CN103770579A - 用于空气维持轮胎的脉管泵组件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于空气维持轮胎的脉管泵组件并具体提供了一种空气维持轮胎和空气泵组件，其包括轮胎和被包封在轮胎侧壁的挠曲区域中的细长管状空气通道。多个止回阀装置沿着所述空气通道隔开并定位形成多个空气通道区段。止回阀膜打开以允许加压空气从上游通道区段定向地通过止回阀装置到下游通道区段，并且关闭以防止空气沿相反方向从所述下游区段通过止回阀到所述上游区段。

Description

用于空气维持轮胎的脉管泵组件

技术领域

本发明一般地涉及用于轮胎的空气维持系统，并且更具体地涉及这样的系统，该系统将空气泵设备固定到轮胎，其在轮胎旋转时维持轮胎内的空气压力。

背景技术

正常的空气扩散会随着时间而降低轮胎压力。轮胎的自然状态是处于充气的。因此，驾驶员必须重复地行动以维持轮胎压力或者他们将会观察到燃料经济性和轮胎寿命下降以及车辆制动和操纵性能下降。已经提出了轮胎压力监视系统在轮胎压力显著变低时对驾驶员发出警告。然而，这种系统依然依赖于驾驶员在被警告时采取补救措施以将轮胎再次充气到推荐的压力。因此，希望将自充气特征合并到轮胎中，该自充气特征将会对轮胎进行自充气以便在无需驾驶员干预的情况下补偿轮胎压力随时间的任何下降。

发明内容

在本发明的一个方面中，提供了一种空气维持轮胎和空气泵组件，包括：轮胎；被包封在轮胎壁的挠曲区域中的细长管状空气通道，所述空气通道具有空气入口端口和与所述入口端口隔开的出口端口，所述入口端口能够操作成允许空气进入所述空气通道，所述出口端口能够操作成从所述空气通道撤出加压空气，当所述轮胎壁的挠曲区域对着滚动的轮胎胎印旋转时，所述空气通道响应于来自所述轮胎挠曲区域的所引发的力而操作性地一个区段一个区段地关闭。多个隔开的止回阀装置沿着所述轴向空气通道位于所述轴向空气通道中，将所述空气通道分成多个通道区段。每个止回阀具有外部尺寸和构造，其能够操作成基本占据所述空气通道。阀闸口（例如膜）允许加压空气从上游通道区段定向地通过止回阀装置到下游通道区段。所述阀闸口在关闭位置禁止空气沿相反方向从所述下游通道区段通过止回阀主体到所述上游通道区段。

在另一方面中，所述空气通道可以替代地构造为所述轮胎侧壁中的一体形成的通道或者构造为由在二次硫化程序中组装到轮胎的柔性空气管提供的轴向通道。

根据另一方面，每个止回阀装置构造为管状主体，所述管状主体被紧密接收在所述空气通道中，所述管状主体具有向外突出的（一个或多个）保持倒钩，以便将所述管状主体保持在所述空气通道内的优选位置。所述管状主体容纳柔性膜构件，所述柔性膜构件充当所述阀闸口。所述膜沿裂缝打开以允许加压空气从所述止回阀装置的一侧到相对侧。

在另一方面中，所述止回阀装置可沿着在入口和出口端口之间延伸的连续空气通道定位和隔开，或者替代地可用于在拼接止回阀构造中将空气管区段连接到一起。

定义

轮胎的“高宽比”指的是其断面高度（SH）与其断面宽度（SW）的比率乘以100%以便表示为百分率。

“非对称胎面”指的是胎面花纹不关于轮胎的中心面或赤道面对称的胎面。

“轴向的”和“轴向地”指的是平行于轮胎的旋转轴线的线或方向。

“胎圈包布”是放置在轮胎胎圈外侧周围的窄的带形材料，用于保护帘布层免受磨损和被轮辋切割并且分散轮辋上方的挠曲。

“周向的”指的是垂直于轴向方向沿着环形胎面的表面的周边延伸的线或方向。

“赤道中心面（CP)”指的是垂直于轮胎的旋转轴线并经过胎面中心的平面。

“胎印”指的是在零速度及标准负载和压力下，轮胎胎面与平坦表面的接地面积或接触面积。

“沟槽”指的是胎面中的细长空隙区域，其可绕胎面以平直、弯曲或Z形周向地或侧向地延伸。周向或侧向延伸的沟槽有时具有共同的部分。“沟槽宽度”等于被沟槽或沟槽部分占据的胎面表面积（其宽度是所考虑的）除以此类沟槽或沟槽部分的长度；因此，沟槽宽度是在其长度上的其平均宽度。沟槽可以在轮胎中具有变化的深度。沟槽的深度可绕着胎面的圆周变化，或者一个沟槽的深度可以是恒定的但是与轮胎中的另一沟槽的深度不同。如果此类窄或宽的沟槽与宽周向沟槽相比是显著减小的深度，其互连，它们被认为形成了“系杆”，趋向于在所涉及的胎面区域中维持花纹条状特性。

“内侧面”指的是当轮胎安装在车轮上并且车轮安装在车辆上时最靠近车辆的轮胎侧面。

“侧向”指的是轴向方向。

“侧向边缘”指的是在标准负载和轮胎充气情况下测量的、与轴向最外侧的胎面接地面积或胎印相切的线，这些线平行于赤道中心面。

“净接触面积”指的是在围绕胎面整个圆周的侧向边缘之间的接地胎面元件的总面积除以侧向边缘之间的整个胎面的总面积。

“非定向胎面”指的是如下胎面：其没有优选的前向行进方向也不要求设置在车辆上特定的一个或多个车轮位置来确保胎面花纹与优选的行进方向对准。相反地，定向胎面花纹具有优选的需要特定车轮定位的行进方向。

“外侧面”指的是当轮胎安装在车轮上且车轮安装在车辆上时最远离车辆的轮胎侧面。

“蠕动的”指的是通过沿管状通道推动例如空气的内含物的波状收缩所进行的操作。

“径向的”和“径向地”指的是在径向方向上朝着或远离轮胎的旋转轴线的方向。

“花纹条”指的是胎面上周向地延伸的橡胶条，其由至少一个周向沟槽以及第二个这样的沟槽或侧向边缘限定，该条在侧向方向上未被全深度沟槽分开。

“防滑花纹（sipe）”指的是模制到轮胎的胎面元件中并且细分胎面表面并提高牵引力的小缝槽，防滑花纹的宽度通常窄并且在轮胎胎印内闭合，与轮胎胎印中的保持敞开的沟槽相反。

“胎面元件”或“牵引元件”指的是由具有形状相邻沟槽限定的花纹条或块状元件。

“胎面弧宽”指的是在胎面的侧向边缘之间测量的胎面的弧长度。

本发明还包括以下方案：

方案1. 一种空气维持轮胎和空气泵组件，包括：轮胎，所述轮胎具有胎面区域以及从所述胎面区域延伸的第一和第二侧壁；被包封在轮胎壁的挠曲区域中的细长管状空气通道，所述空气通道具有空气入口端口和与所述入口端口隔开的出口端口，所述入口端口能够操作成允许空气进入所述空气通道，所述出口端口能够操作成从所述空气通道撤出加压空气，当所述轮胎壁的挠曲区域对着滚动的轮胎胎印旋转时，所述空气通道响应于来自所述轮胎挠曲区域的所引发的力而操作性地一个区段一个区段地关闭；所述细长空气通道具有放置在所述轴向空气通道中的至少一个止回阀装置；所述止回阀装置将所述细长通道分成上游和下游通道区段；所述止回阀具有外部尺寸和构造，其能够操作成基本占据所述空气通道，并且所述止回阀装置具有阀闸口，所述阀闸口在打开位置能够操作成允许加压空气从所述上游通道区段定向地通过止回阀主体到所述下游通道区段，并且所述阀闸口在关闭位置能够操作成禁止空气从所述下游通道区段通过止回阀主体到所述上游通道区段；并且其中，通过所述止回阀装置的加压空气流沿所述空气通道从所述细长空气通道的入口端口朝向所述空气通道的出口端口在一个轴向方向上延伸。

方案2. 根据方案1所述的空气维持轮胎和空气泵组件，其中包括多个止回阀装置，其沿所述空气通道隔开并且将所述空气通道分成多个通道区段，每个止回阀装置操作性地从所述空气通道内朝向所述出口端口打开以允许加压空气定向地从所述入口端口流到所述出口端口。

方案3. 根据方案2所述的空气维持轮胎和空气泵组件，其中所述空气通道包括固定到轮胎一个侧壁内的沟槽中的细长柔性空气管的内部轴向通道。

方案4. 根据方案2所述的空气维持轮胎和空气泵组件，其中每个止回阀装置包括管状主体，所述管状主体以干涉配合被紧密接收在所述空气通道中，由此，限定所述空气通道的通道侧壁操作性地接合所述管状主体并且在所述管状主体上施加径向指向的挤压力以将所述管状主体保持在所述空气通道内的优选位置。

方案5. 根据方案4所述的空气维持轮胎和空气泵组件，其中所述管状主体包括至少一个向外指向的保持倒钩，其接合到通道侧壁中以将所述管状主体保持在所述空气通道内的优选位置。

方案6. 根据方案4所述的空气维持轮胎和空气泵组件，其中所述管状主体容纳柔性膜构件，所述膜构件操作性地沿裂缝打开以允许加压空气从所述膜构件的一侧通过所述膜构件。

方案7. 根据方案4所述的空气维持轮胎和空气泵组件，其中所述空气通道包括通过由柔性材料构成的空气管的轴向通道，所述空气管在所述入口和出口端口之间连续地延伸。

方案8. 根据方案4所述的空气维持轮胎和空气泵组件，其中所述空气通道包括由多个空气管区段形成的细长多区段柔性空气管，并且其中，至少一个止回阀装置定位在一对相邻的空气管区段之间并且在相对的端部处从所述空气通道内连接所述一对相邻的空气管区段。

方案9. 根据方案4所述的空气维持轮胎和空气泵组件，其中所述空气通道包括通过由柔性材料构成的细长空气管的轴向通道，所述空气管在所述入口和出口端口之间连续地延伸；并且其中，所述组件还包括在所述细长管空气通道内的所述一个止回阀装置的位置上从外部固定到所述空气管的夹持套圈。

方案10. 根据方案4所述的空气维持轮胎和空气泵组件，其中所述止回阀装置沿所述空气通道以基本均等的间隔隔开。

方案11. 一种空气维持轮胎和空气泵组件，包括：轮胎，所述轮胎具有胎面区域以及从所述胎面区域延伸的第一和第二侧壁；被包封在轮胎壁的挠曲区域中的细长管状空气通道，所述空气通道具有空气入口端口和与所述入口端口隔开的出口端口，所述入口端口能够操作成允许空气进入所述空气通道，所述出口端口能够操作成从所述空气通道撤出加压空气，当所述轮胎壁的挠曲区域对着滚动的轮胎胎印旋转时，所述空气通道响应于来自所述轮胎挠曲区域的所引发的力而操作性地一个区段一个区段地关闭；所述细长空气通道具有多个止回阀装置，所述多个止回阀装置在所述轴向空气通道中且沿着所述轴向空气通道隔开并且将所述空气通道分成多个空气通道区段；每个止回阀具有外部尺寸和构造，其能够操作成基本占据所述空气通道，并且每个止回阀装置具有阀闸口，所述阀闸口在打开位置能够操作成允许加压空气从上游通道区段定向地通过止回阀主体到下游通道区段，并且所述阀闸口在关闭位置能够操作成禁止空气从所述下游通道区段通过止回阀主体到所述上游通道区段；并且其中，通过所述止回阀装置的加压空气流沿所述空气通道从所述细长空气通道的入口端口向所述空气通道的出口端口在一个轴向方向上延伸。

方案12. 根据方案11所述的空气维持轮胎和空气泵组件，其中所述空气通道包括由柔性材料构成且固定到轮胎一个侧壁内的沟槽中的细长柔性空气管的内部轴向通道。

方案13. 根据方案11所述的空气维持轮胎和空气泵组件，其中每个止回阀装置包括管状主体，所述管状主体以干涉配合被紧密接收在所述空气通道中，并且其中，限定所述空气通道的通道侧壁操作性地接合所述管状主体并且在所述管状主体上施加径向指向的挤压力以将所述管状主体保持在所述空气通道内的优选位置。

方案14. 根据方案13所述的空气维持轮胎和空气泵组件，其中所述管状主体容纳柔性膜构件，所述膜构件操作性地沿裂缝打开以允许加压空气从所述膜构件的一侧通过所述膜构件。

方案15. 根据方案13所述的空气维持轮胎和空气泵组件，其中所述管状主体包括至少一个向外指向的保持倒钩，其接合到通道侧壁中以将所述管状主体保持在所述空气通道内的优选位置。

方案16. 根据方案13所述的空气维持轮胎和空气泵组件，其中所述空气管基本在沿着所述一个轮胎侧壁的180度弧形路径中延伸。

方案17. 根据方案13所述的空气维持轮胎和空气泵组件，其中所述空气管基本在外接所述一个轮胎侧壁的360度圆形路径中延伸。

方案18. 根据方案11所述的空气维持轮胎和空气泵组件，其中所述多个空气通道区段总共为至少三个。

附图说明

将通过示例并参照附图来描述本发明，在附图中：

图1是轮胎和空气泵送系统组件的透视图；

图2是具有就位的180度蠕动管和多个止回阀的轮胎的侧视图；

图3是具有360度蠕动管替代实施例的轮胎的侧视图；

图4是替代实施例中的具有两个180度蠕动管的轮胎的侧视图；

图5是在插入蠕动管之前的止回阀的透视图；

图6是处于“打开”流动位置的止回阀的剖视图；

图7是处于“关闭”流动位置的止回阀的剖视图；

图8是局部剖视图，示出了用杆将止回阀引入充气轮胎中；

图9是局部剖视图，示出了用杆将止回阀就位在充气轮胎中；

图10是局部剖视图，示出了用杆将第二止回阀引入充气轮胎中；

图11A是在放置到阀和管上之前的处于“打开”位置的夹具的透视图；

图11B是处于“关闭”位置的夹具的透视图；

图12是具有就位的3个阀的管的透视图，右侧的阀被夹具保持在其预期位置；

图13是替代的拼接构造的止回阀的透视图；

图14A是剖视图，示出了管端部就位在拼接构造的止回阀的一个端部上；

图14B是剖视图，示出了第二管端部就位在止回阀的另一个端部上；

图14C是剖视图，示出了止回阀与两个管附接；

图15是图14B所示步骤的透视图；

图16是从图3截取的剖视图，示出了管；

图17是从图3截取的剖视图，示出了管中的止回阀；

图18、19、20和21示出了适合于与止回阀一起使用的蠕动管构造的替代实施例；

图22是曲线图，示出了AMT脉管泵的区段压力，示出了压力与距离（km）的关系；

图23是脉管泵上的压缩比效应的曲线图，示出了室压力与距离的关系；

图24是六区段管中的区段体积效应的曲线图，该管具有0.15L室；

图25是曲线图，示出了区段数量对于室压力的影响；

图26是曲线图，示出了六区段管构造中的止回阀死端体积效应；

图27是曲线图，比较前向和后向管性能；

图28是曲线图，示出了前向运动对于脉管区段的影响；

图29是曲线图，示出了后向运动对于脉管压力的影响；

图30是曲线图，比较前向与后向室压力。

具体实施方式

参照图1，轮胎和空气维持泵组件10（形成空气维持轮胎或“AMT”）包括轮胎和脉管泵组件28。美国专利No. 8,113,254和No.8,042,586描述了用于轮胎中的蠕动泵的一般操作，这两个专利均在2009年12月12日申请且分别在2012年2月14日和2011年10月25日颁布，并且整体地通过引用并入本文中。轮胎构造成提供胎面区域14、从相对的胎圈区域22、24延伸到轮胎胎面区域14的一对侧壁16、18。轮胎围住轮胎腔20。空气维持组件包括细长空气管26，其围住环形通道28。管42由弹性的、弹性体的、柔性的材料形成，例如塑料或橡胶化合物和组合物，其能够承受重复的变形循环，其中，管在外力作用下变形成扁平状态，并且在去除此力时返回到截面为大致圆形的初始状态。管具有足够大的直径以操作性地传送足够体积的空气以便维持腔20内的空气压力。在图1的构造中，管26被示出遵循180度半圆路径。然而，在不偏离本发明的情况下，如将要描述的，也可采用其他构造。

空气维持脉管泵组件还包括入口装置30和出口装置32，入口装置30和出口装置32在空气管26的各自相对端部位置处间隔大约180度。出口装置32具有T形构造，其中，形成T的套管连接到管26的端部并且出口导管将空气从管传导到轮胎腔20。入口装置30也具有T形构造，连接到管28的相对端部并且具有入口导管，入口导管将外部空气吸入管通道28。前面指出且并入本文的待决申请提供了出口和入口装置的细节。合适的、可商购的阀机构布置在入口和出口装置中，用于控制吸入管26中的空气以及从管排入腔20中的空气。

如将会从图2意识到的，空气管26、入口装置30和出口装置32定位在轮胎侧壁之一中的适当地、互补地构造的沟道中。随着轮胎沿所示旋转方向旋转，在地面上形成胎印（未示出）。因此，挤压力从胎印指向轮胎中并且起到使通道28和空气管26的区段扁平的作用。随着轮胎进一步旋转，空气管和通道顺序地变扁平并且沿所示的方向72泵送空气。由此，管的一个区段接着一个区段的变扁平迫使空气从入口沿管通道28行进，直到加压空气从出口导入轮胎腔中。出口处的适当阀机构将会在轮胎腔压力处于或高于推荐轮胎压力的情况下排出空气。在所示的180度空气管构造的情况下，在一圈旋转的一半时发生空气的泵送。

图3示出了替代的360度空气管，其如上所述地起作用，不同之处在于在轮胎的整个360度旋转时在方向72上沿空气管泵送空气。图4示出了具有两个180度蠕动管的轮胎，作为一个替代实施例。在图4的实施例中，泵将会在由方向箭头所示的任一轮胎旋转方向上起作用。两个空气管各自在各自的旋转方向上操作以将空气泵入轮胎腔。

参照图5、6和7，根据本发明，提供多个止回阀34以便组装到脉管26的通道28中。止回阀34包括圆柱形阀主体36，其由任何合适的刚性或半刚性材料构成。主体36具有滚圆的前端边缘38。一系列向外指向的保持肋或凸缘40沿阀主体36的表面隔开，每个保持肋向着主体的后部倾斜。由合适的弹性体组合物制成的柔性膜构件42被组装到圆柱形阀主体36的中心贯通通道中。膜构件42包括圆柱形膜主体，膜主体被阀主体36的弯曲端部凸缘45、47俘获在阀主体36中。膜插入件42还包括中心突出鼻部46，中心突出鼻部46具有贯穿其中的裂缝48。鼻部46形成闸口，加压空气能沿前向方向50（图6）流动通过该闸口，但是该闸口防止空气沿后向方向（图7）回流通过止回阀。

图8、9和10示出了组装顺序，根据该组装顺序，可将多个止回阀34插入弹性体柔性管26的轴向通道28中。多个止回阀34被设计成以如下的取向占据管26内的隔开的各自位置，该取向促进加压空气沿前向方向从入口30流到出口32但是防止加压空气沿相反方向的回流。如图8所示，加压空气源52被定位成将加压空气54注射到管通道28中，由此沿方向56径向地扩张管，使得通道28呈现临时的过大直径。塞子57被插入管的前端中，以防止气流54逸出。在通道28内的将要放置止回阀34的位置，夹持套圈58被固定在管26上并且在管上施加径向力60，由此防止管在该位置扩张。此后，在膜闸口打开的情况下止回阀34被插入管的开放端朝向管的出口端。杆62推动止回阀34通过经扩张的管26直到其到达通道28内的其预期位置，如图9所示。

然后，可去除夹持套圈58并且将其沿着管26的轴向长度重新放置在第二止回阀66将要放置的位置。第二止回阀66被放置在管的开放端处，并且被杆62推动通过直径扩张的管到达管通道28中的预期的第二止回阀位置65。图10示出了用杆62插入第二止回阀66。重复上述步骤，直到所有的止回阀均在管28中就位。一旦从管通道撤出加压空气流54，则管26弹性地、径向地收缩到其初始非扩张状态。在其弹性径向收缩中，管26于是俘获每个所放置的止回阀34并且在止回阀主体36上施加径向挤压力以将止回阀保持在通道28内的其预期位置。在管径向收缩的情况下，每个止回阀34的圆柱形阀主体的侧面上的保持凸缘或倒钩40接合到限定通道28的管侧壁中，从而与止回阀上的管径向夹持力一起用于将止回阀34保持在其预期放置位置。图12示出了止回阀34被组装到管通道中，管处于其初始未扩张直径并且每个止回阀34的保持凸缘40接合到形成通道28的管侧壁中。

参照图11A和11B，多个第二保持夹具68可被部署在沿着管26的已布置有止回阀34的相应位置上，每个第二保持夹具68具有圆柱形套圈的形状。夹具68由诸如塑料或金属的柔性材料形成。夹具68打开以促进通过每个夹具来接收管26。接着，夹具68关闭到圆形构造并且重叠的锁定凸缘70接合以将每个夹具68在管26上保持在关闭圆形构造。穿过夹具68的开口的尺寸标称地小于管直径尺寸，从而处于关闭位置的夹具68在止回阀上径向向内挤压管。

图12示出了沿着管26在相应止回阀位置处的夹具68的布置。管26的弹性的径向指向力、每个止回阀的保持凸缘40与管内侧的接合以及夹具68提供了用于将每个止回阀保持在管通道28内的其预期位置的冗余措施。因此，在泵组件的操作期间，止回阀34的打开和关闭将不会使任何止回阀从它们在管通道内的位置移位。

参照图13，以拼接构造示出了替代性构造的止回阀76。止回阀76具有相对更细长的圆柱形阀主体78。提供了第一和第二系列的保持凸缘或倒钩，第一系列80位于沿主体78的前部位置并且第二系列82位于后部位置。如将在图14A、14B和14C看到的，主体78具有中心膜插入件，该中心膜插入件构造成以前述方式操作。细长主体78用于将两个管区段84、88拼接到一起的目的。在倒钩阵列80、82接合管端部86的内侧壁时，每个管84、88的端部86附接在主体78的相应端部上（图14A、14B、15），如图14C和15所示。

参照图1、3、16和17，在将止回阀完全地组装到管通道28中时，将管26插入形成于轮胎侧壁16内的互补构造的沟道中。图16和17所示的在胎圈区域22上的下侧壁区域充分地挠曲以允许前述由管进行的一个区段接着一个区段的空气泵送动作。如果希望的话，轮胎侧壁上的更高的位置可被用作脉管泵管26的位置，而不偏离本发明。如果希望的话，轮胎侧壁之一或二者可容纳空气泵送管，并且该系统可构造成180度、360度或双180度的管构造。

虽然图1所示的管通常具有圆形截面，但也可使用替代的管截面构造。图18以剖面图示出了具有圆形贯通通道92的圆形管26。图19示出了圆形管26，其被修改为具有椭圆形空气通道94。图20示出了蘑菇形状的管96，其具有邻接的帽98和栓102管部件。管配合到侧壁沟槽中，帽邻接外部侧壁表面。椭圆形空气通道100延伸穿过管。图21示出了具有圆形空气通道的蘑菇形状的管。将会理解的是，止回阀（例如34）将具有与空气通道（止回阀放置在该空气通道中）的形状互补的外部形状和构造。类似地，夹持机构（例如68）将构造成配合在管构造上以便在止回阀上施加径向夹持力。

图22示出了多区段AMT脉管泵的曲线图以及绝对压力（PSA）与轮胎所行驶的距离（km）的关系。图22示出了当管迫使空气通过一系列管区段时的区段压力的放大，相邻区段被止回阀分开。管区段之间的止回阀仅仅在空气入口和空气出口之间的前向方向打开并且不允许管内的空气沿相反方向的任何回流。将一系列区段串到一起，相邻区段被止回阀分开，就制造了脉管型系统。当安装在轮胎中的管移动通过滚动的轮胎胎印时，邻近的区段一个区段一个区段地顺序地泵送空气。止回阀防止空气回流并且操作成增加脉管/管系统的泵送效率。因此，脉管/管的体积尺寸可以尽可能小，而不会连累实现为了将轮胎维持在其额定压力所必需的空气泵送体积。因此，止回阀和脉管区段构造用于改善出口端口处的空气压力水平而超过相同长度的单区段、无止回阀的管所可能获得的水平。

图23表示对于使用六区段组件的脉管泵到0.15L室中的压缩比效应的个案研究曲线图。画出了压缩比R＝1.50、1.35、1.324、1.291、1.267和1.20。随着所行驶的距离（km）增加，室压力增加，R＝1.50得到最高的增加。

图24示出了对于使用六区段组件的脉管泵上的区段体积效应的个案研究曲线图，其输送加压空气到0.15L室。所画出的区段体积是57.5、114、172.5和230立方毫米。室压力与所行驶的距离（km）的关系示出了室压力随距离增大，较大的区段体积获得较高的压力水平。

图25示出了对于区段数量的效应的个案研究曲线图。所考察的区段数量是具有10、7、6、5、4个区段的脉管泵，每个区段具有图25所示的半径。画出了室压力与所行驶的距离的关系。该曲线图表明脉管泵中使用的区段数量越大，所获得的室压力越高。然而，10、7和6个区段的曲线是相对重合的，暗示区段数量增加到超过某个点结果不会提供显著的益处。

图26画出了由区段半径的变化导致的止回阀死端体积效应的个案研究（六个区段，0.15L室）。室压力与所行驶的距离的关系示出了5立方毫米的死端体积导致在区段半径R-1.575时的最高室压力。

图27画出了在受控的个案研究参数下的前向和后向轮胎旋转方向之间的比较。针对前向区段6压力、前向室压力、后向区段6压力和后向室压力画出了室压力与所行驶距离的关系。该曲线图表明脉管泵在前向和后向方向上的一致性能。

图28示出了脉管区段上的前向运动效应，画出了六个区段的每一个的绝对压力与所行驶距离的关系。由此，如图所示，压力从区段1到区段6增加，区段六中存在的绝对压力最大。

从前面的实验验证将会理解到本发明的轮胎中的脉管泵组件相对于单个非分段的蠕动管系统实现了显著的优势。该脉管概念采用了一个管和管道中的多个止回阀，其被止回阀分成一系列管区段。止回阀提供通过单向止回阀的单向空气流动，每个止回阀被对准成朝向脉管泵的出口端口打开。使用了标准柔性管。止回阀放置方法考虑了如下内容：

（A）将管道的一段打开；

（B）可将夹持固定装置放置在管周围，位于将要放置止回阀的位置；

（C）将止回阀落入或推入管道中直到被夹持固定装置定位；

（D）将夹持固定装置移动到沿着管的第二位置，在该第二位置处将要放置第二止回阀；

（E）将第二止回阀落入或推入管道中来到管通道中的其预期装置；

（F）重复步骤B－E直到所有的止回阀均就位；

（G）可将夹持套圈在每个止回阀位置处固定在管周围以将止回阀保持就位。止回阀还可相对于管通道太大并且包括一个或多个保持凸缘，其接合限定管通道的侧壁。

上述方法还可被修改成包括通过注入强迫空气而使空气通道扩张，从而使通道扩大以便在其内接收止回阀。

本发明的脉管系统可采用被插入的止回阀分成多个区段的单个整体管段，或者可采用被止回阀主体连接到一起的多个分离的管区段。结果，本发明的系统控制空气流动方向并且消除了由于回流造成的空气损失。脉管泵要求相对低的轮胎侧壁变形以实现必需的压力累积。因此，脉管系统是相对宽容的并且可接受轮胎和脉管沟槽变化或非均匀性。脉管系统还能够容忍轮辋变化。因此，通过使用多区段的管系统获得了较高的效率，由于放大效应而导致最终区段处的较高压缩比。还消除了与死端体积有关的任何问题。

考虑到本文提供的本发明的描述，本发明的多种变体是可能的。虽然出于说明本发明的目的已经示出了某些代表性的实施例，但本领域技术人员将会明白的是可以在不偏离本发明范围的情况下在其内作出各种变化和修改。因此，应当理解的是可在所描述的具体实施例中作出改变，其将会在如所附权利要求限定的本发明的完整预期范围内。

Claims (10)

1.一种空气维持轮胎和空气泵组件，其特征在于包括：

轮胎，所述轮胎具有胎面区域以及从所述胎面区域延伸的第一和第二侧壁；

被包封在轮胎壁的挠曲区域中的细长管状空气通道，所述空气通道具有空气入口端口和与所述入口端口隔开的出口端口，所述入口端口能够操作成允许空气进入所述空气通道，所述出口端口能够操作成从所述空气通道撤出加压空气，当所述轮胎壁的挠曲区域对着滚动的轮胎胎印旋转时，所述空气通道响应于来自所述轮胎挠曲区域的所引发的力而操作性地一个区段一个区段地关闭；

所述细长空气通道具有放置在所述轴向空气通道中的至少一个止回阀装置；

所述止回阀装置将所述细长通道分成上游和下游通道区段；所述止回阀具有外部尺寸和构造，其能够操作成基本占据所述空气通道，并且所述止回阀装置具有阀闸口，所述阀闸口在打开位置能够操作成允许加压空气从所述上游通道区段定向地通过止回阀主体到所述下游通道区段，并且所述阀闸口在关闭位置能够操作成禁止空气从所述下游通道区段通过止回阀主体到所述上游通道区段；并且

其中，通过所述止回阀装置的加压空气流沿所述空气通道从所述细长空气通道的入口端口朝向所述空气通道的出口端口在一个轴向方向上延伸。

2.如权利要求1所述的空气维持轮胎和空气泵组件，其特征在于包括多个止回阀装置，其沿所述空气通道隔开并且将所述空气通道分成多个通道区段，每个止回阀装置操作性地从所述空气通道内朝向所述出口端口打开以允许加压空气定向地从所述入口端口流到所述出口端口。

3.如权利要求2所述的空气维持轮胎和空气泵组件，其特征在于，每个止回阀装置包括管状主体，所述管状主体以干涉配合被紧密接收在所述空气通道中，由此，限定所述空气通道的通道侧壁操作性地接合所述管状主体并且在所述管状主体上施加径向指向的挤压力以将所述管状主体保持在所述空气通道内的优选位置。

4.如权利要求3所述的空气维持轮胎和空气泵组件，其特征在于，所述管状主体容纳柔性膜构件，所述膜构件操作性地沿裂缝打开以允许加压空气从所述膜构件的一侧通过所述膜构件。

5.如权利要求3所述的空气维持轮胎和空气泵组件，其特征在于，所述空气通道包括通过由柔性材料构成的空气管的轴向通道，所述空气管在所述入口和出口端口之间连续地延伸。

6.如权利要求3所述的空气维持轮胎和空气泵组件，其特征在于，所述空气通道包括由多个空气管区段形成的细长多区段柔性空气管，并且其中，至少一个止回阀装置定位在一对相邻的空气管区段之间并且在相对的端部处从所述空气通道内连接所述一对相邻的空气管区段。

7.一种空气维持轮胎和空气泵组件，其特征在于包括：

轮胎，所述轮胎具有胎面区域以及从所述胎面区域延伸的第一和第二侧壁；

被包封在轮胎壁的挠曲区域中的细长管状空气通道，所述空气通道具有空气入口端口和与所述入口端口隔开的出口端口，所述入口端口能够操作成允许空气进入所述空气通道，所述出口端口能够操作成从所述空气通道撤出加压空气，当所述轮胎壁的挠曲区域对着滚动的轮胎胎印旋转时，所述空气通道响应于来自所述轮胎挠曲区域的所引发的力而操作性地一个区段一个区段地关闭；

所述细长空气通道具有多个止回阀装置，所述多个止回阀装置在所述轴向空气通道中且沿着所述轴向空气通道隔开并且将所述空气通道分成多个空气通道区段；

每个止回阀具有外部尺寸和构造，其能够操作成基本占据所述空气通道，并且每个止回阀装置具有阀闸口，所述阀闸口在打开位置能够操作成允许加压空气从上游通道区段定向地通过止回阀主体到下游通道区段，并且所述阀闸口在关闭位置能够操作成禁止空气从所述下游通道区段通过止回阀主体到所述上游通道区段；并且

其中，通过所述止回阀装置的加压空气流沿所述空气通道从所述细长空气通道的入口端口向所述空气通道的出口端口在一个轴向方向上延伸。

8.如权利要求7所述的空气维持轮胎和空气泵组件，其特征在于，所述空气通道包括由柔性材料构成且固定到轮胎一个侧壁内的沟槽中的细长柔性空气管的内部轴向通道。

9.如权利要求7所述的空气维持轮胎和空气泵组件，其特征在于，每个止回阀装置包括管状主体，所述管状主体以干涉配合被紧密接收在所述空气通道中，并且其中，限定所述空气通道的通道侧壁操作性地接合所述管状主体并且在所述管状主体上施加径向指向的挤压力以将所述管状主体保持在所述空气通道内的优选位置。

10.如权利要求9所述的空气维持轮胎和空气泵组件，其特征在于，所述管状主体容纳柔性膜构件，所述膜构件操作性地沿裂缝打开以允许加压空气从所述膜构件的一侧通过所述膜构件。

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