一种带自动限压功能的汽车充气装置和充气方法

宫静 杨松铭

摘要： 随着新能源汽车的发展以及国家油耗要求越来越严格，汽车轻量化工作越来越重要。汽车随车充气装置的应用是整个备用轮胎应急措施的一大变革。现有的充气装置在充气过程中，需要用户用眼观察，保证轮胎充到合适的气压值。由于现在很多充气泵上的气压表精度为±0.2bar，且人眼观察具有一定的偏差或注意力易不集中，因此无法保证轮胎气压与车辆的设计气压完全一致，另外，如果晚上光线较差时，误差更大。因此本文对汽车轮胎的充气装置和充气方法进行了研究，介绍了一种带自动限压功能的汽车充气装置，同时配备的自动照明控制系统，使轮胎充气更便捷，减少安全隐患，保障了行车安全。

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.

关键词： 轻量化;自动限压;行车安全

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

中图分类号：U466                                      文献标识码：A                                  文章编号：1674-957X（2021）18-0229-02

0  引言

新能源车在发展初期一直因为续航问题备受争议，所以研发人员竭尽全力的从方案设计端找路径，提高续航水平降低整车成本也成为新能源车销量好坏的决定性因素。提高续航的方法除了单纯的增加电池容量和降低整车风阻系数之外，就是降低整车设计重量，所有的系统及零部件方案设计尽量轻量化，集成化，小型化以及低成本化。往常整车开发都会配备一个备胎总成，这种备胎总成由轮胎和轮辋组成。但是这个备胎重量高达十几公斤甚至二十几公斤，且需要占据很大的后备箱空间，因此取消备胎，使用其他应急设备成为一种趋势和需要。这种重量小于2kg的充气装置正是顺应当前需要既可以提供应急充气功能，又可以大大降低重量，且降低使用空间和整车开发成本，已经基本成为目前新车研发的标配。

市场上有很多种类的应急充气装置，基本都由一个可接点烟器的充气泵总成和一瓶补胎液组成，不同的可能是充气泵的功率、寿命、充气达标时间以及补胎液的质量。大多充气泵受限于光线或人为误差因素，充气胎压的准确度不好得到保证，经常冲的过高或过低，所以也隐藏了爆胎的安全隐患，影响行车安全。特别是晚上光线很差或者司机注意力不集中的情况下，充气胎压极易偏差过大，这时这种充气装置的自动限压和自动照明功能就有非常大的应用必要，消除司机因疲勞或者注意力不集中带来的安全隐患。

本文介绍的这种轮胎自动限压充气装置和充气方法，在往常充气装置的基础上，增加了充气自动限压的功能，当充气到限定值整个充气装置自动控制停止，充气压力准确值达到99%以上，降低了爆胎风险，保障了驾驶员的行车安全。另外这个气压限定值可根据不同车型的设计胎压进行单独设定，这样这个充气装置就可以做到更为广泛全面的应用，比如可应用到其他的不同设计胎压的各种车辆上。如果加上合适的充气转接头，也可应用在给床垫、足球、篮球等物件的充气需要上。除了考虑这种装置本身的试用功能需求外，轮胎充气本上海设计了自动照明的辅助装置，便于用户在黑暗或者低光线下使用，提高了装置使用的效率和准确度。可以说这是一个考虑非常全面，非常人性化的装置设计。

1  自动限压功能方案设计

本论文介绍的这种带自动限压功能的充气装置和充气方法是为了克服现有技术中的人眼觀察充气气压表精度不高，人容易驾驶疲劳后注意力不集中或者因其他外界因素导致的大意，无法保证精确充气气压值的不足缺点。提供了一种可有效自动限压、自动照明、精准充气的带自动限压功能的汽车充气装置与充气方法。

这种带自动限压功能的汽车充气装置，包括封装壳体，设于封装壳体内的轮胎充气泵和辅助充气泵，设于封装壳体上的电源接插件，轮胎充气泵包括充气泵壳体，设于充气泵壳体表面上的数字仪表键盘，设于充气泵壳体上的机械开关，设于充气泵壳体上的气压显示表，设于充气泵壳体上的泄压阀，设于充气泵壳体底部的充气管，充气管一端与轮胎充气泵连接，充气管另一端设有气门嘴，气门嘴可与轮胎连接，设于气门嘴上的充气辅助结构，设于轮胎充气泵内的自动照明装置，设于轮胎充气泵内的自动限压装置。辅助充气泵包括泵体和与泵体连接的辅助充气管，辅助充气管可与充气辅助结构连接。封装壳体内设有控制器;控制器分别与轮胎充气泵和辅助充气泵电连接，数字仪表键盘与自动限压装置电连接，自动限压装置和自动照明装置分别与控制器电连接。

另外这种带自动限压功能的充气装置内的轮胎充气泵还使用了自动照明装置，在夜间活光线弱时接通电源后可自动点亮数字仪表键盘与气压显示表，便于输入数字与观察气压变化。自动限压装置保证了给轮胎充气时的精准度，达到数字仪表键盘设置的数值后可自动停止，不会出现轮胎过压的状态。辅助充气结构，便于充气操作，只需将气门嘴插入轮胎充气口即可，充气结束后可自动弹出，防止由于轮胎充气泵发生故障未能及时停止充气而导致的轮胎伤害，间接的降低了轮胎爆胎风险，保障行车安全。

具体如下：如图1所示为自动充气装置结构示意图，图2自动充气辅助装置结构示意图及俯视图，图3自动照明装置与自动限压装置的一种电连接示意图。

图中1-封装壳体，2-轮胎充气泵，3-辅助充气泵，4-电源接插件，5-充气泵壳体，6-数字仪表键盘，7-机械开关，8-气压显示表，9-泄压阀，10-充气管，11-气门嘴，12-充气辅助结构，13-自动照明装置，14-自动限压装置，15-控制器，16-壳体，17-支撑臂，18-连接块，19-连接扣，20-环形气囊，21-条形气囊，22-泄气阀，23-第一背景显示灯，24-第二背景显示灯，25-汽车电源，26-光感开关，27-感器，28-气开关。

2  自动限压充气装置工作原理

本自动限压充气装置结构的工作原理是将壳体上的气门嘴配接口插入轮胎充气管的气门嘴中，将轮胎充气管连接在汽车需要充气的轮胎上，将辅助充气管连接在充气辅助结构上，展开充气辅助结构的支撑臂，使支撑臂吸附在轮毂上，固定支撑轮胎充气泵的气门嘴。然后将电源接插件接入汽车电源，按下机械开关，在数字仪表键盘上输入所需的轮胎气压设计值，按动确认按钮，气压传感器采集轮胎内的气压值，控制器根据轮胎内的气压值与所需的轮胎气压设计对比关系，控制器控制轮胎充气泵向轮胎充气或者停止充气，轮胎充气完毕后，控制器控制辅助充气泵向充气辅助结构的气囊进行充气，气囊鼓起，使支撑臂脱离轮毂，气门嘴脱离轮胎，打开气囊的泄气阀，排出气囊中的气体，以备下次使用。

自动控制充气或停止的原理是当轮胎实际气压值小于设定的轮胎设计气压值时，控制器控制轮胎充气泵的充气开关打开，轮胎充气泵向轮胎补充气体，当轮胎实际气压值等于设定的轮胎设计气压值时，控制器控制轮胎充气泵的充气开关关闭，轮胎充气泵停止向轮胎补充气体。

除了上述的充气自动控制气压值大小外，充气泵上还有自动照明装置。当黑夜里或者光线低于一定程度后，接通点烟器上的电源，照明系统中的光杆开关自动打开照明灯源，帮助用户更直观更准确的设定轮胎气压值，断电后照明系统关闭。

3  结论

论文中研究了轮胎带自动限压功能的汽车充气装置和充气方法，且带有自动控制照明功能。与现有技术相比，这种汽车充气装置的有益效果是：除了可以自动精准控制轮胎气压的充气值大小，达到数字仪表键盘设置的数值后可自动停止，不会出现轮胎过压的状态。除此之外这种轮胎充气泵还使用了自动照明装置，在光线低时接通电源后可自动点亮数字仪表键盘与气压显示表，便于输入数字与观察气压变化。同时这种气压值和照明系统控制都是一种自动控制，按实际汽车轮胎的设计气压值需要进行，增加了汽车智能化及自动控制化的高科技感，为汽车的高精准自动化控制提供更多的帮助。

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