智能数显预设胎压自动充气机的设计

许新丰

（苏州经贸职业技术学院,江苏 苏州 215009）

智能数显预设胎压自动充气机的设计

许新丰

（苏州经贸职业技术学院,江苏 苏州 215009）

随着我国人民生活水平的提高，汽车的数量不断的增加，为了能够满足汽车行业轮胎充气的高效稳定性，提高工作效率给操作人员带去方便，必须加强智能充气机的研发。文章主要针对智能数显预设胎压自动充气机的设计进行探究，介绍了内部结构工作原理以及其系统的软硬件设计，并通过实验验证其能实现智能化自动充气，其精确度也很高，为人们的工作带去便利。

智能数显；轮胎充气；自动化；控制器

对于汽车的轮胎压力直接影响着其行驶性能和安全性，胎压过高过低都会给人们带来安全隐患，还会影响轮胎的使用寿命，必须要使轮胎压力保持在正常工作状态下。传统的充气机通常通过人工判读、手动操作充放气、机械压力表进行监测等来完成充气工作流程，但是该过程的误差大，操作时间长，自动化程度不够，无法进行大批量的轮胎充气工作，因此，必须要不断的创新研发，实现充气机的智能化、自动化、精准化，有效的改善轮胎充气的工作过程，提高充放气工作效率。

1 控制器的结构和工作原理

该控制器的主要结构由气源、进气电磁阀、放气电磁阀、压力传感器以及微控制器构成的，进气电磁阀与车轮胎相连，实现充放气操作，电磁阀的开关由微控制器进行控制，控制器主要是用于监测、控制充放气的过程使胎压达到最佳状态，该智能控制器具有记忆性和控制充放气的间隔时间，要先使轮胎压力值达到峰值，在进行放气操作，过程中要间隔进行多次充放气，在间隔的时间段等气流量达到稳定，再进行轮胎压力测量，从而精准地测量出充气数值，使轮胎压力达到理想效果。并且控制器能够将充放气时间记忆存放在EEPROM中，在之后的操作过程中进行调用，通过记忆的充气时间，达到快速充气的目的，在接近阀值时会放慢充气速度，在间隔时间进行压力测量，从而能够使汽车轮胎压力更加的准确，放气过程原理也是一样的。

需要注意的是充放气过程中不能进行压力测量，因为由于气体的流速比较大。根据伯努利方程可以得出气压会变小，因此，在充放气过程中进行测量，会使测量值不准确，无法计算出真实值，因此必须要等到气流量稳定再进行测量，可利用间隔时间段完成测量的目的。

2 控制系统软硬件设备

（1）硬件的主要设备。对于该智能控制器的硬件主要包括传感器、A/D转换显示电路、存贮电路、信息调理电路、电磁阀控制电路以及看门狗电路，传感器是十分重要的结构一定要选择灵敏度高，并且具有较高抗磁干扰能力，才能够保证其不受外界环境的影响。在该控制器中选择的是硅压力传感器，其准确度很高，误差为0.1%，并且该传感器采用的是恒流电，也能有效提高系统的精密度。A/D转换主要选用的是12位，速度为500KHz的串行芯片，对于电压的输入范围为0～5v，该芯片的精度很高，并且其内部含有基准电压，它的体积也比较小，功耗的外围电路也十分简单，价格也不高，对于该控制系统的硬件设备，一定要选择精密度高，并且要选用低消耗的，确保其稳定工作准确测量出轮胎压力值。

（2）软件的设计。对于控制器的软件分为主程序和初始程序，主程序主要包括初始化程序、显示驱动器、数值扫描、数据处理等。其初始程序包括开关机显示、定时器、各键值、初始化操作以及定时器，通过主程序和初始程序和协作，才能完成整个程序操作流程。不能只注重硬件设备的管理、配备，也要加强对软件设备的管理和设计。如果说硬件设备是智能自动充气机的核心，那么软件设备就是其操作流程指令的执行者。

3 进行实验验证

为了验证该智能轮胎自动充气机的充放气操作情况，选用轿车轮胎进行充气，分别制定合理的短时充气间隔，并记录此时压力值，实验要经过多次的重复实验，也要分别选用不同的初始压力值、充气压力值以及放气压力值，也要经过重复的实验验证，制定相应的曲线变化图，并进行分析处理。通过实验数据可以得出当压缩机的气流量达到一定较大值时，可以将其看作提供的是恒定的气流量，轮胎的压力值变化也比较平稳。当处于放气的时候，随着轮胎压力的不断减小气流量也不断下降，此时轮胎压力变化为非线性变化，通过数据处理可知充放气时间与轮胎内初始压力值有关，并且所得数据也呈现出了系统的精准度和高效性。

4 结语

当前国家发展十分迅速，为了推动汽车行业的快速发展，对汽车的各个环节都应该加强研究，汽车轮胎是保障汽车安全行驶的灵魂，轮胎压力情况决定着汽车的行驶性能和安全性。为了满足大批汽车轮胎充放气的生产需求，必须加强智能数显胎压自动充气机的研发，细化每一个细节，以便提高其充气的精准度，实现高效率操作的目的，不仅能够为人们的行车安全提供保障，也能有效地推动我国经济的快速发展。

［1］王权，丁建宁，王文襄，等.高温压力传感器温度漂移补偿研究［J］.传感器技术，2006，24，（2）:13-15.

［2］吴宝元，徐德章.应变式传感器桥路供电方式的研究［J］.自动化仪表，2006，27，（1）:9-13.

苏州经贸职业技术学院自然类课题——智能数显预设胎压自动充气机的设计，项目编号：KY－ZR1609

许新丰(1979-)，男，江苏苏州人，大学本科，讲师，主要研究方向：电子信息。