УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДКАЧКИ ШИНЫ АВТОМОБИЛЯ

Полезная модель относится к области технического обслуживания транспортных средств, а именно к устройствам накачки, регулирования и измерения давления воздуха в шинах автомобилей, тракторов и т.п. устройств в полуавтоматическом режиме.
Известно устройство для подкачки шины автомобиля, содержащее блок подачи сжатого воздуха, который представляет собой поршневой одноступенчатый компрессор, включающий силовой агрегат, ресивер и блок пневмоавтоматики. Посредством входного рукава, пневмомагистрали и крана блок связан с блоком регулирования давления, состоящего из соединенных последовательно между собой, собственно регулятора давления, манометра и фильтра с устройством автоматического сброса конденсата. Регулятор, манометр и фильтр объединены в едином корпусе, называемом блоком подготовки воздуха. Пневмомагистраль трансформируется в выходной рукав, снабженный на своем конце наконечником, в рабочем положении сопрягаемым с шиной. Система управления устройством представлена электронным контроллером, который через блок питания подключен к электрической сети с напряжением 220 В. Следует отметить, что основным напряжением работы всех элементов системы управления является напряжение 24 В, обеспечивающее безопасность обслуживания и надежность работы. Далее, к пневмомагистрали после блока регулирования давления сжатого воздуха подсоединяются датчик давления, образцовый манометр через клапан, а также клапан накачки и клапан сброса воздуха из шины. Все упомянутые клапаны, а также датчик давления электрически связаны с контроллером. Блок регулирования давления, пневмомагистраль, относящиеся к пневмосистеме устройства, а также все элементы системы управления, названные выше и ниже, смонтированы в герметичном корпусе, который несет на себе датчик внешней температуры и датчик температуры внутри корпуса. Оба датчика электрически замкнуты на контроллер и задействованы в системе поддержания оптимального температурного режима внутри корпуса, обеспечивающего надежность работы всей находящейся в нем аппаратуры. Для нагрева воздуха во внутреннем объеме корпуса предусмотрен блок коммутации для тепловентилятора, которые оба связаны с электрической сетью, а блок коммутации - и с контроллером. Каждый из входного и выходного рукавов пневмосистемы, расположенные вне корпуса, оснащены греющими кабелями. Последние связаны с электрической сетью через блоки питания для входного рукава и для выходного рукава. Кроме того, блок для выходного рукава имеет последовательно с ним включенный в электрическую сеть отдельный блок коммутации, связанный с контроллером. В пневмомагистраль, в пределах объема корпуса, перед выходным рукавом включен фильтр обратного потока воздуха. Непосредственно на электронный контроллер подключен цифровой индикатор задаваемого давления воздуха в шине. К органам управления устройства в целом относятся кнопка «ОК», кнопка «ОТМЕНА» и ручка «УСТАНОВКА». Наряду с цифровым индикатором к средствам индикации относятся зуммер, лампа «ОК» и лампа «ОЖИДАНИЕ». Все органы индикации и управления выведены на лицевую панель корпуса, которая в темное время суток освещается лампой подсветки. Клапан сброса соединен с помощью трубопровода с устройством автоматического сброса конденсата и внешней средой [RU 116815].
Работает устройство следующим образом.
В процессе накачки шины автомобиля вначале осуществляют подключение устройства к электрической сети, подавая, таким образом, энергию, в первую очередь, на контроллер через блок питания. В случае необходимости через блок коммутации включается в работу тепловентилятор, обеспечивающий обогрев внутреннего объема корпуса. Лампа подсветки включается при подаче электрического тока из сети в устройство подкачки и выключается с обесточиванием последнего. Подготовительной операцией является подключение пневмосистемы устройства к блоку подачи сжатого воздуха. При этом сжатый воздух заполняет блок подготовки, в котором посредством регулятора давления по манометру выставляется постоянная величина исходного давления, подаваемого в ту часть пневмосистемы, которая отсекается нормально закрытым клапаном накачки. Таким образом, устройство подготовлено для выполнения своей основной функции - подкачки шины автомобиля. Далее, наконечник соединяют с ниппелем шины и с помощью ручки «УСТАНОВКА» устанавливают на цифровом индикаторе величину требуемого давления в шине. После этого кнопкой «ОК» включают устройство в работу, что фиксируется загоранием лампочки «ОЖИДАНИЕ», лампа «ОК» при этом гаснет. На первом этапе датчиком давления осуществляется измерение давления в подключенной шине и пропорциональный сигнал с него подается в контроллер, где он, в соответствии с заложенным алгоритмом, анализируется, и при условии, что давление в шине ниже давления заданного на цифровом индикаторе выбирается оптимальное время соединения шины с источником сжатого воздуха путем открывания клапана накачки. Процесс подкачки осуществляется циклично. Это означает, что через короткий промежуток времени, заданный контроллером, последний, воздействуя на клапан накачки, перекрывает доступ сжатого воздуха в шину, отключая ее от источника сжатого воздуха. Датчик давления измеряет давление в шине после осуществленной подкачки и сигнал, пропорциональный новому давлению, подается в контроллер, где в зависимости от полученного результата (например, давление выросло незначительно) назначается больший период времени включения клапана накачки. После этого процедура измерения нового давления датчиком повторяется и контроллером назначается другой временной интервал подкачки, приближающий давление в шине к величине давления, заданного на цифровом индикаторе. Такой метод подкачки можно определить как «метод проб», который выполняется в устройстве предлагаемой конструкции в автоматическом режиме. Как только давление в шине сравняется с давлением, заданным на цифровом индикаторе, контроллер включает клапан образцового манометра, который призван не только дублировать показания индикатора, но и контролировать его, подтверждая точность выполнения предварительно заданного давления в шине. Наконечник отключается от ниппеля шины автомобиля. Следует отметить, что в случае, когда давление в шине окажется больше, чем требуется, в работу включается клапан сброса давления, который работает с контроллером по аналогичному алгоритму, с той лишь разницей, что источник сжатого воздуха отсекается от шины нормально замкнутым клапаном накачки.
Основным недостатком устройства является то, что простая по конструкции его пневматическая часть сочетается со сложной системой управления, которая строится на использовании электронных контроллера, табло, датчика давления и соответствующих дорогостоящих комплектующих элементов. Как следствие, подобная система управления требует использования программного продукта и сложной настройки. В результате снижается надежность работы устройства в целом, а также возникает необходимость использования при его обслуживании квалифицированного специально обученного персонала.
Таким образом, задачей полезной модели является упрощение конструкции устройства и, как следствие, повышение надежности его работы и упрощение сервиса.
Поставленная задача решается за счет того, что в устройстве для подкачки шины автомобиля, которое содержит пневмомагистраль высокого давления, включающую последовательно смонтированные блок подачи сжатого воздуха, входной рукав, блок подготовки воздуха, клапан накачки, выходной рукав с наконечником для шины, а также подключенный к ней клапан сброса, в пневмомагистраль введены ресивер, снабженный манометром, и система дросселей, первый из которых установлен после клапана накачки, второй - перед клапаном сброса, а третий - перед ресивером, при этом в режиме накачки последний и первый дроссели обеспечивают нарастание давления в ресивере быстрее, чем в шине, а дроссели второй и третий в режиме сброса обеспечивают падение давления в ресивере быстрее, чем в шине.
Технический результат полезной модели состоит в исключении из системы управления устройством электронных средств, что упрощает его конструкцию и сервис, повышает надежность работы.
На прилагаемом к описанию рисунке дано схематичное изображение принципиальной схемы устройства.
Устройство содержит пневмомагистраль 1 высокого давления, которая включает последовательно связанные между собой составляющие ее элементы, к которым относится, в первую очередь, блок 2 подачи сжатого воздуха, представляющий собой поршневой одноступенчатый компрессор с электрическим приводом. Блок 2 посредством рукава 3 связан с блоком 4 подготовки сжатого воздуха, в состав которого входят регулятор давления, манометр и фильтр-влагоотделитель с устройством сброса конденсата (на чертеже не показаны). За блоком 4 установлен клапан 5 накачки, который с помощью пневмотрубки 6 связан с выходным рукавом 7, снабженным наконечником 8 для соединения с ниппелем шины 9. К пневмотрубке 6 подсоединены ресивер 10, снабженный манометром 11, и клапан сброса 12. В пневмомагистраль 1 введена система дросселей, первый из которых - 13 установлен после клапана накачки 5. Второй дроссель 14 смонтирован перед клапаном сброса 12, а третий дроссель 15 - перед ресивером 10. Электрическая система обслуживания элементов устройства, связанных, например, с приводом компрессора, освещением, нагревом, индикацией, на чертеже не показана, так как ее конструкция не выходит за рамки общеизвестных технических решений.
Работает устройство следующим образом.
В порядке подготовки устройства к работе его подключают к питающей электрической сети, подавая энергию в блок 2 подачи сжатого воздуха, а, точнее, на привод компрессора. Таким образом, сжатый воздух заполняет пневмомагистраль 1 до клапана 5 накачки. В таком состоянии готовности устройство находится постоянно, за исключением времени на профилактические осмотры и ремонтные работы. В случае необходимости подкачки шины, оператор или клиент осуществляют подключение наконечника 8 к ниппелю шины 9, что соединяет полость последней с ресивером 10 через дроссель 15, при этом, связанный с ресивером, манометр 11 показывает текущее давление в шине 9. Следует сразу же отметить, что предлагаемое устройство не предназначено для измерения давления в шине, так как его прямым предназначением является подкачка шины. При измерении давления всегда будет сказываться погрешность, вызванная влиянием паразитных объемов пневмотрубок, например 6, связывающих шину и ресивер и собственно объем последнего. Итак, если давление в шине 9 окажется меньше требуемого, нажимают кнопку клапана 5 накачки и манометр 11 начинает показывать текущее давление в ресивере 10, которое отображает нарастание давления в шине 9. Объем ресивера, исходя из требований компактности всего устройства и оптимального размещения его элементов в защитном корпусе, выбирается незначительным (не более 3 литров), что во много раз меньше внутреннего объема шины. Пропускная способность дросселей 13 и 15 подобраны опытным путем и таким образом, что нарастание давления в шине происходит медленнее, чем нарастают показания манометра 11. Далее, при достижении на манометре 11, например, требуемого давления в шине 9, кнопка клапана накачки 5 отпускается, и так как шина и ресивер сообщены между собой, то происходит выравнивание давления и манометр 11 покажет истинное давление в шине 9, но оно будет несколько меньше требуемого. При повторном включении клапана 5 накачки осуществляют компенсацию разницы и, наконец, получают в шине требуемое давление. В данном случае используется, как и в прототипе, «метод проб», который в зависимости от степени опытности клиента может не ограничиваться числом нажатий кнопки клапана накачки 5, равным двум. Подкачка может потребовать и три, и даже четыре нажатия.
Если при подключении наконечника 8 к ниппелю шины 9 давление в ней окажется выше требуемого, то в этом случае нажимают кнопку клапана сброса 12 и соединяют шину через дроссель 14 с атмосферой, как и ресивер, через дроссели 15 и 14. Манометр начнет показывать падение давления. Пропускная способность дросселей 15 и 14 подобрана таким образом, что падение давления в ресивере 10 происходит быстрее, чем давление в шине 9. Таким образом, при отпускании клапана сброса 12 манометр 11 покажет давление в шине выше требуемого. При повторном нажатии кнопки клапана сброса 12 компенсируется разница и в шине устанавливается требуемое давление.
По состоянию на 3 квартал 2015 года заявителями изготовлены несколько опытно-промышленных образцов предлагаемого устройства, производственные испытания которых подтвердили их высокую эксплуатационную эффективность и надежность в климатических условиях северо-западного региона России.