CN101138939B - 轮胎防爆装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供轮胎防爆装置，包括壳体和控制阀，壳体固定在轮毂上，其特征在于它还包括动力源装置，并由压缩单元、管路、压力瓶和控制阀组成。本发明由于采用了上述结构，结构简单、成本低，既可给轮胎充气、放气，又可调节胎内气体温度。

Description

轮胎防爆装置 

技术领域

本发明涉及轮胎防爆装置，主要用于充气轮胎的防爆。 

背景技术

目前汽车轮胎的爆胎，是很难预测的，而爆胎所引发的交通事故，多是恶性重大交通事故，并且，爆胎事故在所有交通事故中所占比例较大，尤其是高速公路的，占到70％至80％，可见其危害性之大！所以引起汽车业届等的高度重视，被列为未来10年十大汽车关键期待解决的问题之一。就当前来看，现有产品可分为两大类：一类是主动预防爆胎的；另一类是胎爆了以后，如何避免发生交通事故的。 

据美国国家交通安全局的资料显示：爆胎事故中，轮胎气压过低占57％，轮胎气压过高占20％，其它因素，如超速、超载、轮胎老化等占23％。由此看出，轮胎气压保持正确与否所占比例很大，为什么气压如此重要呢？因为汽车在行驶中，轮胎每转一圈，都要变形一次，由于变形，就导致轮胎发热，使轮胎内的气体温度上升。气压正常时，变形所产生的热量较少，轮胎行驶中会散去多余的热量，所余热量不致轮胎爆胎，但当气压低于正常值时，变形加巨，产生的热量不足以在行驶中散去，就会导致胎中温度增高，温度增高，则压力也随之上升，加之轮胎过热，其强度也变坏、变小，当超过其承受压力时，必定爆炸。高压道理亦似如上所述，只是此时变形大的位置变成了胎冠，而非低压时的胎壁。而超速、超载道理亦然，只不过加速了温度升高，胎压升高的过程而已，所以，由以上看出，胎压的保持正常与否，是一大关键点。 

其次，由于连续的，较长时间的刹车，导致轮毂过热，也会造成胎内温度升高，即使压力初时正常，由于长时间的制动，也会导致爆胎事故发生。 

现在已有如下几种方案： 

1、轮胎气压报警系统(TPMS)，也叫轮胎气压监视系统。 

该系统通过装在每个车轮里的感应器，来时时监测每个轮子里的压力和温度，并将数据无线传送到驾驶室的接收系统，当压力过高或低时，温度过高时就会报警，提醒驾驶员注意； 

2、气压过高时的放气装置或报警装置： 

该系统在气门嘴处装了限压单向阀，当胎内压力高过单向阀设定的压力时，胎内气体即向外排出，以保障胎压正常，而报警装置则是在单向阀处装多一个哨子，当单向阀打开后，胎内气体吹响哨子，以警示驾驶员注意。由此，可看出，虽然当气压高时，放气降低了气压，但也存在如下缺陷：当汽车急转弯、刹车或遇到道路不平时，胎内气压也会临时增加，这就有可能向外放气，至使本来正常的气压变低，放了不该放的气。以至可能引发胎压不正常行驶。 

3、中国专利专利号：200620154783.X名称为“一种汽车轮胎防爆装置”，则在气门嘴与单向阀之间增加了压力腔，而且气门嘴到压力腔之间的管路中设有一个微型通孔，来控制气流量，也就是说当车辆遇急转弯、刹车、凹凸不平的瞬间，胎内压力增大，胎内气体向压力腔排去，但要几秒钟的时间才能使压力腔的压力达到开启单向阀的压力，而上述情况一般都是瞬时的，单向阀也不会打开放气，从而避免了不该放气而放气的情况发生，当胎压连续升高时，才会放气排险。 

4、中央充放气系统(CTIS)： 

该系统由①轮胎压力监视系统即TPMS；②旋转密封件系统③多功能轮胎阀系统④控制电路系统等组成。驾驶员在停车或行驶中，通过TPMS系统了解到胎压情况，当要降低胎内压力时，如从公路行驶进入沙漠时，通过控制电路下达指令，多功能阀系统就会让轮胎放气，以达所需压力。当要增加胎压时，如从沙漠又走向柏油路上，则会命令充气系统给轮胎加气，直到满意为止。

以上几种系统或装置，基本代表了目前最新的预防爆胎科技水平。就TPMS而言，只是给出警示功能，怎么解决胎压不正常，温度高等，没有下文，况且，当排气后，如不及时加气，则又会出现更严重的后果。 

而CTIS系统，的确可以了解气压和温度，并且重要的是可以调整压力与温度，但是由于其结构复杂，加工精度要求极高，成本昂贵，从而限制了它的普及，虽然面世几十年，CTIS系统只是在各国高端越野军车上使用，民间方面，超豪华车辆才有极个别的安装该系统。 

发明内容

本发明的目的是为了解决上述现有技术的不足，提供结构简单、成本低，即可给轮胎充气、放气，又可调节胎内气体温度的轮胎防爆装置。 

本发明的技术方案为：轮胎防爆装置，包括外壳和压力阀，外壳固定在轮毂上，其特征在于它还包括动力源装置；并由压缩单元、管路、压缩瓶和单向阀组成。 

所述动力源装置为振动力，其技术方案为：外壳与轮毂连接，压缩单元固定在外壳上，其两边装有单向阀，管路将压缩单元和压缩瓶相连，压缩瓶通过管路与压力阀连接，压力阀由管路和轮胎门嘴相通。 

所述动力源装置为惯性力，其技术方案为：惯性盘通过轴承安装在轴上，轴和外壳固定连接，轴和惯性盘之间装有超越离合器，外壳固定在轮毂上，凸轮和惯性盘固装在一起，压缩单元固定在外壳上。

所述压缩单元至少有一个活塞，并配有相应数量的单向阀。 

所述的超越离合器，可以是棘轮式、钢球式、磨擦轮式等多种方式。 

本发明由于采用了上述结构，结构简单、成本低，即可给轮胎充气、放气，又可调节胎内气体温度。 

附图说明

图1为振动式结构示意图； 

图2为A向视图； 

图3为压缩单元6的结构示意图； 

图4为惯性式结构示意图； 

图5为图4B-B剖示图。 

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明： 

由图1、2、3可知，外壳21靠钢丝绳8和轮毂10联接，压缩单元6固定在外壳21上，其两边装有单向阀6-5、6-6，管路7、7-1分别将压缩单元6和压缩瓶5相联，压缩瓶5通过管路1与压力阀3联接，压力阀3通过管路4和轮胎气门嘴相通(即和胎内气体相通)，压力阀2和3之间有管 通。 

工作原理：如图1所示的压力阀2、3为常位状态，此时，假设轮胎11内的压力为P1，小于压力阀2设定的压力P2(轮胎标准压力)，压力阀2关闭，汽车行驶中，由于路面不平(≥5mm)，以及车辆的制动等，活塞6-2即会上或下冲击，产生的压缩气体经单向阀6-5进入管道7、7-1中，再进入压缩瓶5内， 通过管道1对压力阀3产生压力P3，当P3增大，并超过压力阀3的弹簧力时，压力阀3的芯向下移动，让管路1和4联通，并让管路4和压力阀2的连通变为断开，压缩气体经管路4进入气门嘴，并进入轮胎11，由于进入轮胎11的气压P3＞P1，故迅速膨胀并吸去轮胎11内的一部分热量。此过程完成一次给轮胎11充气，并吸热的过程。 

由于压缩瓶5中压缩气体体积有限，故导致轮胎11内的压力升高亦有限，假设升高ΔP，同时，由于压缩瓶5中压力P3下降，压力阀3的芯在弹力下复位，将管路1和4断开，使阀2和管路4联通，此时阀2的弹簧承受压力变为P1+ΔP，如上述过程重复几次时，设n次压力增加值也变为n·ΔP，当n·ΔP+P1＞P2时(即设定的标准压力)，则压力阀2的芯下移，胎内气体经管路4，压力阀2、3向外排气，胎内压力降低，直到n·ΔP+P1≈P2时，压力阀2芯回位，排气终止，这一过程看出，原来胎11内压力低的，得到充气，变成标准压力，而胎11内压力高时，则会排气到标准压力而止，从而保证了胎11内的压力不会过高或过低，同时，由于压缩瓶5向胎内注入相对压力高的气体，则吸去了胎内的热量，达到了降温的目的。 

此过程，在车辆行驶中会不断重复，因而确保了轮胎11的压力正常，热量降低，因此避免爆胎，并因为压力正常，也降低了油耗5％-10％。 

由图4、5可知，惯性盘20通过轴承14、15安装在轴16上，轴16和外壳21固定联接，轴16和惯性盘20之间，装有超越离合器17，外壳21通过钢丝绳8固定在轮毂10上，凸轮18和惯性盘20固装在一起，压缩单元19固定在外壳21上。 

工作原理：当车起步后，轮子开始加速转动，通过接头8带动外壳21一起转动，而外壳21又带轴16转动，此时，超越离合器17结合，并带动惯性盘20 和凸轮18转动，此时，活塞13和凸轮18转速相等，故活塞13不工作。起步加速到一定车速，转匀速行驶，或匀速行驶要减速时，车轮11转速降低，而惯性盘20在惯性力作用下，仍保持原转速转动，超越离合器17离开，则凸轮18开始推动活塞13运动，活塞13克服弹簧12的弹力，压缩头部的气体，压力大于单向阀6-6的力时，则压缩气体开始供给压缩管路，直到凸轮18的上止点为止，当凸轮18转过上止点后，活塞13下移，单向阀6-6关闭，而6-5打开进气，到下止点后，6-5也关闭。这样活塞13完成了一次压缩和吸气的过程。 

只要惯性盘20的惯性力够，即能克服弹簧12的弹力和压缩头部气体所需的功，就可不断的产生压缩气体，供给压力瓶5用。 

而当惯性盘20转速低于车轮转速时，超越离合器17又合上，获得能量，并达到同车轮一样的转速，再遇车辆减速时，又开始带动活塞13工作。 

以上两例的工作方式不是绝对的，而是相互包容的，即振动式的除振动获得动力外，车辆减速时也可获得能量。而对惯性式而言，除减速时获得能量工作，车轮的振动也可提供工作能量。 

Claims (6)

1.轮胎防爆装置，包括外壳(21)和压力阀(2、3)，所述外壳(21)固定在轮毂(10)上，压力阀(2、3)与轮胎气嘴通过第一管路(4)相连，其特征在于压力阀(2、3)之间有第二管路(51)连接；所述轮胎防爆装置还包括由压缩单元、第三管路(7-1)、压缩瓶(5)、单向阀(6-5、6-6)组成的动力源装置；第三管路(7-1)连接所述压缩单元和压缩瓶(5)，第四管路(1)连接压缩瓶(5)和压力阀(3)；所述压缩单元固定在外壳(21)上。

2.根据权利要求1所述的轮胎防爆装置，其特征在于所述压缩单元至少有一个活塞，并配有相应数量的单向阀(6-5、6-6)。

3.根据权利要求2所述的轮胎防爆装置，其特征在于所述动力源装置采用振动力源，压缩单元(6)上其两边装有单向阀(6-5、6-6)。

4.根据权利要求2所述的轮胎防爆装置，其特征在于所述动力源装置采用惯性力源，惯性盘(20)通过轴承安装在轴(16)上，所述轴(16)和所述外壳(21)固定连接，在轴(16)与惯性盘(20)之间装有超越离合器(17)，凸轮(18)和惯性盘(20)固装在一起。

5.根据权利要求4所述的轮胎防爆装置，其特征在于所述的超越离合器是棘轮式、钢球式或摩擦轮式。

6.根据权利要求1所述的轮胎防爆装置，其特征在于所述外壳(21)靠钢丝绳(8)固定在轮毂(10)上。

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