CN104827829B - 防爆轮胎 - Google Patents

Abstract

本发明涉公开的一种防爆轮胎，旨在提供一种无需对原轮胎和轮毂进行改动、内外胎间无摩擦发热风险、安全可行、能有效防止轮胎正面及侧面划破造成爆胎风险的一种防爆充气轮胎。本发明通过下述技术方案予以实现：带有充气嘴的纤维增强高强度橡胶内胎安装于轮毂上，在内胎横截面的两侧，各有至少一条凸起的弹性侧筋，两侧弹性侧筋环状直径大于外胎唇部钢丝圈直径，小于车轮轮毂钢圈边沿直径，内胎(2)的胎面及两侧面与外胎(1)的胎面内壁及两侧面内壁分离，内胎基本不与外胎内表面接触。本发明对内外胎分别差压充气，外胎爆胎造成快速失压时，内胎自动膨胀接替工作，能大幅降低爆胎造成方向盘失控的事故风险。

Description

防爆轮胎

技术领域

本发明涉及一种车辆用轮胎领域中，广泛应用与各种公路行驶车辆的一种防爆轮胎。

背景技术

橡胶内胎曾作为气密封件广泛用于各种车辆，通过内胎充气使外胎胀起，此时橡胶内胎被内气压紧紧压住于外胎内表面，车辆行驶时，这种压力接触，使得内外胎之间存在较大的摩擦力，特别是高速车辆，这种摩擦力不仅导致轮胎发热，甚至带来内胎摩擦破损爆裂；另一方面，原有橡胶内胎并无纤维增强，一旦外胎出现较大划伤，还会导致内胎被挤出破裂。这些弊端均导致轮胎完全失压。

如今，无内胎充气汽车轮胎已广泛用于小型乘坐车辆，一般情况下这种轮胎被钉轧慢漏气不会带来方向盘的瞬间失控。但车辆行驶中轮胎划破、轮胎侧面异物冲击挤压、侧面龟裂(如长期亏气行驶，轮胎侧面龟裂)等意外因素，则存在轮胎瞬间失压即爆胎的危险。充气后的轮胎胎壁是支撑车辆重量的主要部位，特别是一些扁平比(扁平比是轮胎高度与宽度的比)较大的轮胎，胎壁非常“肥厚”，“爆胎”时通常会导致胎壁的瞬间崩溃，从而使轮胎瞬间失去支撑力，导致车辆重心立刻发生变化，特别是前轮驱动车的前轮爆胎，爆胎后瞬间的重心转移很可能会令车辆失控。一般轮胎在失去轮胎压力的时候，轮胎在眨眼间就能像烂泥一样脱离轮毂，仅靠轮毂来与地面接触。对于有车一族来说，爆胎现象是最令人恐慌的，特别是在高速公路爆胎。据统计，我国46％的交通事故是由轮胎故障引起的，其中爆胎一项就占70％，而时速在160公里以上发生爆胎死亡率接近100％。针对这一情况，汽车行业不断研发新技术，以杜绝爆胎。由此，“防爆胎”应运而生，产生了众多防爆胎的技术方案。防爆胎的学名叫“缺气保用轮胎”。而缺气保轮胎与一般轮胎最大的不同就是在于它拥有非常有韧性和支撑性的胎壁。其设计原理分为两种：其一是在里面安装一个被称作固定圈的装置，这个固定圈可以从内侧支撑轮胎，从而使轮胎不至于被压坏，同时还能防止轮胎从轮胎垫圈上脱落，其在轮胎侧面的标识为SSR；另一种则是利用坚固的侧壁提供支撑，防止胎面在爆胎时瞬间塌陷而失去抓地力，起标识为RSC。另一套防爆技术被称之为PAX轮胎系统，是在1998年发明的，由全新结构的轮胎、特制的轮辋、内置支撑环和胎压探测器四部分组成。即使轮胎缺气或被扎，在不损坏轮胎和轮毂并保证行车安全的前提下，仍能以80km/h行驶200公里，保护了驾驶者及乘客。PAX轮胎系统还为每个轮胎安装了一个胎压探测器，当轮胎气压过低时，仪表上警示灯亮起，达到通知驾驶者。但缺气保轮胎的不足之处在于：1舒适性差。缺气保用轮胎由于在胎壁进行了加强设计，因此轮胎舒适性上一定会比一般轮胎差。并且经济性、抓地和静音性能都相对较差。并不是日常驾驶的最优选择。另外，由于缺气保用轮胎胎壁很硬这对车辆的悬架要求也很高，如果不是进行专门调整过的车辆悬架使用这种轮胎会更大降低车辆的舒适性和操控性。而很多原厂就采用缺气保用轮胎的厂家如宝马、进口标致等都对相关车型的悬架进行了单独调整以适应缺气保用轮胎坚硬胎壁 2.需要完善的胎压监测。因为防爆胎亏气是看不出来的，胎壁很厚，可以支撑轮胎不变形。3.难以拆装。由于它的胎壁很厚很硬，如果补胎，一般的轮胎店不容易搞定，而且，很容易划伤轮毂。原厂配置防爆轮胎的初衷之一是减重，因为使用防爆胎可以不使用备胎。现在貌似起不到4减重的作用。如果在高速路上你的轮胎爆胎了，防爆胎能够支持两百多公里。但是，在这之间，你可以找到相同型号的大品牌防爆轮胎替换吗？5.防爆轮胎并不是不爆胎，只是在爆胎的时候，坚硬的胎壁可以起到支撑作用，让你的车在不更换轮胎的条件下，低速行驶两百公里，到达轮胎店。6.虽然说在理论上无胎压的情况下可以续行250KM，但是这个数据的可行性还有待研究。曾经有不少例子，车主的轮胎失压，求助4S店，4S说防爆胎可以继续走，于是车主勉强开到几十公里处的4S店，不过拆下来时发现轮毂已经断裂了，可见这种轮胎的续行理论值也许仅仅是厂商的宣传罢了。既然这种轮胎确实能在出现问题的时候帮助我们避免更大事故的发生，那么是否意味着所有的车型都能用呢？理论上是的，只要有你的车使用的规格都能用，但由于现在的缺气保用轮胎在规格方面不是很全，而且尺寸也在16寸以上，因此这就限制了很多车型的使用。如：宝马的RSC、米其林的PAX等防爆胎系统，但这些系统均需要对传统轮胎或轮毂进行大的改动甚至加装金属支架，由此导致成本极高，因此研发成功十数年，仍未广泛采用。虽然也出现过一些诸如双(多)气囊内胎等技术方案，这类方案仍未摆脱原内胎的诸多弊端，如内胎的摩擦发热、损坏、漏气，对侧面划破爆胎无改善等问题。因此这类技术至今仍未得到实际应用。

防爆轮胎是未来汽车轮胎发展的重要方向之一，但我们需要注意的是防爆胎并不等于能杜绝轮胎发生爆胎，只是可以帮助我们在轮胎出现问题的时候在一定程度上降低危险。防爆轮胎知识具有防爆功能，但并不具有防扎功能，也就是说被扎了还是会漏气的。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足之处，提供一种无需对原轮胎和轮毂进行改动、成本低廉、内外胎间无摩擦发热风险、安全可行、能有效防止轮胎正面及侧面划破造成爆胎风险的一种防爆充气轮胎。

本发明的目的由以下技术措施实现：一种防爆轮胎，包括外胎、内胎和轮毂，其特征在于：带有充气嘴7的纤维增强的弹性密封材料内胎2安装于轮毂8上，外胎1装于内胎2外并完全包覆内胎2，在内胎横截面的两侧，各有至少一条凸起的弹性侧筋，两侧弹性侧筋环状直径大于外胎唇部钢丝圈直径，小于车轮轮毂钢圈边沿直径，该弹性侧筋环带在内胎压力作用下把外胎唇部紧压在轮毂上；内胎2的胎面及两侧面与外胎1的胎面内壁及两侧面内壁分离，内胎不与外胎内表面接触，通过对内胎气室4及外胎气室3的差压充气控制与调整内胎增强纤维的分布及选择，使内胎2处于膨胀变形状态，内外胎之间胎面及两侧面的间隙控制在5mm～30mm的范围内。

本发明相比于现有技术具有如下有益效果：

本发明在不改变现有轮胎和车辆轮毂结构的基础上，设置一个具有纤维增强的高强度充气内胎。并且内外胎之间和内胎采用差压充气的使用方法，可使内胎在车辆行驶时基本不与外胎内表面压力接触，可有效避免内外胎之间的摩擦发热和损坏。同时大幅度减少了内外胎同步划破的危险；由于采用纤维增强，即使外胎大面积破损，本发明内胎也能保证车辆短距离行驶；在本发明的内胎横截面两侧，靠近外胎唇边钢丝位置设置有弹性凸起环带，当外胎快速失压时，该弹性凸起环带可在内胎压力作用下仍把外胎唇部紧压在轮毂上，从而减少爆胎时可能出现的外胎滑出轮毂的危险；由于独立充气内胎占据了外胎内部大量的充气空间，因此当外胎爆胎时，爆破气体的容量大幅度减少，对爆破口的撕裂作用同步减小。

本发明无需对原轮胎和轮毂进行改动、成本低廉、内外胎间无摩擦发热风险、安全可行、是能有效防止轮胎正面及侧面划破造成爆胎风险的防爆轮胎技术。

附图说明

图1是本发明防爆轮胎充气完成后的轮胎构造示意图。

图2显示的是图1中弹性侧筋5作用于外胎唇部9的局部示意图。

图中：1外胎，2内胎，3外胎气室，4内胎气室，5弹性侧筋，6轮毂钢圈，7充气嘴，8轮毂，9外胎唇部、10外胎唇部钢丝。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明进行具体的描述，有必要指出的是本实施例只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的技术熟练人员可以根据上述本发明的内容作出一些非本质的改进和调整，均应视为本发明的保护范围。

参阅图1。本发明由外胎1、内胎2、轮毂8及充气嘴7构成实施例。

外胎1为车辆原装普通真空胎，无需做任何改动；

内胎2的形状为环状空心体，由纤维增强的弹性密封材料制成，其膨胀变形压力低于3bar。所述的纤维可以是现有公开技术的各种轮胎用纤维材料，同时包括由这类纤维织成的帘布，首选尼龙帘布；所述弹性密封材料可以是橡胶或现有材料技术领域的其他弹性密封树脂材料，如：聚氨酯，首选橡胶；

轮毂8为车辆原装普通轮毂；

充气嘴7可以是一个双通道充气嘴对内外胎分别充气，也可以分为两个单独的充气嘴分别对内外胎充气；

本发明采用差压充气的方法对内胎2及外胎1分别充气，先对内胎2充气，充气压力为外胎1额定工作压力的(70～100)％，让内胎2膨胀变形后与外胎1的内轮廓基本贴合；然后按外胎1的额定工作压力对外胎1充气，充气完成后，在外胎气室3的压力作用下内胎2被压缩，其胎面及两侧面脱离外胎1的胎面及两侧面内壁，形成一定的间隙，此时内胎2仍处于膨胀变形状态。

内胎自身为带有弹性侧筋的环状空心密封体，内胎安装于外胎内部；差压充气为：内外胎之间及内胎内部分别充气，先对内胎内部充气，再对内外胎之间充气，内胎的充气压力不高于外胎；内外胎充气完成后，包括胎壁的内胎所围断面面积是外胎断面内表面与轮毂所围面积的70％～90％。内胎安装于轮毂上，内胎的内环面两侧涂有两道环形密封胶线与轮毂外环面粘接密封，粘接宽度10mm～30mm。内外胎分别充气，先给内胎充气，后对外胎充气，内胎充气压力不高于外胎充气压力。

对内外胎差压充气完成后的轮胎形态，内胎2的胎面及两侧面与外胎1的胎面内壁及两侧面内壁分离。

将未充气带有充气嘴7的纤维增强高强度橡胶内胎2安装于轮毂8上，然后按常规安装方法将外胎1安装到轮毂8上并完全包覆内胎2，在外胎唇部9与轮毂钢圈6之间的任意位置插入外胎排气管后，就可以通过充气嘴7对轮胎总成充气；通过充气嘴7对内胎2的内胎气室4充入高压气体，在内胎气室4充入高压气体的同时，外胎气室3通过外胎排气管不断将气室内的空气排出，以免造成外胎气室3憋压，当内胎气室4的充气压力达到外胎1额定工作压力的(70～100)％后即停止充气；然后通过充气嘴7对外胎气室3充入高压气体，当外胎气室3的充气压力达到外胎1的额定压力要求后，停止充气，轮胎充气完成。此时内胎2在外胎气室3的压力作用下被压缩成图1所示的形态：内胎2的胎面及两侧面与外胎1的胎面内壁及两侧面内壁分离，通过对内胎气室4及外胎气室3的差压充气控制与调整内胎增强纤维的分布及选择，使内胎2处于膨胀变形状态，内外胎之间胎面及两侧面的间隙控制在5mm～30mm的范围内，因此在正常工作状态时，内胎2的胎面及两侧面不与外胎接触，避免了压力磨损、摩擦发热造成内外胎损坏的可能，按上述步骤内外胎分别差压充气完成后，内胎2仍处于膨胀变形状态，能保证高速旋转时的刚性要求，不会影响轮胎总成的整体动平衡。

充气完成后的轮胎总成，外气室3的气体容量仅为总气体容量的10％～50％，由于独立充气的内胎2占据了外胎1内部大量的充气空间，因此当外胎爆胎时，爆破气体的容量大幅度减少，对爆破口的撕裂作用同步减小。由于内外胎之间的间隙控制在5mm～30mm的范围内，在外胎1的胎面和两侧壁被异物戳穿或划破时，内胎2被同步破坏的风险大幅减小，当外胎1爆胎漏气快速失压时内胎2会在压差的作用下迅速响应膨胀，接替外胎工作，进入内胎工作状态，从而避免了方向盘失控，维持车辆继续短途行驶。

参阅图1及图2。内胎2横截面两侧，靠近外胎唇边钢丝位置分别设置有至少一条弹性侧筋5，弹性侧筋5为弹性凸起环带，弹性侧筋5的横截面为直径5-15mm的半圆面，它是由邵氏硬度为40～60的橡胶制成的实心断续环形带，粘附于内胎2的两侧面，靠近外胎唇部钢丝位置，其环直径略大于外胎唇部钢丝10环的直径，见图2。弹性侧筋5设计成断续环形带的目的是为了保证外腔气道的畅通。当外胎快速失压时，该内胎弹性侧筋5即弹性凸起环带可在内胎压力作用下仍把外胎唇部9紧压在轮毂钢圈6上，减小了爆胎时可能出现的外胎滑出轮毂的危险；从而避免了方向盘失控造成的人员伤亡及车辆损坏等恶性交通事故。同时也起到将内胎支撑在外胎侧面并起到隔离作用。防止内外胎侧壁在车辆行驶时与外胎内侧壁相互摩擦发热。

Claims (9)

1.一种防爆轮胎，包括外胎、内胎和轮毂，其特征在于：带有充气嘴(7)的纤维增强的弹性密封材料内胎(2)安装于轮毂(8)上，外胎(1)装于内胎(2)外并完全包覆内胎(2)，在内胎横截面的两侧，各有至少一条凸起的弹性侧筋，两侧弹性侧筋环状直径大于外胎唇部钢丝圈直径，小于车轮轮毂钢圈边沿直径，且为弹性凸起环带，并且横截面为直径5～15mm的半圆面，它是由邵氏硬度为40～60的橡胶制成的实心断续环形带，粘附于内胎(2)的两侧面，靠近外胎唇边钢丝位置，其环直径大于外胎唇部钢丝(10)环的直径，该弹性侧筋环带在内胎压力作用下把外胎唇部紧压在轮毂上；内胎(2)的胎面及两侧面与外胎(1)的胎面内壁及两侧面内壁分离，内胎基本不与外胎内表面接触，通过对内胎气室(4)及外胎气室(3)的差压充气控制与调整内胎增强纤维的分布及选择，使内胎(2)处于膨胀变形状态，内外胎之间胎面及两侧面的间隙控制在5mm～30mm的范围内。

2.如权利要求1所述的防爆轮胎，其特征在于：所述的纤维增强的弹性密封材料，其膨胀变形压力低于3bar；所述的纤维是现有公开技术的各种轮胎用尼龙纤维材料，同时包括由这类尼龙纤维织成的帘布；所述弹性密封材料是橡胶或聚氨酯。

3.如权利要求1所述的防爆轮胎，其特征在于：对内胎(2)及外胎(1)分别充气，先对内胎(2)充气，充气压力为外胎(1)额定工作压力的70％～100％，让内胎(2)膨胀变形后与外胎(1)的内轮廓基本贴合；然后按外胎(1)的额定工作压力对外胎(1)充气，充气完成后，在外胎气室(3)的压力作用下内胎(2)被压缩，其胎面及两侧面脱离外胎(1)的胎面及两侧面内壁，形成一定的间隙，此时内胎(2)仍处于膨胀变形状态。

4.如权利要求1所述的防爆轮胎，其特征在于：差压充气为：内外胎之间及内胎内部分别充气，先对内胎内部充气，再对内外胎之间充气，内胎的充气压力不高于外胎。

5.如权利要求1所述的防爆轮胎，其特征在于：内外胎之间及内胎内部分别充气；内外胎充气完成后，包括胎壁的内胎所围断面面积是外胎断面内表面与轮毂所围面积的70％～90％。

6.如权利要求1所述的防爆轮胎，其特征在于：内胎安装于轮毂上，内胎的内环面两侧涂有两道环形密封胶线与轮毂外环面粘接密封，粘接宽度10～30mm。

7.如权利要求1所述的防爆轮胎，其特征在于：充气嘴(7)对内胎(2)的内胎气室(4)充入高压气体，在内胎气室(4)充入高压气体的同时，外胎气室(3)通过外胎排气管不断将气室内的空气排出。

8.如权利要求1所述的防爆轮胎，其特征在于：内外胎分别充气，先给内胎充气，后对外胎充气，内胎充气压力不高于外胎充气压力。

9.如权利要求1所述的防爆轮胎，其特征在于：内胎自身为带有弹性侧筋的环状空心密封体，内胎安装于外胎内部。