CN106004223A - 无气轮胎及汽车 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种无气轮胎，包括橡胶胎面(1)和轮辐(2)，所述轮辐(2)包括轮辐外圈(21)、轮辐中圈(22)、轮辐内圈(23)、外辐条(24)和内辐条(25)，所述橡胶胎面(1)套装在所述轮辐外圈(21)上，所述轮辐外圈(21)通过所述外辐条(24)与所述轮辐中圈(22)固定连接，所述轮辐中圈(22)通过内辐条(25)与所述轮辐内圈(23)固定连接；所述轮辐外圈(21)与所述外辐条(24)之间铺设有防积水层(3)。本发明能防止车辆在高速行驶时爆胎，提高车辆行驶的安全性和可靠性；提高无气轮胎的径向弹性性能和缓冲能力和车辆行驶时的平顺性；提高无气轮胎抵抗启动时轮毂的驱动扭矩和制动时胎面摩擦力矩的能力；同时具有防止积水功能。

Description

无气轮胎及汽车
技术领域
本发明涉及一种轮胎，特别是一种无气轮胎；本发明还涉及一种使用前述无气轮胎的汽车。
背景技术
轮胎是安装在汽车上而与地面接触滚动的构件。轮胎不仅要能够承受作为移送对象的汽车负载，还要缓冲地面不平引起的行驶冲击。
轮胎及车轮在车桥(轴)与地面之间传力，并使汽车运动。因此，轮胎及车轮部件应满足下述基本要求：足够的负荷能力和速度能力，具有较小的滚动阻力和行驶噪声，良好的附着特性和质量平衡，耐磨损、耐刺扎、耐老化和良好的气密性，质量小、价格低、拆装方便、互换性好。
轮胎有多种分类方法，其中，按胎体结构不同分为子午线轮胎、斜交轮胎等；按帘线材料不同分钢丝轮胎、半钢丝轮胎、人造纤维轮胎和棉帘线轮胎；按用途不同分乘用车(指轿车、轻型客车)轮胎、商用车(指货车、大型客车)轮胎、非公路用车轮胎、特种车轮胎；按胎面花纹不同分公路花纹轮胎、越野花纹轮胎、混合花纹轮胎和特种花纹轮胎；按断面形状不同分普通断面轮胎和低断面轮胎两种；按气密方式不同分有内胎轮胎和无内胎轮胎两种。
乘用车轮胎尺寸小，高速性和舒适性好；商用车轮胎尺寸大，承载能力强；非公路用车轮胎附着性好，胎面耐刺扎，适用于在恶劣条件下工作。公路花纹轮胎滚动阻力小、噪声小，适用于铺装路面上使用，如图1所示，其中纵向花纹轮胎100适用于良好路面，横向花纹轮胎200适用于土石路面；越野花纹轮胎400适用于坏路面或无路地带使用；混合花纹轮胎300适用于使用路面条件变化不定的场合。
现在汽车广泛采用充气橡胶轮胎，充气轮胎是将压缩空气注入密闭空间内以保持轮胎形状的同时通过气压来获得缓冲性能的轮胎，其中又分为有内胎轮胎和无内胎轮胎，无内胎轮胎又叫真空胎。然而，充气轮胎存在被扎破或撕裂时难以保持其形状的缺陷。高速行驶时如果充气轮胎爆裂，则车辆的可操作性变得极差，是引起翻车等重大事故的原因之一。
现在无气轮胎逐步被开发出来，未来也将逐步使用无气轮胎。无气轮胎是一种不依靠空气实现支撑力的轮胎，通过物质与结构来实现轮胎的支撑与缓冲。无气轮胎由于其结构的特殊性，在有坚硬物体刺穿轮胎时，并不会像充气轮胎那样爆胎，而可以继续前进，大大提升力行驶安全性。
然而，由于来自车辆等的负载、来自路面的摩擦力、路面形状所带来的冲击、来自轮毂的扭矩等形成复杂的内应力，这些力作用在轮胎上，因此，用于连接与轮毂结合的内侧带和与地面接触的外侧带的结构物，使轮胎保持圆筒形的同时能够承受和缓冲这些力的作用。
但是，现在无气轮胎除了防爆胎这个优点外，相对现在充气橡胶轮胎，优点并不多，因此必须参考现有充气轮胎的优点不断优化无气轮胎。同时，与现有充气轮胎互换性和通用性较差。
现有技术中，汽车广泛采用充气橡胶轮胎，充气轮胎是将压缩空气注入密闭空间内以保持轮胎形状的同时通过气压来获得缓冲性能的轮胎，其中又分为有内胎轮胎500和无内胎轮胎600，无内胎轮胎600又叫真空胎，轮胎装在轮辋上，有内胎轮胎和无内胎轮胎的结构如图2所示。充气轮胎结构复杂、制造工艺复杂，如果充气轮胎爆裂，则车辆的可操作性变得极差，是引起翻车等重大事故的原因之一。
申请号为201210458366.4的中国发明专利说明书中公开了一种无气轮胎，其结构如图3所示，由橡胶胎面701、辐条702、外侧带703、内侧带704等构成。由于来自车辆等的负载、来自路面的摩擦力、路面形状所带来的冲击、来自轮毂的扭矩等形成复杂的内应力，这些力作用在轮胎上，所以这种无气轮胎存在以下问题：在受到路面冲击时，缓冲能力较差，造成车辆行驶的平顺性较差；当车辆制动或加速时，抵抗轮毂的扭矩的能力较小，使制动和加速滞后。
发明内容
本发明的目的是提供一种无气轮胎，以解决现有技术中的不足，它能够有效防止车辆在高速行驶时爆胎，提高车辆行驶的安全性和可靠性；提高无气轮胎的径向弹性性能和缓冲能力，提高车辆行驶时的平顺性；提高无气轮胎抵抗启动时轮毂的驱动扭矩和制动时胎面摩擦力矩的能力；同时具有防止积水功能。本发明还提供了一种使用上述无气轮胎的汽车。
本发明提供了一种无气轮胎，包括橡胶胎面和轮辐，所述轮辐包括轮辐外圈、轮辐中圈、轮辐内圈、外辐条和内辐条，所述橡胶胎面套装在所述轮辐外圈上，所述轮辐外圈通过所述外辐条与所述轮辐中圈固定连接，所述轮辐中圈通过内辐条与所述轮辐内圈固定连接；所述轮辐外圈与所述外辐条之间铺设有防积水层。
前述的无气轮胎中，优选地，所述外辐条在与所述轮辐中圈交点的切线的外侧，所述内辐条在与所述轮辐内圈交点的切线的外侧；所述外辐条与所述内辐条相交于所述轮辐中圈上，且形成锐角；多个所述外辐条与所述内辐条形成以所述轮辐中圈为主骨的鱼刺形状。采用鱼刺结构可以提高无气轮胎的径向弹性性能、缓冲能力和制动、启动时的抗扭能力。
前述的无气轮胎中，优选地，所述外辐条与所述轮辐外圈和所述轮辐中圈的连接处均设有过度圆角；所述内辐条与所述轮辐中圈和所述轮辐内圈的连接处均设有过度圆角。在上述部位设置圆角具有便于加工制造和增加连接处强度的优点。
前述的无气轮胎中，优选地，所述防积水层的外表面与所述轮辐外圈的内表面贴合，所述防积水层的内表面为中间向轴心方向凸起的弧形面。
前述的无气轮胎中，优选地，所述外辐条的厚度小于所述内辐条的厚度。
前述的无气轮胎中，优选地，所述轮辐外圈、所述轮辐中圈和所述轮辐内圈沿轴向都分为三层，分别为第一外层、中间层和第二外层，所述中间层位于所述第一外层和所述第二外层之间；所述第一外层、所述中间层和所述第二外层的径向宽度相同，所述第一外层与所述第二外层相对于轮胎中心面对称，所述中间层相对于轮胎中心面对称。
前述的无气轮胎中，优选地，所述第一外层与所述第二外层的轴向宽度相同；所述中间层的轴向宽度大于所述第一外层或所述第二外层的轴向宽度，且小于所述第一外层与所述第二外层的轴向宽度之和。
前述的无气轮胎中，优选地，从一侧看，所述第一外层和所述第二外层的鱼刺形状均为逆时针，所述中间层的鱼刺形状为顺时针。
前述的无气轮胎中，优选地，所述轮辐采用非金属材质。
一种汽车，包括轮胎，所述轮胎为上述任意一项所述的无气轮胎。
与现有技术相比，本发明每层外辐条与轮辐中圈的切线的夹角采用小角度，能够在轮胎受到路面冲击时，提高缓冲能力，提高车辆行驶的平顺性和舒适性，另外，当车辆制动或加速时，外辐条与轮辐中圈的切线的夹角小，具有很好的抵抗轮毂的扭矩的能力，使制动和加速不滞后。
每层内辐条与轮辐内圈的切线的夹角采用大角度，不但能够减小轮胎中心部位的变形，而且还能够起到缓冲和抗扭作用。
本发明不需要充气，能够有效防止车辆在高速行驶时爆胎，提高车辆行驶的安全性和可靠性。
由于本发明设置了轻质防水层，因此能够有效防止胎内积水、积尘。
本发明提供的汽车包括无气轮胎，由于该无气轮胎具有上述的技术效果，包含该无气轮胎的汽车也应具有相同的技术效果。
附图说明
图1是现有技术中轮胎常用花纹的结构示意图；
图2是有内胎有气轮胎和无内胎有气轮胎的结构对比图；
图3是现有技术中无气轮胎的结构示意图；
图4是本发明的轴测图；
图5是本发明的主视图；
图6是图5的俯视图；
图7是图5的A-A剖视图；
图8是图6的B-B剖视图；
图9是图8的I处的放大图。
附图标记说明：
1-橡胶胎面，2-轮辐，21-轮辐外圈，22-轮辐中圈，23-轮辐内圈，24-外辐条，25-内辐条，26-第一外层，27-中间层，28-第二外层，3-防积水层，100-纵向花纹轮胎，200-横向花纹轮胎，300-混合花纹轮胎，400-越野花纹轮胎，500-内胎轮胎，600-无内胎轮胎，701-橡胶胎面，702-辐条，703-外侧带，704-内侧带。
具体实施方式
下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
本发明的实施例：如图4-图9所示，一种无气轮胎，包括橡胶胎面1和轮辐2，所述轮辐2包括轮辐外圈21、轮辐中圈22、轮辐内圈23、外辐条24和内辐条25，所述橡胶胎面1套装在所述轮辐外圈21上，所述轮辐2采用非金属材质，所述轮辐外圈21通过所述外辐条24与所述轮辐中圈22固定连接，所述轮辐中圈22通过内辐条25与所述轮辐内圈23固定连接，所述外辐条24的厚度小于所述内辐条25的厚度；所述轮辐外圈21与所述外辐条24之间铺设有防积水层3。所述防水层3采用轻质防水材质，所述防积水层3的外表面与所述轮辐外圈21的内表面贴合，所述防积水层3的内表面为中间向轴心方向凸起的弧形面，形成中间厚两边薄的结构特征，这种结构将积水甩出。
进一步，所述外辐条24在与所述轮辐中圈22交点的切线的外侧，所述内辐条25在与所述轮辐内圈23交点的切线的外侧,所述外辐条24与所述轮辐中圈22的切线的夹角小于所述内辐条25与所述轮辐内圈23的切线的夹角，所述外辐条24与所述轮辐中圈22的切线夹角越小越好；所述外辐条24与所述内辐条25相交于所述轮辐中圈22上，且形成锐角，多个所述外辐条24与所述内辐条25形成以所述轮辐中圈22为主骨的鱼刺形状。这种结构能够使力更直接地从外辐条24传到内辐条25，或使力更直接地从内辐条25传到外辐条24，减小轮辐中圈的扭曲变形，并形成支架结构，提高抗变形强度。
为了使本发明便于制造并提高所述外辐条24与所述轮辐外圈21和所述轮辐中圈22的连接强度，以及所述内辐条25与所述轮辐中圈22和所述轮辐内圈23的连接强度，在所述外辐条24与所述轮辐外圈21和所述轮辐中圈22的连接处均设有过度圆角；在所述内辐条25与所述轮辐中圈22和所述轮辐内圈23的连接处均设有过度圆角。
为了提高无气轮胎的径向弹性性能、缓冲能力和制动、启动时的抗扭能力，优选地，将所述轮辐外圈21、所述轮辐中圈22和所述轮辐内圈23沿轴向都分为三层，分别为第一外层26、中间层27和第二外层28，所述中间层27位于所述第一外层26和所述第二外层28之间；所述第一外层26、所述中间层27和所述第二外层28的径向宽度相同，所述第一外层26与所述第二外层28相对于轮胎中心面对称，所述中间层27相对于轮胎中心面对称。从一侧看，所述第一外层26和所述第二外层28的鱼刺形状均为逆时针，所述中间层27的鱼刺形状为顺时针，本领域技术人员可以理解的是，从另一侧看，则所述第一外层26和所述第二外层28的鱼刺形状均为顺时针，所述中间层27的鱼刺形状为逆时针。
进一步，为了保证轮胎在使用时质量上的静平衡和动平衡、几何尺寸的平衡和刚度的平衡，所述第一外层26与所述第二外层28的轴向宽度相同，所述中间层27的轴向宽度大于所述第一外层26或所述第二外层28的轴向宽度，且小于所述第一外层26与所述第二外层28的轴向宽度之和。
本发明的实施例还提供了一种汽车，包括轮胎，所述轮胎为上述的无气轮胎。由于该无气轮胎具有上述的技术效果，包含该无气轮胎的汽车也应具有相同的技术效果。
以上依据图式所示的实施例详细说明了本发明的构造、特征及作用效果，以上所述仅为本发明的较佳实施例，但本发明不以图面所示限定实施范围，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种无气轮胎，包括橡胶胎面(1)和轮辐(2)，其特征在于：所述轮辐(2)包括轮辐外圈(21)、轮辐中圈(22)、轮辐内圈(23)、外辐条(24)和内辐条(25)，所述橡胶胎面(1)套装在所述轮辐外圈(21)上，所述轮辐外圈(21)通过所述外辐条(24)与所述轮辐中圈(22)固定连接，所述轮辐中圈(22)通过内辐条(25)与所述轮辐内圈(23)固定连接；所述轮辐外圈(21)与所述外辐条(24)之间铺设有防积水层(3)。
2.根据权利要求1所述的无气轮胎，其特征在于：所述外辐条(24)在与所述轮辐中圈(22)交点的切线的外侧，所述内辐条(25)在与所述轮辐内圈(23)交点的切线的外侧；所述外辐条(24)与所述内辐条(25)相交于所述轮辐中圈(22)上，且形成锐角；多个所述外辐条(24)与所述内辐条(25)形成以所述轮辐中圈(22)为主骨的鱼刺形状。
3.根据权利要求2所述的无气轮胎，其特征在于：所述外辐条(24)与所述轮辐外圈(21)和所述轮辐中圈(22)的连接处均设有过度圆角；所述内辐条(25)与所述轮辐中圈(22)和所述轮辐内圈(23)的连接处均设有过度圆角。
4.根据权利要求3所述的无气轮胎，其特征在于：所述防积水层(3)的外表面与所述轮辐外圈(21)的内表面贴合，所述防积水层(3)的内表面为中间向轴心方向凸起的弧形面。
5.根据权利要求4所述的无气轮胎，其特征在于：所述外辐条(24)的厚度小于所述内辐条(25)的厚度。
6.根据权利要求2-5中任意一项所述的无气轮胎，其特征在于：所述轮辐外圈(21)、所述轮辐中圈(22)和所述轮辐内圈(23)沿轴向都分为三层，分别为第一外层(26)、中间层(27)和第二外层(28)，所述中间层(27)位于所述第一外层(26)和所述第二外层(28)之间；所述第一外层(26)、所述中间层(27)和所述第二外层(28)的径向宽度相同，所述第一外层(26)与所述第二外层(28)相对于轮胎中心面对称，所述中间层(27)相对于轮胎中心面对称。
7.根据权利要求6所述的无气轮胎，其特征在于：所述第一外层(26)与所述第二外层(28)的轴向宽度相同；所述中间层(27)的轴向宽度大于所述第一外层(26)或所述第二外层(28)的轴向宽度，且小于所述第一外层(26)与所述第二外层(28)的轴向宽度之和。
8.根据权利要求7所述的无气轮胎，其特征在于：从一侧看，所述第一外层(26)和所述第二外层(28)的鱼刺形状均为逆时针，所述中间层(27)的鱼刺形状为顺时针。
9.根据权利要求1所述的无气轮胎，其特征在于：所述轮辐(2)采用非金属材质。
10.一种汽车，包括轮胎，其特征在于：所述轮胎为权利要求1-9任一项所述的无气轮胎。
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