充氣開關關閉，輪胎充氣泵停止向輪胎補充氣體。

除了上述的充氣自動控制氣壓值大小外，充氣泵上還有自動照明裝置。當黑夜里或者光線低于一定程度后，接通點煙器上的電源，照明系統中的光桿開關自動打開照明燈源，幫助用戶更直觀更準確的設定輪胎氣壓值，斷電后照明系統關閉。

3? 結論

論文中研究了輪胎帶自動限壓功能的汽車充氣裝置和充氣方法，且帶有自動控制照明功能。與現有技術相比，這種汽車充氣裝置的有益效果是：除了可以自動精準控制輪胎氣壓的充氣值大小，達到數字儀表鍵盤設置的數值后可自動停止，不會出現輪胎過壓的狀態。除此之外這種輪胎充氣泵還使用了自動照明裝置，在光線低時接通電源后可自動點亮數字儀表鍵盤與氣壓顯示表，便于輸入數字與觀察氣壓變化。同時這種氣壓值和照明系統控制都是一種自動控制，按實際汽車輪胎的設計氣壓值需要進行，增加了汽車智能化及自動控制化的高科技感，為汽車的高精準自動化控制提供更多的幫助。

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