[发明专利]一种轮胎充气方法及系统

权利要求书

1.一种轮胎充气方法，其特征在于，包括如下：

步骤1，将待充气轮胎安装在轮胎固定及防爆装置上，并检查轮胎是否有破损和裂纹；

步骤2，将轮胎的额定充气压力和氮气气源的纯度输入充放气循环控制器中；控制器计算出所需的充气循环次数；

步骤3，充放气循环控制器首先控制放气阀门打开，对轮胎进行第一次完全的放气操作，直至轮胎剩余的气压为一个大气压；

步骤4，充放气循环控制器控制充气阀门打开，对轮胎进行充气；利用压力传感器将胎压数据实时记录并反馈至控制器，当轮胎内压力达到额定充气压力时，控制器发出指令关闭充气阀门；

步骤5，若当前的充放气循环次数小于计算所得的需求充放气循环次数N，则系统对轮胎进行一次放气操作，由控制器控制开启放气阀门进行放气，并准备下一次充气；

步骤6，重复步骤4-5，当实际的充放气循环次数等于计算所得的需求充放气循环次数时，控制器发出指令关闭充气阀门和放气阀门，则跳出循环，结束充气过程。

2.根据权利要求1所述的一种轮胎充气方法，其特征在于，所述步骤2中控制器计算出所需的充气循环次数的方法如下：

步骤2.1，忽略空气中的稀有气体，设空气只由氮气和氧气组成，即79％的氮气和21％的氧气；设P为标准大气压力；P_max为轮胎的最大充气压力；[O₂]为氧分压平衡时轮胎内的氧气浓度；为使得轮胎内外的氧气分压保持一致，采用如下氧气平衡点的计算公式：

[O₂]×P_max＝21％×P；

步骤2.2，将充气前轮胎内保持含有一个大气压的空气，记轮胎额定充气压力和大气压力的比值为R，充入氮气气源的纯度为M，则计算第一次充气后轮胎内的氮气纯度M₁为：

步骤2.3，在轮胎放气的过程中，保持轮胎内气体的组分比例不变，即轮胎内的氮气或氧气纯度在放气过程中不发生变化；则计算N次循环充放气之后轮胎内的氮气纯度M_N为：

步骤2.4，当轮胎处于氧分压平衡点时轮胎内的氮气浓度n％由下式计算得出：

步骤2.5，第N次充放气循环结束后轮胎内氮气的纯度M_N由步骤2.2的表达式得到，联立步骤2.3和步骤2.4中的表达式，计算得到当M_N＝n％时所需的充放气循环次数N：

3.根据权利要求1所述的一种轮胎充气方法，其特征在于，步骤2中还包括，充气开始时，利用传感器测定氮气气源的纯度并将其输入充放气循环控制器。

4.根据权利要求1所述的一种轮胎充气方法，其特征在于，步骤5中放出的气体被收集到气体收集提纯装置中进行处理。

5.根据权利要求4所述的一种轮胎充气方法，其特征在于，步骤6中还包括，回收的气体在气体收集提纯装置里进行提纯并储备，当氮气气源不足时可打开阀门，对气源进行补充。

6.一种应用于权利要求1-5所述充气方法的充气系统，其特征在于，包括：充放气循环控制器(7)、充气阀门(3)、放气阀门(6)、氮气气源(2)、压力传感器(4)、氮气纯度传感器；所述充放气循环控制器(7)分别与所述充气阀门(3)、放气阀门(6)、压力传感器(4)及氮气纯度传感器相连，所述充气阀门(3)、放气阀门(6)分别用于控制由氮气气源(2)至轮胎的充气通道以及轮胎放气通道的打开或关闭；所述压力传感器(4)用于测量轮胎内的气体压力；所述氮气纯度传感器用于检测氮气气源的纯度；所述充放气循环控制器(7)一方面接收压力传感器(4)和氮气纯度传感器的数值，控制充气阀门(3)和放气阀门(6)的开闭，另一方面计算轮胎充气过程中氧气压力处于内外平衡时所需的充放气循环次数和判定是否完成充气过程。

7.根据权利要求6所述的充气系统，其特征在于，还包括轮胎固定及防爆装置(5)，用于充气过程中固定轮胎及防止轮胎爆裂。

8.根据权利要求6所述的充气系统，其特征在于，还包括气体收集提纯装置(1)，用于在轮胎放气时收集释放出来的气体，并提纯和储备，当氮气气源(2)不足时可打开阀门，对气源进行补充。