專利名稱：子母式輪胎汽車安全車輪的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
在本發(fā)明涉及到一種汽車安全車輪設(shè)計和應(yīng)用，通過改造目前裝配子午線“原子胎”的汽車輪圈內(nèi)部結(jié)構(gòu)，利用子午線原子胎不需要放置內(nèi)胎因此有內(nèi)部空腔的特點，在內(nèi)部同時放置另一條輪胎一子輪胎，子輪胎使用實心式輪胎結(jié)構(gòu)和彈性材料。
技術(shù)背景 現(xiàn)在大部分汽車裝備了”子午線原子胎”，俗名“真空胎”，具有輪胎被扎后漏氣緩慢的特性，可以確保汽車?yán)^續(xù)行駛一段距離，以方便用戶就近尋找輪胎修理場修補輪胎，但是此真空胎發(fā)生爆胎后，輪胎內(nèi)的空氣仍會迅速泄露而導(dǎo)致輪胎快速軟化并癟下去，使汽車輪圈接觸路面，從而導(dǎo)致高速行駛狀態(tài)下的車輛失控，誘發(fā)危險和交通事故，據(jù)相關(guān)資料顯示，高速公路汽車事故90%左右是由于汽車輪胎在高速狀態(tài)下輪胎爆胎(特別是前輪胎)導(dǎo)致車輛失控引起的。為了減少爆胎導(dǎo)致車輛無法行駛和誘發(fā)事故，市場上出現(xiàn)了一些“泄氣保用輪胎”，又名“低壓續(xù)行輪胎”，這種輪胎有著堅硬和高彈性的側(cè)壁，可以使汽車輪胎欠壓后行使時使輪胎不脫離輪轂，堅硬和高彈性的仍然能夠給與車輛足夠的支撐，并卻保證車輛在低速狀態(tài)下繼續(xù)安全行使一定的距離，但是如果這種“泄氣保用輪胎”在車輛高速行駛時突然發(fā)生爆胎或被利器突然刮開胎壁的情況下，仍然不可避免車輛失控的危險發(fā)生，只是降低了一些發(fā)生的幾率而已。現(xiàn)在隨著電子技術(shù)的發(fā)展，很多汽車廠家通過安裝在車身的電子傳感器或胎壓傳感器，以及車身穩(wěn)定控制系統(tǒng)等新技術(shù)，車輛行駛過程中，各種感應(yīng)器實時感應(yīng)車輛輪胎胎壓的變化和車身的運動狀態(tài)，車身穩(wěn)定控制系統(tǒng)再根據(jù)感應(yīng)器的感應(yīng)數(shù)據(jù)和危險狀態(tài)，及時發(fā)出控制指令，控制分配給各車輪制動力矩，同時控制供油系統(tǒng)，自動控制車輛發(fā)生爆胎等緊急情況的車輛運行方向，降低車輛運行速度，從而減少和降低車輛失控的幾率，但是這種防護(hù)只是一種被動的防護(hù)功能。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種安全的汽車車輪結(jié)構(gòu)和輪胎結(jié)構(gòu)。在輪圈的中間部分Ca)的內(nèi)部，增加一個用于限制和定位子輪胎的子輪圈區(qū)域(2)，確保一個輪圈上同時安裝和固定子輪胎和母輪胎子輪胎(12)位于母輪胎(10)內(nèi)部，子輪胎(12)為采用彈性材料的實心輪胎；母輪胎包裹子輪胎，母輪胎內(nèi)部和子輪胎間的密閉空間使用壓縮氣體作為彈性介質(zhì)。子輪圈區(qū)域(2)位于母輪圈區(qū)域的中心位置，子輪圈邊沿(4)的最大尺寸等于或小于母輪圈邊沿(5)的最大尺寸，子輪圈區(qū)域(2)的寬度小于或等于三等分母輪圈寬度。子輪胎胎面(6)為平面或曲面，胎面直徑小于或等于母輪胎內(nèi)壁的直徑，胎面的寬度小于母輪胎內(nèi)壁的寬度，大于或等于子輪圈的寬度；子輪胎內(nèi)圈上內(nèi)圈缺口(8)和調(diào)整內(nèi)胎材料的彈性系數(shù)增大彈性行程的通氣過孔(9)。如果母輪胎內(nèi)氣體壓力在輪胎技術(shù)參數(shù)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)時，母輪胎的胎壁會受到內(nèi)部氣體壓力的作用保持一定的膨脹狀態(tài)，此時母輪胎內(nèi)壁和子輪胎胎面之間有著一定距離的氣體間隙，母輪胎內(nèi)依舊利用內(nèi)部氣體介質(zhì)優(yōu)良的彈性和避振性能，使汽車在正常的行駛過程中有著良好的舒適性能 ；當(dāng)母輪胎內(nèi)部欠壓或爆胎時，母輪胎的內(nèi)部氣壓不足以使母輪胎和子輪胎產(chǎn)生氣息距離，此時子輪胎胎面會貼合母輪胎內(nèi)胎面，子輪胎會作為彈性材料繼續(xù)支撐母輪胎，仍使母輪胎保持一定的膨脹狀態(tài)和輪胎直徑，同時利用子輪胎材料的高彈性性能，使輪胎對路面?zhèn)鬟f的振動還保持有一定的過濾作用，仍保持車輛繼續(xù)行駛功能和車輛運行的舒適性；當(dāng)車輛在高速行駛時，由于子輪胎的彈性支撐作用，當(dāng)母輪胎爆胎或欠壓的情況下，仍可保持母輪胎一定的安全尺寸，從而會減少或避免現(xiàn)在通用的汽車車輪爆胎后輪胎迅速“癟下去”的而導(dǎo)致車輪失控的現(xiàn)象發(fā)生，增加車輛在高速行駛下爆胎的可控性，減少汽車告訴行駛時爆胎而誘發(fā)的交通事故的發(fā)生。

說明書附圖說明如下圖I :子午線輪胎通用輪圈結(jié)構(gòu)示意圖；圖2 :子母式輪胎汽車安全車輪的輪圈結(jié)構(gòu)示意圖；圖3 :子母式輪胎汽車安全車輪的子輪胎結(jié)構(gòu)示意圖；圖4 :子母式輪胎汽車安全車輪結(jié)構(gòu)示意圖；圖5 :子母式輪胎汽車安全車輪結(jié)構(gòu)剖面示意圖。其中a, 輪圈中間部分(非輪胎貼合部)；1，母輪圈上區(qū)域；2，子輪圈區(qū)域；3，母輪圈下區(qū)域；4，子輪圈邊沿；5，母輪圈邊沿；6，子輪胎胎面；7，子輪胎內(nèi)圈；8，內(nèi)圈缺口 ；9，通氣過孔；10,母輪胎；11， 子母式輪胎安全車輪輪圈；12，子輪胎。
具體實施方式
子母式輪胎汽車安全車輪技術(shù)的設(shè)計原則[0034]由于現(xiàn)用的輪胎和輪圈有著標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計尺寸和通用應(yīng)用系列標(biāo)準(zhǔn)，市場上通用的子午線“原子胎”的輪圈的結(jié)構(gòu)示意圖如說明書附圖I所示；從說明書附圖I中可以看出，輪圈中間部分(a)S卩非輪胎貼合部分絕大部分采用為圓柱體設(shè)計，此設(shè)計使為了方便輪胎的拆卸和安裝，同時為了保證輪圈的寬度和輪胎寬度的一致性；子母式輪胎汽車安全車輪在結(jié)構(gòu)尺寸上仍需要參照現(xiàn)有的汽車輪圈應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)去執(zhí)行，從而確保未來市場的通用性原則和易替換性原則，即需要保持母輪圈的設(shè)計。母輪胎在輪圈固定方式、母輪圈的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、尺寸和系列不變，又要保證新的子母式輪圈設(shè)計有利于現(xiàn)有工具和現(xiàn)有方法，方便于母輪胎和內(nèi)部實心子胎的安裝、拆卸和維護(hù)。 子母式輪胎汽車安全車輪技術(shù)中輪圈的設(shè)計在輪圈的中間部分的內(nèi)部，增加一個用于限制和定位子輪胎的子輪圈區(qū)域(2)，構(gòu)成子母式輪胎安全車輪輪圈(11)。此子輪圈區(qū)域(2)的作用是定位和固定子輪胎和當(dāng)母胎發(fā)生漏氣欠壓或爆胎后，子輪胎在單獨支撐母輪胎受力的過程中防止子輪胎脫離子輪圈；子母輪胎式輪圈的外形示意圖如說明書附圖2所示，子輪圈區(qū)域(2)位于母輪圈區(qū)域的中心位置，子輪圈邊沿(4)的最大尺寸等于或小于母輪圈邊沿(5)的最大尺寸，子輪圈區(qū)域(2)的寬度小于或等于三等分母輪圈寬度。如果子輪圈區(qū)域(2)的寬度尺寸過寬，當(dāng)母輪胎的下部在安裝到母輪圈下區(qū)域
(3)時，會阻礙母輪胎內(nèi)放置子輪胎；同時如果子輪圈的區(qū)域過大，會導(dǎo)致母輪圈上區(qū)域(I)和母輪圈下區(qū)域(3)的寬度過小，不利于母輪胎的安裝和拆卸；如果子輪圈區(qū)域(2)的寬度過小，在子輪胎支撐母輪胎過程中會使子輪胎受側(cè)向力而脫離子輪圈；附圖2中，子輪圈區(qū)域(2)是用于定位子輪胎，且子輪胎放置在母輪胎內(nèi)，作用相當(dāng)于母輪胎的不充氣內(nèi)膽；母輪胎的兩側(cè)邊分別用母輪圈邊沿(5)所示的輪圈側(cè)邊進(jìn)行限位和保持密封性能，當(dāng)子、母輪胎安裝完成后，可以通過車輪圈上的設(shè)計和安裝的充氣孔(充氣裝置)給母輪胎充氣，使母輪胎的內(nèi)部空氣壓力符合母輪胎的規(guī)定限值；充氣后母輪胎會受到內(nèi)部氣壓的作用外脹擴(kuò)充，輪胎直徑加大，從而使母輪胎的內(nèi)徑大于子輪胎的外徑，使輪胎之間保持有一定的氣隙距離。子母式輪胎汽車安全車輪技術(shù)中子輪胎的材料選擇和形狀設(shè)計子母式輪胎汽車安全車輪技術(shù)中的子輪胎設(shè)計需要設(shè)計成實心結(jié)構(gòu)，目的是使子輪胎具有防扎破功能，避免內(nèi)膽內(nèi)胎在使用過程中被扎破而導(dǎo)致內(nèi)部的氣體迅速泄露的缺陷；由于子輪胎在母輪胎內(nèi)部，正常使用時不需要承擔(dān)防磨損的功能，同時需要有較強(qiáng)的彈性系數(shù)和快速回復(fù)的特性，材料的選用基本原則如下足夠高的定伸應(yīng)力；足夠高彈性系數(shù)和拉伸性能(根據(jù)輪胎的不同應(yīng)用場合選擇不通的彈性系數(shù))；足夠的耐壓壓縮性和快速的彈性恢復(fù)；[0052]較高的硬度和低的永久變形；隨著聚氨酯材料的應(yīng)用和發(fā)展，聚氨酯材料在工業(yè)上有著廣泛的應(yīng)用，特別是應(yīng)用于工業(yè)機(jī)器底座上的緩沖墊，電梯底坑內(nèi)的非線性緩沖器等，聚氨酯材料基本符合子輪胎材料的選用原則，所以建議采用聚氨酯材料作為優(yōu)選的子輪胎的材料，也可選用市場上實心輪胎所師用的特殊橡膠材料；優(yōu)質(zhì)的子輪胎材料可以確保子輪胎對 母輪胎在欠壓或爆胎后對母輪胎的支撐和車輛運行時對路面振動的優(yōu)良過濾功能，從而才能確保增加車輪行使的安全性和車輛行駛的舒適性。由于子、母輪胎的安裝和保養(yǎng)需要，子輪胎工作時的可靠性和子輪胎不影響母輪胎功能和運行舒適性等需要，子輪胎的輪胎設(shè)計尺寸應(yīng)遵循如下約定子輪胎的最大胎面直徑應(yīng)略小于或等于母輪胎在內(nèi)部零壓力狀態(tài)下時內(nèi)壁的最小尺寸，以便于子輪胎的安裝和保養(yǎng)，子輪圈的外形結(jié)構(gòu)如說明書附圖3所示在附圖3中，子輪胎的相關(guān)設(shè)計要求為子輪胎的胎面(6)為平面或曲面，胎面直徑小于等于母輪胎內(nèi)壁的直徑，胎面的寬度小于母輪胎內(nèi)壁的寬度，大于或等于子輪圈的寬度，以增加對母輪胎的支撐性能和便于子、母輪胎安裝和拆卸需求；子輪胎內(nèi)圈(7)的直徑應(yīng)小于或等于子輪圈直徑，以利于子輪胎的定位固定，同時才能保持子輪胎的對輪圈有一定的收縮壓力，防止子輪胎輕易脫離子輪圈；附圖3中，子輪胎的結(jié)構(gòu)可根據(jù)實際需要進(jìn)行如下改變，如子輪胎內(nèi)圈(7)的區(qū)域設(shè)計了如圖所示的缺口(8)，是為了方便使用工具對子輪胎進(jìn)行拆卸操作；根據(jù)選用的材料、彈性系數(shù)和輪胎的應(yīng)用領(lǐng)域的不同可以在輪胎中間部位等距設(shè)計不同數(shù)量的小過孔(9)，用以降低材料的彈性系數(shù)和增大材料的壓縮量，同時加強(qiáng)母輪胎內(nèi)部氣體的流動，給內(nèi)輪胎帶來很好的通風(fēng)和散熱效果；備注由于子輪胎是放置在現(xiàn)在通用的母輪胎內(nèi)部，所以市場上沒有子輪胎的對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，將來隨著市場上產(chǎn)量的增多，可對其進(jìn)行系列化和標(biāo)準(zhǔn)化，從而給使用者替換帶來便利。子母式輪胎汽車安全車輪技術(shù)結(jié)構(gòu)的裝配注意事項由于子母式輪胎汽車安全車輪技術(shù)是在現(xiàn)有普通汽車車輪基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，尤其是外胎和輪圈尺寸沿用目前的產(chǎn)品系列，所以現(xiàn)場一些汽車養(yǎng)護(hù)場所實用的輪胎拆卸工具可以直接使用，只是對于子輪胎的安裝和拆卸可能需要設(shè)計專用的工裝或?qū)Ｓ械墓ぞ撸旖莺头奖阕虞喬サ陌惭b和拆卸，子母式輪胎安全車輪中的子輪胎和母輪胎安裝順序如下(類似于內(nèi)膽輪胎的車輪，僅供參考)將子母式輪胎的專用輪圈放置輪胎拆卸機(jī)器上固定；根據(jù)拆卸機(jī)器說明順序和方法將母輪胎的下部胎緣安裝到上部輪圈中；調(diào)整拆卸機(jī)的橫臂和六方桿，用同樣的方法將母輪胎下部胎緣放置到內(nèi)胎輪圈內(nèi)；再調(diào)整拆卸機(jī)的橫臂和六方桿，將母輪胎下部胎緣放置到下部輪圈內(nèi)就位；提起母輪胎上部胎緣，將子輪胎放置到母輪胎內(nèi)；[0071]使用子輪胎擴(kuò)張器將子輪胎內(nèi)圓擴(kuò)充并就位到輪圈中心的子輪圈內(nèi)；安裝母輪胎外緣，對母輪胎進(jìn)行充氣操作，充氣壓力為母輪胎所規(guī)定的數(shù)值；子母輪胎裝配完成后的效果圖和內(nèi)部效果剖視圖(未充氣狀態(tài))，分別如說明書附圖4和5所示；子、母輪胎的拆卸順序可參考裝配程序，只是一種逆操作而已，不再作出說明。子母式輪胎汽車安全車輪技術(shù)優(yōu)勢如前文所述，子母式輪胎汽車安全車輪技術(shù)是在現(xiàn)有的輪圈生產(chǎn)和輪胎應(yīng)用基礎(chǔ)上的發(fā)展和提高，充分利用母輪胎使用高壓氣體作為彈性介質(zhì)，保證車輛正常行使時的舒適性，又能充分利用子輪胎的實心輪胎結(jié)構(gòu)和防扎的性能，可以保證車輛在高速行駛狀態(tài) 下母輪胎欠壓或母輪胎(包括內(nèi)胎漏氣)爆胎時，利用子輪胎的彈性材料作為內(nèi)部支撐，保證母輪胎彈性和足夠大的車輪直徑，減小爆胎時汽車車輪轉(zhuǎn)動直徑的突然變化而引起駕駛者對車輪的操控，保證駕駛者有充分時間采取措施去控制車輛，從而避免由于車輛失控而引發(fā)的危險或安全事故，因此子母式輪胎安全車輪結(jié)構(gòu)技術(shù)優(yōu)勢如下產(chǎn)業(yè)化的技術(shù)壁壘低，只需在現(xiàn)有的輪圈內(nèi)增加固定子輪胎的輪圈結(jié)構(gòu)；母輪胎胎壓正常和狀態(tài)完好的情況下，使用母輪胎的高壓空氣做彈性載體，所以車輛的行駛舒適性和現(xiàn)在的“真空胎”相比基本沒有多少變化，但是當(dāng)母輪胎在行駛過程中高速經(jīng)過凸起或深凹的路面時，如果母輪胎胎面受壓接觸壓縮到子輪胎，此時子輪胎的彈性材料和母輪胎的高壓空氣會同時產(chǎn)生作用力，減輕對母輪胎和汽車車輪減振系統(tǒng)的傷害;結(jié)構(gòu)設(shè)計簡單，基本上可以根源上來解決現(xiàn)有輪胎在高速行駛時爆胎后所引發(fā)的危險和駕駛者錯誤操作引起的危害或事故，如果子母式輪胎安全車輪結(jié)構(gòu)再配上現(xiàn)有的胎壓檢測系統(tǒng)和車身穩(wěn)定控制系統(tǒng)等技術(shù)措施，將會大大降低高速狀態(tài)下爆胎所帶來的車輛事故。子母式輪胎應(yīng)用設(shè)計生產(chǎn)過程中需要注意的地方如下根據(jù)車輛的載重級別，選擇合適的子輪胎材料；根據(jù)子輪胎材料的性質(zhì)選擇合理的子輪圈外徑，從而便于維護(hù)和保養(yǎng)；需要根據(jù)現(xiàn)在通用輪胎的尺寸系列，合理分配和設(shè)計子輪胎的外徑和技術(shù)參數(shù)，并進(jìn)行產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化和系列化，便于用戶使用。
權(quán)利要求1.一種子母式輪胎汽車安全車輪，其特征是 在輪圈的中間部分(a)的內(nèi)部，增加一個用于限制和定位子輪胎的子輪圈區(qū)域(2)，確保一個輪圈上同時安裝和固定子輪胎和母輪胎 子輪胎(12)位于母輪胎內(nèi)部，子輪胎(12)為采用彈性材料的實心輪胎； 母輪胎包裹子輪胎，母輪胎內(nèi)部和子輪胎間的密閉空間使用壓縮氣體作為彈性介質(zhì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的安全車輪，其特征是還包括子輪圈邊沿(4)，母輪圈邊沿(5)， 子輪圈區(qū)域(2)位于母輪圈區(qū)域的中心位置，子輪圈邊沿(4)的最大尺寸等于或小于母輪圈邊沿(5)的最大尺寸，子輪圈區(qū)域(2)的寬度小于或等于三等分母輪圈寬度。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的安全車輪，其特征是還包括子輪胎胎面(6)，子輪胎內(nèi)圈缺口(8)，子輪胎通氣過孔(9)， 子輪胎胎面(6)為平面或曲面，胎面直徑小于或等于母輪胎內(nèi)壁的直徑，胎面的寬度小于母輪胎內(nèi)壁的寬度，大于或等于子輪圈的寬度；子輪胎內(nèi)圈上內(nèi)圈缺口(8)和調(diào)整內(nèi)胎材料的彈性系數(shù)增大彈性行程的通氣過孔(9)。
專利摘要子母式輪胎汽車安全車輪。即在標(biāo)準(zhǔn)輪圈的中間位置增加了一個用于固定子輪胎的子輪圈結(jié)構(gòu)，使一個車輪輪圈上可同時安裝兩個輪胎，子輪胎和外部的母輪胎。子輪胎為采用彈性材料的實心結(jié)構(gòu)，母輪胎位于子輪胎外部，包裹子輪胎。母輪胎和子輪胎間的空腔用壓縮氣體進(jìn)行填充。子母式輪胎汽車安全車輪結(jié)構(gòu)可以保證正常狀態(tài)下車輛行駛時的舒適性，同時能降低高速狀態(tài)下爆胎帶來的傷害和保證輪胎虧氣狀態(tài)時能繼續(xù)行駛的安全性。
文檔編號B60B11/04GK202491633SQ20122006057
公開日2012年10月17日 申請日期2012年2月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月23日
發(fā)明者李必春 申請人:李必春