CN116373508A - 一种内嵌多气囊式爆胎续行车轮及车辆 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种内嵌多气囊式爆胎续行车轮及车辆，车轮包括轮辋和外胎，还包括沿轮辋的内侧面一周安装固定在轮胎腔内的多个气囊，多个气囊形成一个可径向扩张或收缩的环形体，任一气囊内具有一个独立的第一充气腔且环形体具有预充状态和扩充状态；在预充状态时，环形体的外周面与外胎的内壁面之间具有间隔，以使外胎的内壁面与环形体之间限定出第二充气腔，所有第一充气腔的气压之和与第二充气腔的气压一致；在扩充状态时，第二充气腔的气压减小，所有气囊沿径向扩张至环形体的外周面与外胎的内壁面贴合以填充第二充气腔。在外胎爆胎或遭遇枪击泄气后仍有足够气压支撑车辆重量继续行驶，且行驶性能不降低，有效避免由爆胎引起的交通事故。
Description
技术领域
本发明属于车辆轮胎安全技术领域，具体涉及一种内嵌多气囊式爆胎续行车轮及具有该爆胎续行轮胎的车辆。
背景技术
在战场上激战的军用车辆，最害怕的是被枪击轮胎。轮胎被枪击穿或者被弹片割刺破损，引起迅速泄气甚至车辆瘫痪，使人车都处于极度危险之中。目前，市场上最接近实用的防爆技术是采用轮胎侧壁加强层、胎内支撑物、实心车轮等方案。所述的防爆轮胎侧壁加强层，是在轮胎侧壁内设置硬度及强度均较高的加强层，当轮胎泄气后由加强的轮胎侧壁支撑轮胎继续行驶一段距离。但在正常行驶时的弹性性能和附着性能变差；所述胎内支撑体是在轮胎空腔内安装橡胶或金属支架，在爆胎泄气后由支架支撑车辆重量。胎内支撑体不仅重量大、装卸难，在爆胎后车轮半径的减小使车辆的操控性骤然变差，仍然可能出现车辆失控。所述实心车轮虽然不会爆胎，但其弹性性能、附着性能、高速性能和经济性能等各方面与充气轮胎相比都差很多。现有的防爆胎方案，都存在不能抵御枪弹的多次袭击的缺陷。
为了解决上述技术问题，本发明由此而来。
发明内容
针对上述存在的技术问题至少之一，本发明目的是提供一种内嵌多气囊式爆胎续行车轮及车辆，通过内嵌多气囊，在外胎爆胎或遭遇枪击泄气后仍有足够气压支撑车辆重量继续行驶，且行驶性能不降低，有效的避免由爆胎引起的交通事故。
本发明的技术方案是：
本发明的其中一个目的在于提供一种内嵌多气囊式爆胎续行车轮，所述的车轮包括轮辋和安装在所述轮辋上的外胎，所述外胎与轮辋之间形成轮胎腔，还包括：
多个气囊，沿所述轮辋的内侧面一周安装固定在所述轮胎腔内，所述多个气囊形成一个可径向扩张或收缩的环形体，任一气囊内具有一个独立的第一充气腔且所述环形体具有在外胎未爆破时的预充状态和爆破后的扩充状态；
在预充状态时，所述环形体的外周面与所述外胎的内壁面之间具有间隔，以使所述外胎的内壁面与所述环形体之间限定出第二充气腔，所有所述第一充气腔的气压与所述第二充气腔的气压一致；
在扩充状态时，所述第二充气腔的气压减小，所有气囊沿径向扩张至所述环形体的外周面与所述外胎的内壁面贴合以填充所述第二充气腔。
优选的，还包括：
径向约束件，其套设在所述环形体的外周，所述径向约束件对所述环形体施加使其趋于收缩并抱紧所述轮辋的内侧面的弹性约束力。
优选的，所述径向约束件为弹性箍带。
优选的，所述环形体沿轮辋的轴线方向的至少一端设有导向环，所述导向环随所述环形体收缩而收缩或随所述环形体扩张而扩张。
优选的，所有气囊上均设有进气单向阀和出气单向阀，所有气囊的进气单向阀通过进气管与充气嘴连接，所有气囊的出气单向阀通过出气管与充气嘴连接。
优选的，所有气囊的进气单向阀共用一个进气管，所有气囊的出气单向阀共用一个出气管。
优选的，所述充气嘴与所述第二充气腔的充气嘴共用。
优选的，所述充气嘴通过三通管与所述进气管和出气管连接。
优选的，任一气囊的进气单向阀和出气单向阀设置在其的对应所述轮辋的轴线方向的两端。
本发明的另一个目的在于提供一种车辆，包括上述任一项所述的内嵌多气囊式爆胎续行车轮。
与现有技术相比，本发明的优点是：
本发明的内嵌多气囊式爆胎续行车轮，由于本发明实施例中气囊具有独立的充气腔，当车轮再次遭受枪击，子弹击穿外胎后继续击穿某个（或某几个）气囊，则只有遭受枪击的气囊泄气，其它气囊没有泄气，还会继续膨胀，再次充满第二充气腔。轮胎气压也只会再次略降，足够的气压仍然能够支撑车辆重量，轮胎功能仍然存在，车轮半径只会有可以忽略不计的减小，不会明显影响车辆的转向制动与操控性能，车轮具有抵御枪弹的多次袭击的优点。通过内嵌多气囊，在外胎爆胎或遭遇枪击泄气后仍有足够气压支撑车辆重量继续行驶，且行驶性能不降低，有效的避免由爆胎引起的交通事故。
附图说明
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：
图1为本发明实施例的内嵌多气囊式爆胎续行车轮的未爆胎时气囊预充状态时的轴向结构示意图；
图2为本发明实施例的内嵌多气囊式爆胎续行车轮的爆胎时气囊扩张时的轴向结构示意图；
图3为本发明实施例的内嵌多气囊式爆胎续行车轮的未爆胎时气囊预充状态时的剖切结构示意图；
图4为本发明实施例的内嵌多气囊式爆胎续行车轮的爆胎时气囊扩张时的剖切结构示意图；
图5为本发明实施例的内嵌多气囊式爆胎续行车轮的充气管路的结构示意图。
其中：1、外胎；2、气囊；3、径向约束件；4、轮辋；5、轮辐；6、导向环；7、车轮螺栓孔；8、轮胎腔；9、进气管；10、进气单向阀；11、出气管；12、出气单向阀；13、三通管；14、充气嘴。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
实施例1
参见图1至图5，本发明实施例的一种内嵌多气囊式爆胎续行车轮，包括轮辋4和安装在轮辋4上的外胎1，外胎1与轮辋4之间形成轮胎腔8。还包括安装在轮胎腔8内的并沿轮辋4的内侧面一周分布的多个气囊2。多个气囊2形成一个可径向扩张或收缩的环形体。任一气囊2内具有一个独立的第一充气腔且环形体具有在外胎1未爆破时的预充状态和爆破后的扩充状态。预充状态时，环形体的外周面与外胎1的内壁面之间具有间隔，以使外胎1的内壁面与环形体之间限定出第二充气腔，所有第一充气腔的气压与第二充气腔的气压一致。在扩充状态时，第二充气腔的气压减小，所有气囊2沿径向扩张至环形体的外周面与外胎1的内壁面贴合以填充第二充气腔。由于第二充气腔内形成有气压且与所有气囊2的第一充气腔内的气压相等，也即轮胎腔8内的气压保持平衡，使得多个气囊2受到第二充气腔内的气压作用保持在预充状态，当外胎1刺破或被子弹击穿而爆破时，第二充气腔内的气压泄漏导致第二充气腔内气压下降，此时轮胎腔8内的气压平衡被打破，所有第一充气腔的气压大于第二充气腔的气压，由于压差的原因，使得气囊2自动朝向第二充气腔扩张并填充第二充气腔。此时虽然有充气压力的下降，但仍能够继续支撑车辆的重量，车轮半径几乎不变，车辆的行驶性能与操控性能不受影响。由于本发明实施例中气囊2具有独立的充气腔，当车轮再次遭受枪击，子弹击穿外胎1后继续击穿某个或某几个气囊2，则只有遭受枪击的气囊2泄气，其它气囊2没有泄气，还会继续膨胀，再次充满第二充气腔。轮胎气压也只会再次略降，足够的气压仍然能够支撑车辆重量，轮胎功能仍然存在，车轮半径只会有可以忽略不计的减小，不会明显影响车辆的转向制动与操控性能。也即说明本发明实施例的车轮具有抵御枪弹的多次袭击的优点。本发明实施例的气囊2的数量不做特别限定，根据轮辋4的内径以及气囊2的尺寸选择设计，本发明的一些实施例中，气囊2的数量为二十四个，此外，多个气囊2可以直接相连固定在一体也即每个气囊2的外壁与相邻的气囊2的外壁为一体，也可以通过连接件比如弹性带连接，本发明实施例优选为多个气囊2直接相连固定在一体。此外，每个气囊2内充入的气压和第二充气腔内的气压等于车辆正常行驶所规定的充气压力，此由车辆生产厂家规定，在此不做描述和限定。
根据本发明的一些优选实施例，如图1和图2所示，还包括径向约束件3。径向约束件3套设在环形体的外周，径向约束件3对环形体施加使其趋于收缩并抱紧轮辋4的内侧面的弹性约束力。优选的，径向约束件3为弹性箍带。环绕在环形体的外周。对于弹性箍带可以为一个完整的环形的弹性箍带，也可以为多个条状的弹性箍带连接形成一个环形。
根据本发明的一些优选实施例，如图5所示，每个气囊2成大致腰型。如图1和图2所示，环形体沿轮辋4的轴线方向的至少一端设有导向环6。本发明的优选实施例中，环形体的两端均设有导向环6。需要说明的是，导向环6具有弹性，能够随环形体收缩而收缩或随所述环形体扩张而扩张。导向环6的设置，可以使气囊2在安装和膨胀时保持整齐的排布和正确的位置。
根据本发明的一些优选实施例，如图1至图2和图5所示，所有气囊2上均设有进气单向阀10和出气单向阀12，所有气囊2的进气单向阀10通过进气管9与充气嘴14连接，所有气囊2的出气单向阀12通过出气管11与充气嘴14连接。优选的，所有气囊2的进气单向阀10共用一个进气管9，所有气囊2的出气单向阀12共用一个出气管11。气囊2的充气嘴14与第二充气腔的充气嘴14共用，也就是说无论是轮胎还是气囊2，仅仅采用一个充气嘴14进行充气，结构简单，成本更低。更具体的，充气嘴14通过三通管13与进气管9和出气管11连接。由于第二充气腔和第一充气腔使用同一充气嘴14充气，充气后第二充气腔的气压Pt与第一充气腔的气压Pn平衡相等。当外胎1爆胎或遭遇枪击泄气后，气压Pt = 0。气囊2在其内压Pn作用下就会自动膨胀，直到填充第二充气腔也即充满整个轮胎腔8。此时气囊2腔内的压力为Pn＇，Pn＇约为未爆胎时胎压Pn的50~80%，仍能支撑车辆的重量，且轮胎半径几乎没有变化。车辆行驶性能和操控性能不受影响，仍可以继续正常行驶。任一气囊2的进气单向阀10和出气单向阀12设置在其的对应轮辋4的轴线方向的两端也即如图所示的气囊2的左右两端。进气单向阀10和出气单向阀12设置在气囊2的两端，便于气囊2的安装，便于进气管9和出气管11的布置设计，可以避免安装在同一端造成一端所需的安装空间更大，同时也提高了美观度。
需要说明的是，本发明实施例中，环形体处于预充状态时，气囊2、径向约束件3、导向环6均与外胎1的内表面留有间隙，不会影响轮胎的正常滚动运行。
本发明的一个示例中，车轮的轮胎参数如下：编号 275/65 R17，规定公路充气压力 350kpa，非公路充气压力100kpa。额定载荷1160kg。轮胎腔8的总容积V0=84L。设计气囊2有24个，每个气囊2自由状态也即未充气时的容积V2=2.3L。气囊2的材料为半热塑型聚氨酯弹性TPU。
24个气囊2的总容积为：V1=2.3*24=55.2L，占轮胎腔8总容积比：55.2/84=65.7%。
故外胎1被击穿泄气后，气囊2撑起的轮胎压力为350*65.7%=230kpa。
一个气囊2被击穿泄气后的充气压力为：230*23/24=220kpa；
两个气囊2被击穿泄气后的充气压力为：230*22/24=210kpa。其余数量的气囊被击穿时依此类推。
实施例2
本发明实施例提供了一种车辆，包括实施例1的内嵌多气囊2式爆胎续行车轮。如图1和图2所示，车轮的轮辋4中间设有轮辐5，轮辐5中间位置开有车轮螺丝孔。由于具备了实施例1中的爆胎续行车轮，故而至少具有上述实施例的爆胎续行车轮的有益效果，此处不再赘述。
应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。
Claims (10)
1.一种内嵌多气囊式爆胎续行车轮，所述的车轮包括轮辋和安装在所述轮辋上的外胎，所述外胎与轮辋之间形成轮胎腔，其特征在于，还包括：
多个气囊，沿所述轮辋的内侧面一周安装固定在所述轮胎腔内，所述多个气囊形成一个可径向扩张或收缩的环形体，任一气囊内具有一个独立的第一充气腔且所述环形体具有在外胎未爆破时的预充状态和爆破后的扩充状态；
在预充状态时，所述环形体的外周面与所述外胎的内壁面之间具有间隔，以使所述外胎的内壁面与所述环形体之间限定出第二充气腔，所有所述第一充气腔的气压与所述第二充气腔的气压一致；
在扩充状态时，所述第二充气腔的气压减小，所有气囊沿径向扩张至所述环形体的外周面与所述外胎的内壁面贴合以填充所述第二充气腔。
2.根据权利要求1所述的内嵌多气囊式爆胎续行车轮，其特征在于，还包括：
径向约束件，其套设在所述环形体的外周，所述径向约束件对所述环形体施加使其趋于收缩并抱紧所述轮辋的内侧面的弹性约束力。
3.根据权利要求2所述的内嵌多气囊式爆胎续行车轮，其特征在于，所述径向约束件为弹性箍带。
4.根据权利要求1所述的内嵌多气囊式爆胎续行车轮，其特征在于，所述环形体沿轮辋的轴线方向的至少一端设有导向环，所述导向环随所述环形体收缩而收缩或随所述环形体扩张而扩张。
5.根据权利要求1所述的内嵌多气囊式爆胎续行车轮，其特征在于，所有气囊上均设有进气单向阀和出气单向阀，所有气囊的进气单向阀通过进气管与充气嘴连接，所有气囊的出气单向阀通过出气管与充气嘴连接。
6.根据权利要求5所述的内嵌多气囊式爆胎续行车轮，其特征在于，所有气囊的进气单向阀共用一个进气管，所有气囊的出气单向阀共用一个出气管。
7.根据权利要求5或6所述的内嵌多气囊式爆胎续行车轮，其特征在于，所述充气嘴与所述第二充气腔的充气嘴共用。
8.根据权利要求7所述的内嵌多气囊式爆胎续行车轮，其特征在于，所述充气嘴通过三通管与所述进气管和出气管连接。
9.根据权利要求5所述的内嵌多气囊式爆胎续行车轮，其特征在于，任一气囊的进气单向阀和出气单向阀设置在其的对应所述轮辋的轴线方向的两端。
10.一种车辆，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的内嵌多气囊式爆胎续行车轮。
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