許新豐

（蘇州經(jīng)貿(mào)職業(yè)技術(shù)學院,江蘇 蘇州 215009）

智能數(shù)顯預設(shè)胎壓自動充氣機的設(shè)計

許新豐

（蘇州經(jīng)貿(mào)職業(yè)技術(shù)學院,江蘇 蘇州 215009）

隨著我國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，必須加強智能充氣機的研發(fā)。文章主要針對智能數(shù)顯預設(shè)胎壓自動充氣機的設(shè)計進行探究，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，并通過實驗驗證其能實現(xiàn)智能化自動充氣，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；自動化；控制器

對于汽車的輪胎壓力直接影響著其行駛性能和安全性，胎壓過高過低都會給人們帶來安全隱患，還會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)的充氣機通常通過人工判讀、手動操作充放氣、機械壓力表進行監(jiān)測等來完成充氣工作流程，但是該過程的誤差大，操作時間長，自動化程度不夠，無法進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)，實現(xiàn)充氣機的智能化、自動化、精準化，有效的改善輪胎充氣的工作過程，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，進氣電磁閥與車輪胎相連，實現(xiàn)充放氣操作，電磁閥的開關(guān)由微控制器進行控制，控制器主要是用于監(jiān)測、控制充放氣的過程使胎壓達到最佳狀態(tài)，該智能控制器具有記憶性和控制充放氣的間隔時間，要先使輪胎壓力值達到峰值，在進行放氣操作，過程中要間隔進行多次充放氣，在間隔的時間段等氣流量達到穩(wěn)定，再進行輪胎壓力測量，從而精準地測量出充氣數(shù)值，使輪胎壓力達到理想效果。并且控制器能夠?qū)⒊浞艢鈺r間記憶存放在EEPROM中，在之后的操作過程中進行調(diào)用，通過記憶的充氣時間，達到快速充氣的目的，在接近閥值時會放慢充氣速度，在間隔時間進行壓力測量，從而能夠使汽車輪胎壓力更加的準確，放氣過程原理也是一樣的。

需要注意的是充放氣過程中不能進行壓力測量，因為由于氣體的流速比較大。根據(jù)伯努利方程可以得出氣壓會變小，因此，在充放氣過程中進行測量，會使測量值不準確，無法計算出真實值，因此必須要等到氣流量穩(wěn)定再進行測量，可利用間隔時間段完成測量的目的。

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)部含有基準電壓，它的體積也比較小，功耗的外圍電路也十分簡單，價格也不高，對于該控制系統(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)定工作準確測量出輪胎壓力值。

（2）軟件的設(shè)計。對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)動器、數(shù)值掃描、數(shù)據(jù)處理等。其初始程序包括開關(guān)機顯示、定時器、各鍵值、初始化操作以及定時器，通過主程序和初始程序和協(xié)作，才能完成整個程序操作流程。不能只注重硬件設(shè)備的管理、配備，也要加強對軟件設(shè)備的管理和設(shè)計。如果說硬件設(shè)備是智能自動充氣機的核心，那么軟件設(shè)備就是其操作流程指令的執(zhí)行者。

3 進行實驗驗證

為了驗證該智能輪胎自動充氣機的充放氣操作情況，選用轎車輪胎進行充氣，分別制定合理的短時充氣間隔，并記錄此時壓力值，實驗要經(jīng)過多次的重復實驗，也要分別選用不同的初始壓力值、充氣壓力值以及放氣壓力值，也要經(jīng)過重復的實驗驗證，制定相應的曲線變化圖，并進行分析處理。通過實驗數(shù)據(jù)可以得出當壓縮機的氣流量達到一定較大值時，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)。當處于放氣的時候，隨著輪胎壓力的不斷減小氣流量也不斷下降，此時輪胎壓力變化為非線性變化，通過數(shù)據(jù)處理可知充放氣時間與輪胎內(nèi)初始壓力值有關(guān)，并且所得數(shù)據(jù)也呈現(xiàn)出了系統(tǒng)的精準度和高效性。

4 結(jié)語

當前國家發(fā)展十分迅速，為了推動汽車行業(yè)的快速發(fā)展，對汽車的各個環(huán)節(jié)都應該加強研究，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，必須加強智能數(shù)顯胎壓自動充氣機的研發(fā)，細化每一個細節(jié)，以便提高其充氣的精準度，實現(xiàn)高效率操作的目的，不僅能夠為人們的行車安全提供保障，也能有效地推動我國經(jīng)濟的快速發(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償研究［J］.傳感器技術(shù)，2006，24，（2）:13-15.

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

蘇州經(jīng)貿(mào)職業(yè)技術(shù)學院自然類課題——智能數(shù)顯預設(shè)胎壓自動充氣機的設(shè)計，項目編號：KY－ZR1609

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