CN102303486A - 一种防爆车轮总成 - Google Patents

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张金辉
杜志岐
李而康
冯宇
王进华
李忠先
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Abstract

本发明提供一种防爆车轮总成,用于车辆轮胎在突然爆胎或被子弹击中后,车辆轮胎处于零压状态下,能有效支撑车辆载荷,并能以较高车速持续长距离行驶。车轮总成包括无内胎轮胎、轮辋、支撑体、气门嘴以及连接件,在无内胎轮胎和轮辋中间装入支撑体,在支撑体和轮辋中间涂有高温润滑脂,使得安全车轮在零压续行时支撑体和轮辋之间可以滑动,支撑体可以是非金属材料或金属材料。本发明车轮总成通过对现有车轮进行较少改进而实现,对车辆的正常行驶不造成任何影响,不影响汽车舒适度,可以在突发情况下显著提高车辆行驶的安全性,车轮总成散热性能好、拆装方便,可重复利用,因此降低使用成本。

Description

一种防爆车轮总成
技术领域
[0001] 本发明属于与车轮有关的装置或布置,具体讲涉及一种防爆车轮总成。 背景技术
[0002] 轮胎是在轮式车辆和路面之间传递力和力矩的核心部件,汽车行驶时的转向、制动和加速等控制力均来自于轮胎。汽车在高速行驶时爆胎是相当危险的,爆胎引发的重特大交通事故占全部交通事故的35%。
[0003] 目前主要的汽车轮胎防爆产品有轮胎气压监测系统和防爆轮胎。轮胎气压监测系统是对轮胎气压、温度进行即时监测,并向驾驶员预警,降低爆胎的可能性,无法有效应对爆胎产生的后果。防爆轮胎技术的是当轮胎爆胎或压力异常降低(如轮胎被子弹击中,或被钉子扎破)时,轮胎滚动半径减小较少,避免翻车事故的发生。同时,在全部或部分轮胎压力异常降低时,车辆仍能以一定车速行驶。
[0004] 关于轮胎气压监测系统的专利有:
[0005] 申请号为CN03151487. 1、名称为“气压监测系统”的发明专利,提供了一种轮胎气压监测系统,,既便在进行了轮胎的轮换的情况下,也能掌握存在有传感器单元的轮胎位置。
[0006] 申请号为CN200710034998. 7、发明名称为“增强型轮胎气压监测系统及控制方法” 的发明专利,主控系统根据需要实施轮胎气压监测、预警或对原车已有制动伺服机构实施制动控制。
[0007] 申请号为CN200510078211. 8、发明名称为“轮胎气压监测系统功能改进与扩展技术方案”的发明专利,在保持TPMS轮胎气压实时监测、信息提示功能基础上,同时具备极度危险气压(如突发爆胎)情况下的自动减速功能。
[0008] 关于防爆轮胎的现有技术包括:
[0009] 申请号为CN201020672389. 1,名称为“防爆自救轮胎”的专利申请,涉及一种交通工具的汽车轮胎,包括无内胎轮胎,轮辋,在轮胎接触地面的另一面内壁上设有间隔一定距离的三道内凸环,每个内凸环都是与轮胎为同一圆心的圆环,内凸环为实心橡胶圈,在车辆中速行驶时出现扎胎、漏气后也能支撑车辆慢行。
[0010] 申请号为CN200620098372. 3,名称为“机动车轮胎稳压防爆装置”的专利申请,公布了一种机动车轮胎稳压防爆装置,它包括外胎、内胎、气门嘴,普通无内胎车轮的轮辋和普通无内胎外胎之间安装有高压贮气内胎,当轮胎气压低于标准气压时,高压贮气内胎通过稳压阀自动向标准气压舱充气,使之时刻保持标准气压,当外胎由于磨损等原因发生爆胎时,高压贮气内胎可当作外胎使用。
[0011] 对于军用车辆来说,安全车轮对于车辆在被子弹击中后能够迅速脱离战场,或者能够继续参与战斗至关重要;对于民用特种车辆(如防暴车、运钞车、救护车等),安全车轮可以起到提高车辆行驶安全性和应对突发情况的作用。
[0012] 以往的安全车轮需要对轮胎或车轮总成进行较大的改变,增加车轮的制造和使用成本,影响车辆的结构和性能,甚至使车辆的舒适性和可靠性明显降低。因此,研制一种不改变现有汽车结构、不影响汽车舒适度的情况下,用较低的成本即可实现汽车爆胎后继续以较高车速长距离行驶的车轮总成具有现实意义。
发明内容
[0013] 本发明目的在于提供一种基于无内胎的汽车安全防爆车轮总成,用于车辆轮胎在突然爆胎或被子弹击中后,车辆轮胎处于零压状态下,起到有效支撑车辆载荷,并能以较高车速持续长距离行驶,此种安全车轮总成是通过对现有车轮进行较少改进而实现的,可以在突发情况下显著提高车辆行驶的安全性。
[0014] 为实现上述发明目的,本发明采取的技术方案为:
[0015] 一种防爆车轮总成,所述车轮总成包括无内胎轮胎和轮辋,其改进之处在于所述轮辋沿轴向的两外侧设置挡块或挡圈,所述无内胎轮胎和轮辋之间设置支撑体,支撑体位于所述挡块或挡圈之间;所述支撑体包括支撑体组件、垫片、斜铁和螺栓,所述支撑体组件为圆弧形状。
[0016] 本发明的另一优选技术方案为:所述支撑体组件的两端为连接体,所述连接体上开有螺栓安装孔和斜槽;相邻支撑体组件之间通过螺栓连接,所述螺栓与支撑体组件之间设有垫片,所述螺栓通过所述垫片压紧斜铁。
[0017] 本发明的又一优选技术方案为:所述连接体的厚度为支撑体组件厚度的一半;所述第一连接体和第二连接体上分别开有两个螺纹安装孔,所述第一连接体或第二连接体的上开有一个所述斜槽。
[0018] 本发明的再一优选技术方案为:所述螺栓和所述螺栓安装孔之间涂有厌氧螺栓紧固胶。
[0019] 本发明的再一优选技术方案为:所述轮辋设有配合安装所述支撑体的凹槽。
[0020] 本发明的再一优选技术方案为:所述支撑体和轮辋之间的接触面涂有高温润滑脂。
[0021] 本发明的再一优选技术方案为:所述支撑体组件设有减重孔。
[0022] 本发明的再一优选技术方案为:所述支撑体为硬质支撑体,支撑体的材料为金属材料或非金属材料。
[0023] 本发明的再一优选技术方案为:所述金属材料包括铝镁合金,所述非金属材料包括聚酰胺。
[0024] 本发明的再一优选技术方案为:所述轮辋和所述挡块连接方式为焊接,所述挡圈是与所述轮辋一体铸造成型。
[0025] 由于采用了上述技术方案,与现有技术相比,本发明的有益效果包括:
[0026] 1)本发明所示支撑式防爆车轮总成,在不改变现有汽车结构、不影响汽车舒适度的情况下,用较低的成本实现汽车爆胎后可以继续以较高车速长距离行驶;
[0027] 2)支撑体选用散热性能良好的金属或非金属材料制成,在轮胎处于无气状态下可以高速续行续行,并将车轮内部产生的热量通过轮辋散出,保证轮胎不冒烟、不着火,具有长距离续行能力;
[0028] 3)支撑体用车床或铣床进行精加工,能够保证良好的轴对称性能,不影响车轮总成的动平衡,不对车辆的正常行驶造成任何影响;
[0029] 4)支撑体在轮辋上的安装靠螺栓和锁紧斜铁紧固,保证车辆正常行驶时支撑体与轮辋无相对运动;支撑体与轮辋间涂耐高温润滑油脂,使得轮胎在零压状态行驶时,支撑体与轮辋之间可以相对滑动,而轮胎内侧与支撑体之间无相对滑动;
[0030] 5)支撑体拆装方便,且可以重复利用,当外胎到使用寿命或损坏后,可以将支撑体拆下,安装到新的轮胎中重复使用;
[0031] 6)轮辋采用防脱圈设计,在轮辋上支撑体的安装面两侧设置防脱圈设施,限制支撑体在轮胎内的轴向运动,防止轮胎在无气行驶时轮胎从轮辋上向内侧脱圈。
附图说明
[0032] 下面结合附图对本发明进一步说明。
[0033] 图1为本发明防爆车轮总成的实例1剖视图;
[0034] 图2为本发明防爆车轮总成的实例2剖视图;
[0035] 图3为本发明防爆车轮支撑体结构示意图;
[0036] 图4为本发明防爆车轮支撑体连接结构剖视图;
[0037] 图5为本发明支撑体组件的主视图和旋转剖视图;
[0038] 图6为本发明支撑体安装斜铁的主视图和剖视图;
[0039] 图7为本发明防爆车轮在试验过程中的温度变化情况;
[0040] 附图标记:
[0041] 1-轮胎、2-支撑体、3-轮辋、4-挡块、5-气门嘴、6-支撑体组件、7_第一连接体、 8-第二连接体、9-垫片、10-斜铁、11-螺栓、12-减重孔、13-挡圈、14-斜槽、15-螺栓安装孔。
具体实施方式
[0042] 下面结合实例对本发明进行详细的说明。
[0043] 本发明是一种满足高速、长距离行驶的安全车轮总成,基于标准无内胎轮胎和标准轮辋,也可选用特制轮辋,包括铝合金轮辋等新型轻质轮辋。
[0044] 本发明车轮总成包括标准无内胎轮胎1、金属轮辋3和硬质车轮支撑体2组成。在标准无内胎轮胎1和金属轮辋3中间装入硬质车轮支撑体2,在硬质车轮支撑体2和轮辋3 中间涂有的高温润滑脂,使得安全车轮在零压续行时支撑体2和轮辋3之间可以滑动,硬质车轮支撑体2可以是非金属材料或金属材料。
[0045] 如图1所示防爆车辆总成的实例1剖视图,车轮总成包括无内胎轮胎1、硬质非金属支撑体2、轮辋3、挡块4和气门嘴5,在轮辋3上焊接挡块4用于限制支撑体2的轴向运动,同时也起到防止无内胎轮胎1脱圈的效果。
[0046] 硬质非金属材料可以为聚酰胺,其抗拉强度可达lOOMI^a左右,延伸率可到10%以上,并且具有耐热,磨擦系数低,耐磨损,耐油,耐弱酸,耐碱和一般溶剂,有自熄性等特点。
[0047] 如图2所示防爆车辆总成的实例2剖视图,车轮总成包括轮胎1、硬质金属支撑体 2和改造过的轮辋3,在轮辋3上进行的改造主要有:在轮辋上加工出凹槽,用于安装金属支撑体2,防止支撑体的轴向运动;在轮辋3外侧的两端都加工出凸起的挡圈13,限制轮胎1在零胎压或低胎压时脱圈。金属轮辋上加工出的防脱圈挡圈或挡块,防脱圈挡块可以焊接在标准轮辋外侧,防脱圈挡圈可以在轮辋铸造或旋压时随轮辋成型加工。
[0048] 硬质金属材料可以为铝镁合金,采用锻造工艺的铝镁合金抗拉强度可达250MPa 以上,延伸率可到10%左右,具有质坚量轻、密度低、散热性较好、抗压性较强等特点。
[0049] 硬质车轮支撑体总成由3块相同的支撑体组件6构成,相邻支撑体组件6由螺栓 11连接。如图3为支撑体结构示意图,硬质车轮支撑体组件6的1个紧固螺栓安装孔15上铣出斜槽14,支撑体组装时将斜铁10置于斜槽14中,在螺栓11的紧固力作用下,由斜铁 11和斜槽14将支撑体2拉紧。三块支撑体组件6通过垫片9、斜铁10、螺栓11进行连接, 组成支撑体3,硬质车轮支撑体组件6由螺栓11通过垫片9压紧斜铁10,实现周向紧固,支撑体6的安装螺栓11上涂厌氧螺栓紧固胶,起到防松作用。
[0050] 图4为支撑体连接结构剖视图,图4中,相邻支撑体组件6的连接部分包括第一连接体7和第二连接体8,连接体7、8的厚度是支撑体组件6厚度的1/2,安装时,将7和8重叠起来进行连接和紧固。
[0051] 图5是单块支撑体组件的主视图和展开剖视图,单块支撑体组件6上均布3个减重孔12,减重孔12的作用为减轻车轮总成的重量。
[0052] 图6是斜铁10的结构示意图,通过斜铁的45°角压紧单块支撑体组件6,起到周向拉紧作用。
[0053] 图7是本安全车轮在实车零压行驶时的防爆轮胎温度变化曲线。在试验中此防爆车轮以不低于30km/h的时速行驶超过100km,轮胎温度稳定在80°C以下。试验结束后,安全车轮总成无冒烟和着火现象,轮胎外观良好,支撑体无损坏。
[0054] 此处已经根据特定的示例性实施例对本发明进行了描述。对本领域的技术人员来说在不脱离本发明的范围下进行适当的替换或修改将是显而易见的。示例性的实施例仅仅是例证性的,而不是对本发明的范围的限制,本发明的范围由所附的权利要求定义。

Claims (10)

1. 一种防爆车轮总成,所述车轮总成包括无内胎轮胎(1)和轮辋(3),其特征在于所述轮辋C3)沿轴向的两外侧设置挡块(4)或挡圈(13),所述无内胎轮胎(1)和轮辋(¾之间设置支撑体0),支撑体(¾位于所述挡块(4)或挡圈(1¾之间;所述支撑体(¾包括支撑体组件(6)、垫片(9)、斜铁(10)和螺栓(11),所述支撑体组件(6)为圆弧形状。
2.如权利要求1所述的一种防爆车轮总成,其特征在于所述支撑体组件(6)的两端为连接体(7、8),所述连接体(7、8)上开有螺栓安装孔(1¾和斜槽(14);相邻支撑体组件 (6)之间通过螺栓(11)连接,所述螺栓(11)与支撑体组件(6)之间设有垫片(9),所述螺栓(11)通过所述垫片(9)压紧斜铁(10)。
3.如权利要求1或2所述的一种防爆车轮总成,其特征在于所述连接体(7、8)的厚度为支撑体组件(6)厚度的一半;所述第一连接体(7)和第二连接体(8)上分别开有两个螺纹安装孔(15),所述第一连接体(7)或第二连接体(8)的上开有一个所述斜槽(14)。
4.如权利要求1或2所述的一种防爆车轮总成,其特征在于所述螺栓(11)和所述螺栓安装孔(1¾之间涂有厌氧螺栓紧固胶。
5.如权利要求1所述的一种防爆车轮总成,其特征在于所述轮辋(3)设有配合安装所述支撑体O)的凹槽。
6.如权利要求1所述的一种防爆车轮总成,其特征在于所述支撑体(2)和轮辋(3)之间的接触面涂有高温润滑脂。
7.如权利要求1所述的一种防爆车轮总成,其特征在于所述支撑体组件(6)设有减重孔(12)。
8.如权利要求1所述的一种防爆车轮总成,其特征在于所述支撑体(2)为硬质支撑体, 支撑体O)的材料为金属材料或非金属材料。
9.如权利要求1所述的一种防爆车轮总成,其特征在于所述金属材料为铝镁合金,所述非金属材料为聚酰胺。
10.如权利要求1所述的一种防爆车轮总成,其特征在于所述轮辋(3)和所述挡块(4) 连接方式为焊接,所述挡圈(1¾是与所述轮辋C3) —体铸造成型。
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