輪胎氣壓控制系統(tǒng)和具有充氣輪胎的機器的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種輪胎氣壓控制系統(tǒng)，其包括能夠輸出壓力氣體的壓力氣體源和氣壓調節(jié)閥組件。壓力氣體源包括單向閥，防止從壓力氣體源輸出的壓力氣體流回壓力氣體源。氣壓調節(jié)閥組件包括具有第一單向閥入口和第一單向閥出口的第一單向閥以及有第二單向閥入口和第二單向閥出口的第二單向閥。第二單向閥入口與第一單向閥出口氣體連通，并且與壓力氣體源氣體連通。第二單向閥出口與第一單向閥入口氣體流體連通，并能夠與輪胎氣體連通。本實用新型的輪胎氣壓控制系統(tǒng)，能夠自動地保持輪胎中的氣壓穩(wěn)定，避免輪胎由于其中氣壓上下變化造成疲勞，甚至破裂。
【專利說明】輪胎氣壓控制系統(tǒng)和具有充氣輪胎的機器
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及輪胎氣壓控制系統(tǒng)以及具有充氣輪胎的機器。
【背景技術】
[0002]充氣輪胎廣泛地使用在包括工程機械等機動車輛中，作為行走機構的一部分，支承著機動車輛在各種地形中運動。
[0003]例如，在工程機械當中，很大一部分采用的是輪胎驅動的形式。氣壓對于輪胎的性能及安全保障有著極大的影響。輪胎氣壓過高或過低，會造成部分胎面沒有接地，從而降低了輪胎的抓地力，影響了行車的安全性能，同時縮短輪胎的使用壽命。另外，過度充氣的輪胎會使其胎體過度拉緊、胎殼疲勞，胎殼容易破裂和割損；充氣不足的輪胎會過度變形和過熱，最終會導致胎殼破裂。氣壓還可能影響到車輛的控制，例如，出現(xiàn)轉向不足或過份轉向的程度。
[0004]因此對輪胎氣壓的控制是一個非常重要的問題。在傳統(tǒng)的輪胎氣壓控制技術中，通常是使用手動開關來觸發(fā)輪胎充氣，以及通過氣門閥手動放氣。
[0005]然而讓工程機械操作者定期檢查輪胎氣壓不僅操作困難，難于及時解決問題，同時嚴重增加工作量。特別是在一些坑坑洼洼的路面，輪胎內會經歷壓縮和復原。在輪胎壓縮時會產生高壓，而這種高壓是無法通過手動來調整的。
實用新型內容
[0006]為了解決上述問題中的至少一個，本實用新型提供了一種輪胎氣壓控制系統(tǒng)，其包括能夠輸出壓力氣體的壓力氣體源和氣壓調節(jié)閥組件。所述壓力氣體源包括單向閥，防止從所述壓力氣體源輸出的壓力氣體流回所述壓力氣體源。所述氣壓調節(jié)閥組件包括具有第一單向閥入口和第一單向閥出口的彈簧加載的第一單向閥以及有第二單向閥入口和第二單向閥出口的第二單向閥。所述第二單向閥入口與所述第一單向閥出口氣體連通，并且與所述壓力氣體源氣體連通；所述第二單向閥出口與所述第一單向閥入口氣體流體連通，并能夠與輪胎氣體連通。所述輪胎氣壓控制系統(tǒng)還可以包括與所述第一單向閥出口和所述第二單向閥入口氣體連通的排氣閥、能夠檢測輪胎氣壓并輸出表示輪胎氣壓的信號的傳感器以及控制器。所述控制器與所述壓力氣體源、所述排氣閥和所述傳感器電連接，接收來自所述傳感器的表示輪胎氣壓的信號，并分別向所述壓力氣體源和所述排氣閥輸出指示開啟和關閉的信號。
[0007]本實用新型還提供了一種具有充氣輪胎的機器，其中包括上述的輪胎氣壓控制系統(tǒng)。
[0008]利用本實用新型的輪胎氣壓控制系統(tǒng)，尤其是在輪胎經歷壓縮和復原的場合中，能夠自動地保持輪胎中的氣壓穩(wěn)定，避免輪胎由于其中氣壓上下變化造成疲勞，甚至破裂。
【專利附圖】

【附圖說明】[0009]圖1是根據(jù)本實用新型的輪胎氣壓控制系統(tǒng)的原理圖。
[0010]圖2是根據(jù)本實用新型的輪胎氣壓控制系統(tǒng)的電氣系統(tǒng)原理圖。
【具體實施方式】
[0011]在下面的例子中，雖然是以輪胎式壓路機為例，解釋本實用新型的原理，但本領域技術應該明白，輪胎式壓路機僅僅是具有充氣輪胎的機器的一個例子。具有充氣輪胎的機器包括但不限于各種使用充氣輪胎作為行走機構的城市機動車輛、越野機動車以及各種工程機械等。本實用新型的輪胎氣壓控制系統(tǒng)可以應用于各種使用充氣輪胎的場合。
[0012]圖1示出了根據(jù)本實用新型的輪胎氣體控制系統(tǒng)一種實施方式的原理圖。圖示的輪胎氣壓控制系統(tǒng)包括能夠輸出壓力氣體的壓力氣體源2和氣壓調節(jié)閥組件8。壓力氣體源2通過管路3與壓力閥組件8氣體連通。壓力氣體源2可以例如是壓縮機馬達或者壓力氣罐。在本實用新型中，“氣體連通”是指氣體能夠從一個部件流動到另一個部件，既可以單向流動，也可以雙向流動。
[0013]氣壓調節(jié)閥組件8包括具有第一單向閥入口 10和第一單向閥出口 11的第一單向閥9以及具有第二單向閥入口 13和第二單向閥出口 14的第二單向閥12。第二單向閥入口13與第一單向閥出口 11氣體連通，并且與壓力氣體源2氣體連通。第二單向閥入口 13、第一單向閥出口 11、壓力氣體源2可以通過本領域公知的方式，例如在管路3上設置三通閥，進行氣體連通。
[0014]第二單向閥出口 14與第一單向閥入口 10氣體連通，并能夠與輪胎I氣體連通。類似地，第二單向閥出口 14和第一單向閥入口 10可以連接到一個三通閥的兩個端口上，該三通閥的第三端口通過公知的方式與輪胎I的氣體連通。
[0015]根據(jù)本實用新型的一種實施方式，壓力氣體源包括單向閥(未示出)，防止從壓力氣體源2輸出的壓力氣體流回到壓力氣體源。于是，在使第二單向閥入口 13、第一單向閥出口 11和壓力氣體源2相互氣體連通的管路3中，充滿著壓力氣體，形成了氣壓調節(jié)閥組件8的背壓。
[0016]在圖1所示的實施方式中，第一單向閥9是彈簧加載的單向閥，包括第一止回閥21和第一彈簧22。第一彈簧22設置在第一止回閥21的出口側，對第一止回閥21進行加載，形成第一單向閥的開啟壓力。第二單向閥12可以僅包括第二止回閥23，即不是彈簧加載的。在另外的實施方式(未示出)中，第二單向閥也可以是彈簧加載的單向閥，包括第二止回閥和第二彈簧。第二彈簧設置在第二止回閥的出口側，對第二止回閥進行加載，形成第二單向閥的開啟壓力。
[0017]作為優(yōu)選實施方式，如圖1所示，根據(jù)本實用新型的輪胎氣壓控制系統(tǒng)還可以包括排氣閥4。排氣閥4可以包括與第一單向閥9的第一單向閥出口 11和第二單向閥12的第二單向閥入口 13氣體連通的氣門19或者下面描述的電磁閥5、節(jié)流閥6、消音器7或者同時包括氣門19和電磁閥5等。排氣閥4可以是本領域公知的任何形式的適合于排氣的閥。
[0018]輪胎氣體控制系統(tǒng)可以進一步包括與壓力氣體源和排氣閥電連接的控制器。該輪胎氣體控制系統(tǒng)還可以包括能夠檢測輪胎氣壓并輸出表示輪胎氣壓的信號的傳感器，控制器與壓力氣體源、排氣閥和傳感器電連接，接收來自傳感器的表示輪胎氣壓的信號，并分別向壓力氣體源和排氣閥輸出指不開啟和關閉的信號。
[0019]在圖示實施方式中，壓力氣體源2可以例如是壓縮機馬達，其可以通過壓路機的發(fā)動機來驅動，或者通過專用的電動機或內燃機等動力源驅動。
[0020]傳感器15能夠檢測輪胎氣壓并輸出表示輪胎氣壓的信號，例如可以壓力傳感器。傳感器15可以檢測使壓縮機馬達2、第二單向閥入口 13和第一單向閥出口 11相互氣體連通的管路3中的壓力。針對管路3的壓力檢測，也包括了用傳感器檢測例如第二單向閥入口 13或第一單向閥出口 11處的壓力；或者，可以用傳感器檢測第二單向閥出口 14和第一單向閥入口 10與輪胎I氣體連通的管路中的壓力，類似地包括第二單向閥出口 14、第一單向閥入口 10或者輪胎I處的壓力。在一種實施方式中，傳感器15可以是多個傳感器，這些傳感器可以用來檢測上述的所有位置或部分位置處的氣體壓力。
[0021]來自傳感器15的表示氣體壓力的信號被傳送給控制器20，控制器20通過將檢測到的氣壓與設定壓力值進行對比，確定輪胎I需要放氣還是充氣，或者既不放氣也不充氣而是保持。本領域技術人員可以理解，上述與設定壓力值進行對比，也包括在設定壓力值表中進行查詢的情況。
[0022]控制器20可以是壓路機上的發(fā)動機控制模塊(ECM)，也可以是單獨的例如微處理器、工控機或者計算機等。ECM20與壓縮機馬達2、排氣閥4和傳感器15電連接，根據(jù)接收的來自傳感器15的表示輪胎氣壓的信號，分別向壓縮機馬達2和排氣閥4輸出指示開啟和關閉的信號。在本實用新型中，“電連接”即包括通過有線方式的電連接，也包括無線方式的電連接。
[0023]排氣閥4可以包括與控制器20電連接的電磁閥5。電磁閥5在控制器20的控制下，可以開啟和關閉，從而按照預先設定的程序或者操作者的要求，以自動的方式對輪胎I進行放氣，降低輪胎I的氣壓。在圖示的輪胎式壓路機的場合中，由于輪胎氣壓非常高，所以，排氣閥還可以包括與電磁閥5氣體連通的節(jié)流閥6，以控制輪胎I內高壓氣體的排放速度。為了避免或者減輕輪胎放氣時的噪聲，特別是在高壓輪胎的場合中，排氣閥還可以包括與電磁閥5和節(jié)流閥6氣體連通的消音器7。應該明白，雖然圖1中所示的電磁閥5位于節(jié)流閥6的上游，即氣流經電磁閥5后流入節(jié)流閥6，但是，在另外的實施方式中，節(jié)流閥也可以位于電磁閥的上游。圖1中消音器7的位置是示意性的，在實際中可以根據(jù)具體的消音器類型安裝在希望的位置。
[0024]圖2的輪胎氣壓控制系統(tǒng)還包括與ECM20電連接的報警裝置，例如報警燈16，或者蜂鳴器等等各種其他的公知報警裝置。當ECM20確定所接收的來自傳感器15的信號表示的壓力值低于預定值達到預定時間時，ECM20向報警燈16輸出信號，驅動報警燈報警，例如閃爍。
[0025]工業(yè)實用性
[0026]本實用新型的輪胎氣壓控制系統(tǒng)可以應用于具有充氣輪胎的機器，包括但不限于輪胎式壓路機。
[0027]參見圖1。當輪胎I內的氣壓非常低時，壓力氣體源2與輪胎I (或者管路3中的背壓與輪胎I的氣壓)之間的壓力差大于氣壓調節(jié)閥組件8的第二單向閥12(以及未示出的壓力氣體源2單向閥)的開啟壓力，于是壓力氣體源2通過其單向閥(未示出)、管路3、第二單向閥12向輪胎I充氣，直到管路3中的壓力與輪胎I中的氣壓之差小于第二單向閥12的開啟壓力，第二單向閥12關閉。這時，由于壓力氣體源2中單向閥的作用，在管路3中形成背壓。此時，輪胎I中的氣壓與背壓之差也不大于第一單向閥9的開啟壓力。
[0028]當壓路機行駛在起伏較劇烈的路面上時，輪胎I可能會首先被顯著壓縮然后又恢復原狀。當輪胎I被顯著壓縮時其中形成高氣壓。當輪胎I與管路3的壓力差大于第一單向閥9的開啟壓力時，第一單向閥9打開，輪胎I與管路3氣體連通，使得輪胎I的壓力降低，直到輪胎I中的氣壓與管路3中的壓力之差小于第一單向閥9的開啟壓力，第一單向閥9關閉。
[0029]當輪胎I被顯著壓縮后又恢復原狀時，輪胎I的氣壓進一步減小。當管路3與輪胎I之間的壓力差大于第二單向閥12的開啟壓力時，第二單向閥12開啟，管路3與輪胎I氣體連通，從而利用管路3中的背壓對輪胎I進行充氣，使得輪胎I中的壓力增加，直到管路3中的壓力與輪胎I中的氣壓之差小于第二單向閥12的開啟壓力，第二單向閥12第二單向閥12關閉。
[0030]可見，利用本實用新型的輪胎氣壓控制系統(tǒng)，尤其是在輪胎經歷壓縮和復原的場合中，能夠自動地保持輪胎中的氣壓穩(wěn)定，避免輪胎由于其中氣壓上下變化造成疲勞，甚至破裂。
[0031 ] 輪胎氣體控制系統(tǒng)也可以包括控制壓力氣體源開啟和關閉的控制器，或者進一步包括檢測壓力的傳感器，從而可以使操作者能夠主動地控制輪胎的氣壓。
[0032]圖2以舉例的方式給出了同時使用ECM20控制輪胎氣壓的一個例子。當ECM20通過傳感器15檢測到輪胎I中的氣體壓力不足的時候，ECM20發(fā)出控制繼電器17的電信號，使得繼電器17工作，驅動電流由電源E流經保險18至壓縮機馬達2。壓縮機馬達2工作時，將壓縮高壓氣體經管路3輸送至氣壓調節(jié)閥組件8。氣壓調節(jié)閥組件8中第二單向閥12打開，氣體經第二單向閥入口 13和第二單向閥出口 14進入輪胎I。ECM20經傳感器15檢測到輪胎氣壓達到設定值時，ECM20停止繼電器17的電流供應，壓縮機馬達2停止工作，同時第二單向閥12關閉，完成對輪胎的充氣。
[0033]當輪胎I中的氣體壓力過高的時候，輪胎I與管路3之間的壓力差高于氣壓調節(jié)閥組件8中的第一單向閥9的開啟壓力，第一單向閥9打開，高壓氣體從輪胎I中排出。ECM20通過傳感器15檢測到氣體壓力過高的信號,發(fā)出控制排氣閥4的電磁閥5的電信號，電磁閥5工作，使得高壓氣體經由節(jié)流閥6與消音器7排出。當輪胎I與管路3之間的壓力差降低到第一單向閥9的開啟壓力之下時，第一單向閥9關閉，保持輪胎I內的氣體壓力；同時ECM20通過傳感器15檢測到壓力下降至設定值，停止向電磁閥5供電，斷開回路3與節(jié)流閥6的氣體連通，停止排氣，在管路3中形成背壓，完成輪胎I的排氣和保壓。
[0034]當輪胎I存在破損或回路中存在泄漏時，傳感器15會長期檢測到回路壓力值始終不足，ECM20因此會一直指示進行充氣。當持續(xù)充氣時間超過設定值的時候，ECM20發(fā)出報警信號至報警燈16，報警燈16閃爍，提醒操作者停機檢測故障。
[0035]可見，當本實用新型的輪胎氣壓控制系統(tǒng)進一步使用了控制器和傳感器時，能夠在更大應用范圍內自動地對輪胎進行充氣、放氣和保壓。
[0036]另外，如圖1所示，排氣閥4還可以包括在管路3上設置的與第一單向閥出口 11和第二單向閥入口 13氣體連通的一個氣門嘴19，例如美式氣門嘴。這樣可以通過手動的方式調節(jié)管路3中的背壓，從而調節(jié)輪胎I中的氣壓。[0037]本領域技術人員應該理解，第二單向閥12可以不是彈簧加載的。在這種情況下，僅僅作為一個例子，當需要關閉第二單向閥12時，例如對輪胎I的充氣完成時，控制器20可以根據(jù)傳感器15檢測到的壓力控制電磁閥5開啟，或者在某些情況下可以手動打開氣門嘴19，減小管路3中的背壓，使得第二單向閥在輪胎氣壓和管路背壓的壓力差作用下關閉。
[0038]上面雖然參照附圖對本實用新型進行了具體描述，但是，這些描述僅僅是示例性的，用來解釋本實用新型的原理。應該清楚，得益于本實用新型的教導，本領域技術人員可以對于本實用新型可以進行多種修正、變形和改進，這些修正、變形和改進落入本實用新型的保護范圍。
【權利要求】
1.一種輪胎氣壓控制系統(tǒng)，其特征在于，包括: 能夠輸出壓力氣體的壓力氣體源，所述壓力氣體源包括單向閥，防止從所述壓力氣體源輸出的壓力氣體流回所述壓力氣體源；以及 氣壓調節(jié)閥組件，其中，所述氣壓調節(jié)閥組件包括: 彈簧加載的第一單向閥，其具有第一單向閥入口和第一單向閥出口， 第二單向閥，其具有第二單向閥入口和第二單向閥出口， 其中，所述第二單向閥入口與所述第一單向閥出口氣體連通，并且與所述壓力氣體源氣體連通， 所述第二單向閥出口與所述第一單向閥入口氣體流體連通，并能夠與輪胎氣體連通； 與所述第一單向閥出口和所述第二單向閥入口氣體連通的排氣閥； 能夠檢測輪胎氣壓并輸出表示輪胎氣壓的信號的傳感器；以及控制器，所述控制器與所述壓力氣體源、所述排氣閥和所述傳感器電連接，接收來自所述傳感器的表示輪胎氣壓的信號，并分別向所述壓力氣體源和所述排氣閥輸出指示開啟和關閉的信號。
2.如權利要求1所述的輪胎氣壓控制系統(tǒng)，所述排氣閥包括與所述控制器電連接的電磁閥，所述電磁閥與所述第一單向閥出口和所述第二單向閥入口氣體連通。
3.如權利要求2所述的輪胎氣壓控制系統(tǒng)，其特征在于，所述排氣閥還包括與所述電磁閥氣體連通的節(jié)流閥。
4.如權利要求1所述的輪胎氣壓控制系統(tǒng)，其特征在于，所述排氣閥還包括對所述排氣閥進行消音的消音器。
5.如權利要求1所述的輪胎氣壓控制系統(tǒng)，其特征在于，所述第二單向閥是彈簧加載的單向閥。
6.如權利要求1所述的輪胎氣壓控制系統(tǒng)，其特征在于，所述壓力氣體源是壓縮機馬達。
7.如權利要求1到6中任一項所述的輪胎氣壓控制系統(tǒng)，其特征在于，所述傳感器檢測的是所述壓力氣體源、所述第二單向閥入口和所述第一單向閥出口相互氣體連通的管路中的壓力。
8.如權利要求1到6中任一項所述的輪胎氣壓控制系統(tǒng)，其特征在于，所述傳感器檢測的是所述第二單向閥出口和所述第一單向閥入口與輪胎氣體連通的管路中的壓力。
9.如權利要求1到6中任一項所述的輪胎氣壓控制系統(tǒng)，其特征在于，還包括與所述控制器電連接的報警裝置，當所述控制器確定所接收的來自所述傳感器的信號表示的壓力值低于預定值達到預定時間時，所述控制器向所述報警裝置輸出信號，驅動所述報警裝置報目O
10.如權利要求1所述的輪胎氣壓控制系統(tǒng)，其特征在于，所述排氣閥包括與所述第一單向閥出口氣體連通的氣門嘴。
11.一種具有充氣輪胎的機器，其特征在于，包括如權利要求1到10中任一項所述的輪胎氣壓控制系統(tǒng)。
12.如權利要求11所述的具有充氣輪胎的機器，其特征在于，所述機器是輪胎式壓路機。
【文檔編號】B60C23/00GK203472435SQ201320546478
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年9月2日 優(yōu)先權日:2013年9月2日
【發(fā)明者】張霖 申請人:卡特彼勒路面機械公司