CN111845208A - 具有高缓冲减震性能的柔辐式非充气轮胎 - Google Patents

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丁木
付宏勋
李宁
毕小兰
周鹏程
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    • B60C7/10Non-inflatable or solid tyres characterised by means for increasing resiliency
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    • B60C7/125Non-inflatable or solid tyres characterised by means for increasing resiliency using enclosed chambers, e.g. gas-filled enclosed chambers defined between rim and tread

Abstract

本发明涉及一种具有高缓冲减震性能的柔辐式非充气轮胎,属于轮胎领域。该非充气轮胎由外到内包括:胎冠、聚氨酯材料的柔性轮辐、刚性轮辋。所述胎冠包括胎面、冠带层、1号带束层、2号带束层;所述胎面包括胎面花纹、胎面花纹沟;所述柔性轮辐包括柔辐内圈、柔辐外圈、柔辐侧辐板、柔辐周辐板;所述柔辐侧辐板配置成波浪线条状,柔辐周辐板布置为分层结构,周、侧辐板尖角处设置倒角,可极大提高汽车的承载能力、高效吸收汽车在行驶过程中相对路面产生的震动,以改善行驶安全性以及乘坐舒适性,并减少应力集中,提高疲劳寿命,所述轮辋与车辆的半轴连接,所述非充气轮胎由内而外采用过盈配合,结构紧凑。

Description

具有高缓冲减震性能的柔辐式非充气轮胎
技术领域
本发明涉及轮胎领域,详细地讲是一种非充气轮胎,尤其涉及一种具有高缓冲减震性能的柔辐式非充气轮胎。
背景技术
众所周知,随着时代的发展以及汽车的普及,汽车充气轮胎存在的缺陷渐渐的显露出来:易爆胎、爆胎后易造成灾难性损失、胎压需要时时维护、制造工序繁琐等。近几年来,占据世界轮胎市场100多年主导地位的充气轮胎已渐渐被新兴的非充气轮胎所取代。非充气轮胎相较于充气轮胎最主要最直接的优势便是不会出现爆胎状况,并且其生产工艺简单,避免了繁琐的生产工序。一般来说,非充气轮胎打破了传统充气轮胎存在的一些诟病,并且有效提高了汽车燃油经济性、操纵稳定性以及乘坐舒适性。然而,新生非充气轮胎在提供这些便利的同时,也存在减震、承载、散热效果差的缺点,因而新兴非充气轮胎并未广泛投入使用,各大企业、高校正着手研究,希望尽快提出一款高性能非充气轮胎进行普及使用。
发明内容
为了克服现有技术的不足,本发明提供一种具有高缓冲减震性能的柔辐式非充气轮胎,通过对直线型柔性轮辐进行“曲面化”处理,设计出了波浪线型柔性轮辐的新型非充气轮胎。相比于直线型柔性轮辐的非充气轮胎,波浪线型柔性轮辐的非充气轮胎具有更好的缓冲减震性能。本发明所提出的非充气轮胎为后续非充气轮胎行业的结构更新与技术发展提供了一定的设计依据。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种具有高缓冲减震性能的柔辐式非充气轮胎,其特征是,从外到内包括:胎冠、聚氨酯材料的柔性轮辐、刚性轮辋,所述的胎冠包括胎面、冠带层、1号带束层、2号带束层,所述胎面包括胎面花纹、胎面花纹沟,所述柔性轮辐包括柔辐内圈、柔辐外圈、柔辐侧辐板、柔辐周辐板,所述的柔辐侧辐板设置为由三段具有一定曲率的弧线构成的波浪线型。
本发明还可通过如下措施来实现:
所述的柔辐侧辐板的三段弧线设置为等曲率,或者设置为变曲率。
所述的柔辐侧辐板采用环形阵列的方式沿柔辐周辐板圆周方向等间距均匀阵列n组,每组波浪线型柔辐侧辐板单元角度为360/n度。
所述的柔辐侧辐板、柔辐周辐板厚度设置为相同尺寸,并在其尖角结合处设置倒角。
所述的柔辐侧辐板、柔辐周辐板支撑部分均采用高模量聚氨酯材料。
所述的胎冠,其胎面采用低滚阻橡胶材料,其冠带层采用尼龙纤维材料,其1号带束层和2号带束层采用钢丝材料。
所述的胎冠与柔辐外圈结合,柔辐内圈与刚性轮辋结合,两种接触均采用过盈配合,并用聚氨酯粘合剂进行进一步的粘合。
所述的柔性轮辐采用注射成型方法一次成型。
本发明的有益效果是,在传统充气轮胎常用垂向载荷及行驶工况下,利用内部波浪线型柔性轮辐支撑结构代替充气轮胎的充气压力,避免了爆胎的发生;在常用垂向载荷及行驶工况下,一定曲率的波浪线型柔性轮辐会在载荷作用下向着固定方向弯曲,避免了相邻辐板相对弯曲而造成磨损破坏的情况;具有一定曲率的波浪线型柔性轮辐在承受载荷时如同被压缩的弹簧一样,具有极高的承载能力以及良好的减震效果,并且被压缩后会及时回弹,且回弹力会更大,波浪线型柔性轮辐会把车轮弹性势能转化为汽车前进的动能,为车轮整体起到节能降耗的作用;波浪线型柔性轮辐降低了车轮辐板刚度,在承受相同载荷时,会使得轮胎接地面积更大、压力分布更加均匀,使轮胎获得优异的抓地能力;本发明所设计轮胎的周、侧辐板相接尖角处设置倒角,显著改善了车轮在承受载荷时的应力集中现象,提高了轮胎的疲劳寿命;轮胎的周辐板设计为分层结构,极大提高了车轮承载能力;本发明所设计周、侧柔辐支撑结构采用注射成型方法一次成型,生产工艺简单,生产效率高。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1为本发明的三维图;
图2为本发明的正视图;
图3为本发明的柔性轮辐正视图;
图4为本发明柔辐支撑单元三维图;
图5为本发明的胎冠结构示意图;
图中:1.胎冠,2.柔性轮辐,3.刚性轮辋,1-1.胎面,1-2.冠带层,1-3.1号带束层,1-4.2号带束层,1-1a.胎面花纹,1-1b.胎面花纹沟,2-1.柔辐内圈,2-2.柔辐外圈,2-3.柔辐侧辐板,2-4.柔辐周辐板。
具体实施方式
本发明提出了一种具有高缓冲减震性能的柔辐式非充气轮胎,利用“曲面化”原理,将柔性轮辐侧辐板设计为具有一定曲率的三段弧线构成的波浪线型。
本实用新开进由外到内依次包括:胎冠1、聚氨酯材料的柔性轮辐2、刚性轮辋3。所述胎冠1包括胎面1-1、冠带层1-2、1号带束层1-3、2号带束层1-4;所述胎面1-1包括胎面花纹1-1a、胎面花纹沟1-1b;所述柔性轮辐2包括柔辐内圈2-1、柔辐外圈2-2、柔辐侧辐板2-3,柔辐周辐板2-4。
所述柔辐侧辐板2-3设置为由三段具有一定曲率的弧线构成的波浪线型,且三段弧线可设置为等曲率,也可设置为变曲率,优先选择等曲率,可极大提高所述非充气轮胎的缓冲减震性能。
所述波浪线型柔辐侧辐板2-3采用环形阵列的方式沿柔辐周辐板2-4圆周方向等间距均匀阵列n组,每组波浪线型柔辐侧辐板单元角度为(360/n)度,可使所述非充气轮胎受力更加均匀,提高其耐久性。
所述柔辐周辐板2-4沿轮胎径向方向布置为分层结构,例如3层,极大地提高了所述非充气轮胎的承载能力。
所述柔辐周辐板2-4、柔辐侧辐板2-3尖角结合处设置倒角,此设计可有效改善所述非充气轮胎的应力集中现象。
所述柔辐周辐板2-4、柔辐侧辐板2-3厚度设置为相同尺寸,如6mm。
所述柔辐周辐板2-4、柔辐侧辐板2-3支撑部分均采用高模量聚氨酯材料。
所述胎面1-1采用低滚阻橡胶材料,冠带层1-2采用尼龙纤维材料,1号带束层1-3和2号带束层1-4采用钢丝材料。
所述胎面1-1与柔辐外圈2-2结合,柔辐内圈2-1与刚性轮辋3结合,两种接触均采用过盈配合,并用聚氨酯粘合剂进行进一步的粘合。
所述柔性轮辐2采用注射成型方法一次成型,使所述非充气轮胎生产工艺简单、生产效率高,可实现自动化生产。
如图1所示,本发明所述一种具有高缓冲减震性能的柔辐式非充气轮胎,其柔性轮辐2侧辐板设计为波浪线型,极大地提高了所述非充气轮胎的缓冲、减震性能,并降低了所述非充气轮胎柔辐支撑结构的刚度,增大了轮胎接地面积,使接地压力分布更加均匀,提高了所述非充气轮胎的抓地能力。
如图2所示,所述具有一定曲率的波浪线型柔性轮辐2在承受载荷时如同被压缩的弹簧一样,具有极高的承载能力以及良好的减震效果,并且被压缩后会及时回弹,且回弹力会更大,波浪线型柔性轮辐2会把车轮弹性势能转化为汽车前进的动能,为车轮整体起到节能降耗的作用。
如图3所示,所述非充气轮胎的柔性轮辐2由柔辐内圈2-1、柔辐外圈2-2、柔辐侧辐板2-3、柔辐周辐板2-4构成,其中,所述柔辐侧辐板2-3设计为具有一定曲率的波浪线型。在承受载荷时,波浪线型柔性轮辐2会向着固定方向弯曲,避免了相邻辐板相对弯曲而造成磨损破坏的情况。
所述柔辐周辐板2-4、柔辐侧辐板2-3、柔辐内圈2-1、柔辐外圈2-2相互贯通,采用注射成型方法一次成型,生产工艺简单,生产效率高。
如图4所示,本发明所述非充气轮胎的柔辐周辐板2-4设计为分层结构,极大提高了车轮承载能力;且所述非充气轮胎的柔辐周辐板2-4、柔辐侧辐板2-3相接尖角处设置倒角,显著改善了车轮在承受载荷时的应力集中现象,提高了轮胎的疲劳寿命。
如图5所示,本发明所述具有高缓减震性能的柔辐式非充气轮胎胎冠1结构示意图,包括胎面1-1、冠带层1-2、1号带束层1-3、2号带束层1-4;其中胎面1-1包括胎面花纹1-1a、胎面花纹沟1-1b;胎面1-1采用耐磨损、耐湿滑的低滚阻橡胶材料,并利用聚氨酯粘合剂与所述非充气轮胎柔辐外圈2-2进行粘合。
通过仿真分析,与传统同规格充气轮胎和非充气轮胎进行对比:(1)本发明所述非充气轮胎的波浪线型柔辐支撑结构代替了传统充气轮胎的充气压力,避免了传统充气轮胎易爆胎的缺陷。(2)本发明所述非充气轮胎内部支撑结构设计为具有一定曲率的波浪线型柔性轮辐,极大提高了所述非充气轮胎的缓冲减震性能。(3)本发明所述具有一定曲率的波浪线型柔性轮辐,在常用垂向载荷作用下,波浪线型柔性轮辐会向着固定方向弯曲,避免了相邻辐板相对弯曲而造成磨损破坏的情况。(4)本发明所述具有一定曲率的波浪线型柔性轮辐在承受载荷时如同被压缩的弹簧一样,具有极高的承载能力以及良好的减震效果,并且被压缩后会及时回弹,且回弹力会更大,波浪线型柔性轮辐会把车轮弹性势能转化为汽车前进的动能,为车轮整体起到节能降耗的作用。(5)本发明所述波浪线型柔性轮辐降低了车轮辐板刚度,在承受相同载荷时,会使得轮胎接地面积更大、接地压力更加均匀,使轮胎获得优异的抓地能力;(6)本发明所述非充气轮胎的周、侧辐板相接尖角处设置倒角,显著改善了车轮在承受载荷时的应力集中现象,提高了轮胎的疲劳寿命。(7)本发明所述非充气轮胎的周辐板设计为分层结构,极大提高了车轮承载能力;(8)本发明所述非充气轮胎柔性轮辐采用注射成型方法一次成型,生产工艺简单,生产效率高。
以上仅为本发明的优选实施方式,但本发明并不限于实施方式,在不背离本发明技术原理的前提下,本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种具有高缓冲减震性能的柔辐式非充气轮胎,其特征是,从外到内包括:胎冠、聚氨酯材料的柔性轮辐、刚性轮辋,所述的胎冠包括胎面、冠带层、1号带束层、2号带束层,所述胎面包括胎面花纹、胎面花纹沟,所述柔性轮辐包括柔辐内圈、柔辐外圈、柔辐侧辐板、柔辐周辐板,所述的柔辐侧辐板设置为由三段具有一定曲率的弧线构成的波浪线型。
2.根据权利要求1所述的具有高缓冲减震性能的柔辐式非充气轮胎,其特征在于所述的柔辐侧辐板的三段弧线设置为等曲率。
3.根据权利要求2所述的具有高缓冲减震性能的柔辐式非充气轮胎,其特征在于所述的柔辐侧辐板采用环形阵列的方式沿柔辐周辐板圆周方向等间距均匀阵列n组,每组波浪线型柔辐侧辐板单元角度为360/n度。
4.根据权利要求1所述的具有高缓冲减震性能的柔辐式非充气轮胎,其特征在于所述的柔辐周辐板沿轮胎径向方向布置为分层结构。
5.根据权利要求1所述的具有高缓冲减震性能的柔辐式非充气轮胎,其特征在于所述的柔辐侧辐板、柔辐周辐板厚度设置为相同尺寸,并在其尖角结合处设置倒角。
6.根据权利要求1所述的具有高缓冲减震性能的柔辐式非充气轮胎,其特征在于所述的柔辐侧辐板、柔辐周辐板支撑部分均采用高模量聚氨酯材料。
7.根据权利要求1所述的具有高缓冲减震性能的柔辐式非充气轮胎,其特征在于所述的胎冠,其胎面采用低滚阻橡胶材料,其冠带层采用尼龙纤维材料,其1号带束层和2号带束层采用钢丝材料。
8.根据权利要求1所述的具有高缓冲减震性能的柔辐式非充气轮胎,其特征在于所述的胎冠与柔辐外圈结合,其接触采用过盈配合,并用聚氨酯粘合剂进行进一步的粘合。
9.根据权利要求1所述的具有高缓冲减震性能的柔辐式非充气轮胎,其特征在于所述的柔辐内圈与刚性轮辋结合,其接触采用过盈配合,并用聚氨酯粘合剂进行进一步的粘合。
10.根据权利要求1所述的具有高缓冲减震性能的柔辐式非充气轮胎,其特征在于所述的柔性轮辐采用注射成型方法一次成型。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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