CN103009928B - 防爆轮胎 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种防爆轮胎，它包括胎壁、轮圈及压力差转移圈，压力差转移圈设置在胎壁与轮圈间且套接在轮圈上，压力差转移圈外圈设有压力导入口，胎壁间隔形成有充气腔，内圈设有压力导出口，在压力差转移圈中设有流体通道联通压力导入口与压力导出口；所述流体通过流体通道的路径大于沿截面穿过压力差转移圈的路径。本发明通过在轮胎内设置了压力差转移圈，从而使得轮胎在行驶中与地面撞碰过程中，对应在轮胎内的充气腔中产生气体的高压力，在压力作用下向压力差转移圈内部至轮圈四周均匀的分散转移，使轮胎转动中局部的压力减少，轮胎的防爆性、安全性和寿命得到提高，同时不幸爆胎后也能支撑轮胎正常行驶一段路程。

Description

防爆轮胎

技术领域

本发明涉及一种轮胎，尤其是指一种防爆轮胎。

背景技术

从古至今，人类最伟大的发明就是车轮。车轮应用最广泛的就是汽车，由于汽车的出现，大大改变了人们的生活，带来极大方便的同时，由于车轮爆胎事故也不断发生。究其原因，主要是由于汽车在高速行驶状态中，对于有内胎或无内胎的轮胎而言，都存在轮胎自身长期产生的磨损以及轮胎承受车体的重量转变为内部的气压，轮胎快速转动时与地面瞬间高速碰撞使轮胎内的气体运动在此局部产生高压力，轮胎内部向外的压力和外部地面高速碰撞，在局部产生向内的高压力，特别是碰上障碍物，在此局部压力又突然增高，很容易产生突发性的爆胎事故。

而汽车一旦爆胎，其瞬间重心转移造成车辆失控，成为各种车祸的主要原因。为此出现各种防爆轮胎，仅是轮胎爆胎后还能正常行驶一段时间，并不能减少爆胎的机率和延长轮胎的使用寿命。

发明内容

本发明的目的在于克服了上述缺陷，提供一种防爆轮胎。

本发明的目的是这样实现的：一种防爆轮胎，它包括胎壁与轮圈，胎壁与轮圈套接，其改进之处在于：它还包括一压力差转移圈，压力差转移圈设置在胎壁与轮圈之间并套接于轮圈上，压力差转移圈与胎壁间隔形成有充气腔；所述压力差转移圈于胎壁一侧设有压力导入口，于轮圈一侧设有压力导出口，在压力差转移圈中设有流体通道联通所述压力导入口与压力导出口；所述流体通过流体通道的路径大于沿截面经过压力差转移圈的路径；

上述结构中，所述流体通道沿压力差转移圈圆周面呈螺旋形由压力导入口从外向内收缩至压力导出口；

上述结构中，所述流体通道设有多个导管相联通，所述导管为直管、或弧形、或螺旋管；

上述结构中，所述流体通道包括多个沿压力差转移圈圆周面同心的环形通道，环形通道之间设有导管联通；

上述结构中，所述压力差转移圈内设置有多个弧形、圆形、椭圆形、多边形、菱形、三角形、蛇形的空间，其中之一或至少其中之一通过多个导管相互连接后形成所述流体通道；

上述结构中，压力导入口和压力导出口的开孔形状为圆孔形或多边形、或菱形、或条形、或弧形；

上述结构中，所述压力差转移圈的内圈与轮圈四周吻合连接；所述压力差转移圈的外圈与胎壁的内壁相吻合；

上述结构中，所述压力差转移圈主体为实心固体材料制成；

上述结构中，所述压力差转移圈的外圈表面呈凹凸相间的流线型。

本发明还提供了一种防爆轮胎，它包括胎壁、内胎、轮圈和压力差转移圈；所述胎壁的内壁与内胎相吻合，所述压力差转移圈设置于内胎中，压力差转移圈套接内胎于轮圈上，压力差转移圈与内胎间隔形成有充气腔；所述压力差转移圈于胎壁一侧设有压力导入口，于轮圈一侧设有压力导出口，在压力差转移圈中设有流体通道联通所述压力导入口与压力导出口；所述流体通过流体通道的路径大于沿截面经过压力差转移圈的路径。

相比于常见的轮胎，本发明能适用于现下具备内胎或无内胎的各种轮胎，其益效果在于，通过在轮胎内设置了压力差转移圈，从而使得轮胎在行驶中与地面撞碰过程中，在轮胎内的充气腔中产生气体的高压力，向固体的压力差转移圈内部至轮圈四周转移压力，然后又在车轮内部四周均匀的分散转移压力，这种把轮胎局部产生的高压力，向压力差转移圈和轮圈，然后又向轮胎内均匀分散转移，使轮胎转动中局部和整体的压力减少，轮胎的防爆性、安全性和寿命得到提高，同时不幸爆胎后也能支撑轮胎正常行驶一段路程。

附图说明

下面结合附图详述本发明的具体结构

图1是实施例一纵截面结构示意图；

图2是图1中A-A剖视图示意图；

图3是实施例三纵截面结构示意图；

图4是实施例四纵截面结构示意图。

图5是图一另一A-A剖视示意图。

图中各部件及标号对应关系如下：

1-胎壁；2-压力差转移圈;201-充气腔；202-导管；203-开孔；204-外圈；205-内圈；206、207、208-环形通道；3-轮圈；4-流体通道；5-压力导入口；6-压力导出口；7-内胎。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。

本发明涉及一种防爆轮胎，它包括胎壁、轮圈和一个压力差转移圈，其中，胎壁套接在轮圈外，压力差转移圈于胎壁与轮圈间且套接在轮圈上，压力差转移圈与胎壁内部的四周间隔形成有充气腔，该充气腔是用来轮胎打气时用于容置高压气从而为轮胎提供缓冲的。进一步的，压力差转移圈对应在胎壁一侧设有压力导入口、在轮圈一侧则设有压力导出口，而在压力差转移圈中则设流体通道来联通上述压力导入口与压力导出口。为了达到改变流体通过流速，上述流体通道应当长于压力差转移圈的厚度，即使得流体通过流体通道的路径大于沿截面穿过压力差转移圈的路径。对于有内胎无内胎的轮胎，都能使轮胎寿命延长，爆胎机率减少，安全性提高。

实施例一：

参阅图1、图2，防爆轮胎由胎壁1、轮圈3和压力差转移圈2共同组成，其中压力差转移圈2设在胎壁1和轮圈3之间的轮胎内，四周为充气腔201。

压力差转移圈2有一定厚度，占据轮胎内胎壁1与轮圈3之间的一定空间。其中压力差转移圈2的左右两侧部与胎壁1内壁之间的空间，以及外圈204与胎壁1的内壁之间为不太宽的有一定距离的空间，共同形成上述充气腔201。压力差转移圈2的内圈205应当与轮圈3四周接触面吻合连接，由此压力差转移圈2在安装完后就和轮圈形成一整体，在轮圈带动下转动，而压力差转移圈的外圈204形状则与对应的胎壁1的内壁大致吻合，由此，若行驶过程中轮胎不幸爆胎，压力差转移圈的外圈204能更好的支撑轮胎胎壁，随着轮圈带动压力差转移圈的转动，也能正常行驶较长一段路径。

在压力差转移圈2的外圈204上设有一定宽度的环形通道206，其四周为多个压力导入口5与充气腔201相通，内圈205上则设置有一定宽度的环形通道207，其四周为多个压力导出口6，与轮圈周围相通，把流体压力向轮圈四周转移。而压力差转移圈2中则设置着呈螺旋形流体通道4，流体通道4联通环形通道206压力导入口5，以及环形通道207压力导出口6，螺旋形流体通道4整体由压力导入口5从外向内收缩至压力导出口6，且从压力导入口5把流体压力转移至压力导出口6和轮圈周围,从而使得流体通过流体通道4的路径大于沿截面经过压力差转移圈2的路径。由此，充气腔201中的流体可通过压力导入口5，进入环形通道206，再进入螺旋形的流体通道4，经过螺旋形流体通道4后通过环形通道207到压力导出口6作用至轮圈3四周。上述压力导入口5和压力导出口6的开孔203形状可为圆形、菱形、多边形、长条形的多种几何形状（未画）。

进一步，根据需要可设有多个导管202连接螺旋形流体通道4的多个部位，使流体更好的通过，优选一定硬度的导管202还起到加固连接作用。导管202还可为直管、或弧形、或螺旋管（即管内壁呈弧形，螺旋形）来延长流体经过的路径。

螺旋形的流体通道4还可为多条，分别与环形通道206、207对应的压力导入口和压力导出口相通，由于压力差转移圈2的内圈205与轮圈3相连接，虽然流体到轮圈3就不能通过，但设在内圈205的环形通道207四周均布的压力导出口6把流体压力均匀的导入轮圈3四周。

当汽车高速行驶时，轮胎承载车体全部重量瞬间与地面高速碰撞，在轮胎高速转动时瞬间与地面碰撞面局部产生很大的高气压力，在轮胎内部形成内外二层不同流速和不同压力的流体层，外层是介于胎壁1内壁与压力差转移圈2外圈204之间的距离，以及胎壁内部左右两侧共同形成充气腔201的外层路径短、低流速、高压力的流体层，内层在一定厚度的压力差转移圈2内部，螺旋形流体通道4至与之相连的轮圈3四周路径长、流速快的低压力的流体层，从而外层充气腔201内的高压力的流体层必然向内层低压力转移压力差，从而使轮胎高速转动时瞬间与地面碰撞面，在局部产生很大的高气压，瞬间向固体的压力差转移圈内和轮圈四周分散转移，使轮胎局部的高气压向内部分散转移后大大减少，长期以往，轮胎爆胎机率减少，寿命提高，安全性提高。

上述内层低压力的流体层形成过程是，充气腔201在轮胎局部与地面碰撞产生高压力，在高压力的压力作用下，瞬间通过对应的压力导入口5的多个开孔203，使流体进入环形通道206，再经延长其路径的螺旋形流体通道4内，经环形通道207流体的压力导出口6均匀的把压力向轮圈3四周转移，由于流体经过的路径长、流速快、压力低，因此会使得这个流体层成为低压力的流体层，从而形成压力差转移圈2和轮圈3为一整体的低压力内层流体层，使充气腔201内低流速高压力的外层流体层向其转移压力差，内层外层之间的流速相差越大，转移的压力差越多，轮胎的爆胎机率越少，使用寿命大大延长，同时汽车行驶安全性提高。外层高压力向内层低压力转移压力差，就如水从高向低处流一样，都是自然规律。

进一步的，若增设了多个导管202，分别在四周连接环形通道206和207及流体通道4，或多个导管直接与外圈204相通，或多个导管与压力差转移圈左右两侧相通，使充气腔内的高压流体更容易进入螺旋形流体通道内，再到压力导出口6的多个开孔203，此时压力差转移圈2把轮胎内的流体分为内外两层流体层，充气腔201外层，和压力差转移圈内部流体通道4内层的两部分不同流速的内外二层流体层，由于流体经各压力导入口进入很长的螺旋形流体通道4内的路径很长，螺旋形的特殊结构远长过对应充气腔201的左右两侧内流体经过的路径，路径长，流速快，气压低，使压力差转移圈内部的内层流速，快于对应充气腔201的左右两侧外层的流体流速。

在另一实施例中，压力差转移圈内设置有多个弧形、圆形、椭圆形、多边形、菱形、三角形、蛇形的空间，其中之一或至少其中之一通过多个导管相互连接后形成所述流体通道。同理，也可在压力差转移圈的外圈表面呈凹凸相间的流线型，从而增长流体通过其内、外时的路径，加强本发明压力差转移的效果。

此外压力导入口和压力导出口的开孔形状为圆孔形或多边形、或菱形、或条形、或弧形。

最佳的，所述压力差转移圈主体为实心固体材料制成，从而使得压力差转移圈的加入可使得压力由气体向固体进行传递。

当轮胎承担车体重量又高速与地面碰撞产生的局部高压区，随着车轮高速转动，从而在整个充气腔内形成轮胎内部外层高压区的流体层，与内层的压力差转移圈2内部低压区的流体层之间产生压力差，两者流体经过的路径相差越大，产生的压力差越大，随着车轮高速转动，在压力作用下，把对应的每一个局部产生的高压力，通通都向压力差转移圈2内部的低压力区的流体层转移压力差，由于压力差转移圈的内圈205与轮圈3相连接，与螺旋形流体通道4相通的压力导出口6、多个开孔203通向该处，流体向轮圈3四周转移压力差后，又从与之相通的至少一个导管202向充气腔201内排出，周而复始，又把气压均匀的转移到轮胎内部四周分散压力。所以随着车轮的高速转动，充气腔的高压力区流体层瞬间通过压力导入口5的多个开孔203，流体通道4和压力导出口6和开孔203，把局部的高压力，都向压力差转移圈内部和轮圈四周低压力区流体层转移，然后通过导管把压力在轮胎内部均匀分散，使轮胎转动时承受的局部和整体的流体压力大大减少，爆胎机率也大大减少，轮胎的使用寿命得到延长，同时安全性，稳定性得到改善。

此处回顾一下原有轮胎结构中轮胎爆胎的原因通常是：轮胎承载车体重量与地面之间瞬间高速碰撞，在该局部内的气体形成很大的高压力，周而复始长期以往很容易受到损伤和老化而出现突发性爆胎，使车辆高速运动时突然出现重心偏移而发生严重车祸，甚至车毁人亡。

而本发明通过压力差转移圈与轮圈相连接，即使爆胎也能支撑轮胎正常行驶一段路程，更为重要的是，通过压力差转移圈把轮胎行驶中产生的局部和整体高压力区的流体层，通通向压力差转移圈和轮圈低压力区流体层转移，然后又把压力均匀的分散到轮胎内部，使轮胎的寿命、防爆性、安全性和稳定性都得到大大提高，所以本发明的防爆轮胎比现在的防爆轮胎具有更大的优越性。

需要注意的是，上述压力差转移圈2中的螺旋形流体通道4和多个导管202使的压力差转移圈2内部形成多空间通道，所以其在设置时要注意对称，才能在轮胎转动时保持平衡。同时上述流体通道和导管形成多孔空间的压力差转移圈2还能有效降低采用它的轮胎的重量。更为重要的是，压力差转移圈2和轮圈3都为固体形态，它成为轮胎内部压力的主要承受者，比橡胶的胎壁1所能承受的气压大的多，也牢固的多。所以把轮胎内部充气腔内的高压力，首先向固体形态多孔的内部空间转移压力差，然后又把压力均匀的分散到轮胎内部，为轮胎的进一步发展开辟一个全新的方向。

实施例二：

如图2所示，与实施例一不同是：图中所示上半部分的轮胎内的压力差转移圈2内部的流体通道4，为一整体环绕压力差转移圈内部，从外向内收缩到轮圈3的多圈设置，截面呈S形，其上下分别连接环形通道206、207的压力导入口5和压力导出口6；而图2下半部分（左边第一个图形）的实施例的压力差转移圈2，内部的流体通道4分为多段独立的通道，各段分别环绕在压力差转移圈内至少一周设置，分别连接环形通道206、207的压力导入口5和压力导出口6，但流体通道4自身的截面为非规则形状。

压力差转移圈内流体通道4如图2下半部（2-3图形），分别为椭圆形、多边形、蛇形，通过导管连接成不同的流体通道；还可为分别或至少两种形状的多个：圆形、三角形、方形、菱形，弧形等，通过多个导管202彼此连接形成流体通道4（图中未画出），导管202也可为弧形延长流体通过路径，导管202还可在纵横方向连通各流体通道，由此在压力差转移圈内部为多孔的，形成纵横交错的多条流体通道连通的通道，使流体经过路径更长，便于流体更好的在流体通道内流动。

实施例三：

如图3所示，与以上实施例不同是：轮胎内的压力差转移圈2内部的流体通道4包括多个沿轮胎圆周面同心的环形通道208，通过多个导管202与最外层的外圈204的环形通道206的压力导入口5联通，最内层的内圈205上环形通道207上的压力导出口6联通。当轮胎高速转动时，轮胎的局部与地面碰撞在对应的充气腔201内的外层产生的高压力的流体层，在压力作用下，通过对应的压力导入口5的多个开孔203，把流体导入延长后的内层多个环形通道208形成流体通道内，通过压力导出口6把压力转移至轮圈周围，再经过导管把流体压力均匀的、分散的转移到轮胎内充气腔四周内，使轮胎转动产生局部高压力转移到压力差转移圈内，又分散到轮胎内部四周，使局部的压力减少。由于流体通道4为多个环形通道组成，流体经过的路径比充气腔201及左右两侧更长，所以充气腔201及左右两侧的高压力向压力差转移圈2内和轮圈3的低压力区流体层转移压力差，随着轮胎快速转动充气腔201及左右两侧外层形成高压力向压力差转移圈内部和轮圈四周的内层低压力区转移，使轮胎与地面产生的局部瞬间碰撞产生的高压力大大减少，爆胎机率减少，寿命提高，安全稳定性也提高。

实施例四：

如图4所示，与以上不同是：压力差转移圈2的外圈204为凹凸流线型，从而使得流体经过外圈204周围的路径大于对应的充气腔201流体经过的路径，以产生更大的流体压力差。同时，去掉环形通道206、207，多个导管202分别通过螺旋形，或多个同心的环形通道208；或圆形、椭圆形、多边形、菱形、三角形、蛇形、弧形其中之一，或至少两种形状，流体通道4与外圈204和内圈205相通。还可通过多个导管连接轮圈和流体通道，与压力差转移圈左右两侧相通。

实施例五：

如图5所示：与以上不同是，轮胎内设有内胎7。胎壁的内壁与内胎相吻合，所述压力差转移圈设置于内胎中，压力差转移圈套接内胎于轮圈上。同样的，压力差转移圈于胎壁一侧设有压力导入口，于轮圈一侧设有压力导出口，在压力差转移圈中设有流体通道联通所述压力导入口与压力导出口；所述流体通过流体通道的路径大于沿截面经过压力差转移圈的路径。

在压力差转移圈2和轮圈3之间的内胎7部分，与压力差转移圈和轮圈之间为密封连接（密封连接为本领域常用技术），内胎7的其它部分充气后形成内部与压力差转移圈有一定距离的充气腔201，内胎的外部四周与对应的胎壁1形状相吻合。

当轮圈3转动带动压力差转移圈和轮胎转动时，轮胎高速转动与地面之间瞬间产生碰撞而形成内胎7充气腔201内对应的局部产生高气压，瞬间通过压力差转移圈把高气压转移到轮圈四周（与以上相同），然后再均匀的把压力分散到充气腔201四周，使内胎7局部产生的高压力转移到固体内，然后均匀分散到内胎内部四周，使内胎局部高压力转变为内部四周均匀的整体压力，使局部的高压力大大减少，长期以往，使内胎爆胎几率减少，寿命大大提高，安全性也提高。

不幸爆胎时，压力差转移圈也能支撑轮胎正常行驶一段路程。

此外，本实施例中压力差转移圈同样可采用上述实施例的结构，在此不做冗述。

综上所述，本发明可达到的有益效果在于：

1、通过在轮胎内设置的压力差转移圈，从而于轮胎内部形成两层不同流速的气体层，外层是充气腔内围绕压力差转移圈外圈204，与对应的轮胎内壁之间的外部流体层，以及压力差转移圈左右两侧与胎壁之间共同形成外层的空间，内层是通过有一定厚度的压力差转移圈外圈204上，压力导入口均布的开孔203与其内流体通道和内圈205压力导出口相通的内层流体层，而轮胎内层的流体经过路径，比外层流体对应经过路径长，路径长流速快，气压低，路径短流速慢，气压高，所以轮胎内的外层流体层的高压力区必然向内层流体层的低压力区转移压力差，所以轮胎快速转动时瞬间与地面接触面产生的高压力，在轮胎内形成内外两层流体层，而外层流体层对应流体通道的路径短，流速慢产生的高压力区必然向内层流体层路径长，流速快产生的低压力区转移压力差，从而把轮胎高速转动与地面碰撞产生的高压力瞬间均匀向压力差转移圈内四周和轮圈的低压力区转移压力差，然后通过导管又把流体压力均匀的分散到轮胎内部四周，随着轮胎的高速转动，都把地面与轮胎接触面碰撞时产生的局部高压力向压力转圈内和轮圈四周低压力区均匀的分散和转移，使轮胎与地面碰撞面产生的高压力大大减少，从而提高了轮胎的安全性和稳定性。

2、区别有部分现有设置支撑圈的防爆轮胎，虽然它们可在不幸爆胎后也能支撑轮胎正常行驶一段路程，但不能把轮胎与路面碰撞面产生的高压力向四周分散转移。而本发明设有压力差转移圈，把轮胎与路面碰撞面产生的高压力向内层压力差转移圈内和轮圈四周均匀的转移压力差，然后通过导管瞬间把压力向轮胎内部四周分散，使轮胎的使用寿命大大延长，从而提高了轮胎的安全性和稳定性。不幸轮胎爆胎后，也能很好的支撑汽车正常行驶一段路程，所以本发明比现有防爆轮胎具有更多的优越性。

3、由于压力差转移圈和轮圈为固体状态，它承受的压力远远比橡胶胎壁大的多，所以通过流体通道延长压力差转移圈内部流体经过的路径，把轮胎内的高气压向它转移，使其成为轮胎内部主要压力承受者，为轮胎的进一步发展开辟一个崭新的方向。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种防爆轮胎，它包括胎壁与轮圈，胎壁与轮圈套接，其特征在于：它还包括一压力差转移圈，压力差转移圈设置在胎壁与轮圈之间并套接于轮圈上，压力差转移圈与胎壁间隔形成有充气腔；所述压力差转移圈于胎壁一侧设有压力导入口，于轮圈一侧设有压力导出口，在压力差转移圈中设有流体通道联通所述压力导入口与压力导出口；所述流体通过流体通道的路径大于沿截面经过压力差转移圈的路径。

2.如权利要求1所述的防爆轮胎，其特征在于：所述流体通道沿压力差转移圈圆周面呈螺旋形由压力导入口从外向内收缩至压力导出口。

3.如权利要求1或2所述的防爆轮胎，其特征在于：所述流体通道设有多个导管相联通，所述导管为直管、弧形管或螺旋管。

4.如权利要求1所述的防爆轮胎，其特征在于：所述流体通道包括多个沿压力差转移圈圆周面同心的环形通道，环形通道之间设有导管联通。

5.如权利要求1或2或4所述的防爆轮胎，其特征在于：所述压力差转移圈内设置有多个或弧形、圆形、椭圆形、多边形、蛇形的空间，至少其中之一通过多个导管相互连接后形成所述流体通道。

6.如权利要求1或2或4所述的防爆轮胎，其特征在于：压力导入口和压力导出口的开孔形状为圆孔形、多边形、条形或弧形。

7.如权利要求1或2或4所述的防爆轮胎，其特征在于：所述压力差转移圈的内圈与轮圈四周吻合连接；所述压力差转移圈的外圈与胎壁的内壁相吻合。

8.如权利要求1或2或4所述的防爆轮胎，其特征在于：所述压力差转移圈的主体为实心固体材料制成。

9.如权利要求1或2或4所述的防爆轮胎，其特征在于：所述压力差转移圈的外圈表面呈凹凸相间的流线型。

10.一种防爆轮胎，其特征在于：它包括胎壁、内胎、轮圈和压力差转移圈；所述胎壁的内壁与内胎相吻合，所述压力差转移圈设置于内胎中，压力差转移圈套接内胎于轮圈上，压力差转移圈与内胎间隔形成有充气腔；所述压力差转移圈于胎壁一侧设有压力导入口，于轮圈一侧设有压力导出口，在压力差转移圈中设有流体通道联通所述压力导入口与压力导出口；所述流体通过流体通道的路径大于沿截面经过压力差转移圈的路径。