CN210970563U - 车轮的轮胎、车轮及车辆 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种车轮的轮胎、车轮及车辆。所述轮胎包括胎冠面胶层与带束层，所述轮胎还包括用于对所述轮胎的胎面进行加热电热材料层以及与所述电热材料层电连接的第一导电胶层，所述电热材料层设置在所述胎冠面胶层与带束层之间，所述第一导电胶层设置在所述胎冠面胶层与所述电热材料层之间，且所述第一导电胶层至少部分延伸至所述胎冠面胶层的外表面。这样，无需跑圈，能够在车辆静止情况下，在原地对轮胎的胎面进行主动加热，此外，由于第一导电胶层部分延伸至胎冠面胶层的外表面，当电热材料层不工作时，该外露部分的第一导电胶层能够将轮胎的静电导出至地面，使得轮胎具有较好的导电性能。

Description

车轮的轮胎、车轮及车辆

技术领域

本公开涉及车辆技术领域，具体地，涉及一种车轮的轮胎、车轮及车辆。

背景技术

通常，在某些特定的环境中，车辆启动之前，需要对车轮的轮胎进行暖胎。例如，在比赛之前通过跑圈对轮胎进行暖胎，以提升其抓力效果，或在冰天雪地温度较低的情况下，需要对轮胎进行暖胎，以融化胎面的结冰，提高冰雪路面行驶的安全性。然而，现有通过跑圈达到暖胎的效果，暖胎效果不理想。

实用新型内容

本公开的目的是提供一种车轮的轮胎、车轮及车辆，该车轮的轮胎暖胎效果较为理想。

为了实现上述目的，本公开提供一种车轮的轮胎，该轮胎的内部设置有电热材料层，以用于对所述轮胎的胎面进行加热。

可选地，所述电热材料层设置在该轮胎的胎冠面胶层与带束层之间，且所述胎冠面胶层与所述电热材料层之间设置有第一导电胶层，所述第一导电胶层与所述电热材料层电连接，且所述第一导电胶层部分延伸至所述胎冠面胶层的外表面。

可选地，所述轮胎的胎侧面胶与胎体帘布层之间设置有第二导电胶层，所述第二导电胶层与所述电热材料层电连接，所述第二导电胶层用于与车轮的轮辋相连。

可选地，所述轮胎设置有用于检测所述轮胎的胎面的温度的温度传感器。

可选地，所述温度传感器设置于轮胎的内衬层的表面且位于所述轮胎的宽度方向的中心面。

可选地，所述电热材料层采用一体成型工艺成型在所述车轮的所述胎冠面胶层与所述带束层之间，在所述轮胎的周向方向上，所述电热材料层与所述胎冠面胶层的长度相等；在所述轮胎的宽度方向上，所述电热材料层与所述胎冠面胶层的宽度之比为1:2～3:5，且所述电热材料层的宽度方向的中心线与所述胎冠面胶层的宽度方向的中心线对齐。

根据本公开的另一方面，提供一种车轮，该车轮包括上述的轮胎，所述车轮的轮辋与所述电热材料层导电连接。

根据本公开的又一方面，提供一种车辆，该车辆包括上述的车轮。

可选地，所述车辆包括控制器、继电器和用于检测所述轮胎的胎面的温度的温度传感器，所述继电器与所述电热材料层电连接，所述控制器根据所述温度传感器的检测结果，通过所述继电器控制所述电热材料层的电流的通断。

可选地，所述车辆还设置有红外线探温器，以用于检测所述轮胎的胎面的温度及磨损情况。

可选地，所述红外线探温器设置在所述车辆的车轮轮罩的下表面，以检测所述轮胎的花纹块顶部和花纹沟底部的高度差。

在本公开提供的轮胎中，无需跑圈，能够在车辆静止情况下，在原地对轮胎的胎面进行主动加热。这样，当应用在比赛中时，在未出发前，即可通过电热材料层提前对轮胎加热，进行暖胎，获得较好的暖胎效果，使得轮胎获得理想的温度，从而获得更好的抓地力，使赛车行驶更稳定更安全，也能使过弯更顺畅，出弯速度更快，减少打滑现象，有利于提升比赛成绩。当应用在如冰天雪地等低温的环境，可通过电热材料层快速暖胎，从而快速融化胎面结冰，提高轮胎的防护性能等。

另外，当无需对轮胎的胎面加热，或需要停止对胎面继续加热时，可根据需要断开提供给电热材料层的电能，以断开电热材料层对胎面的加热工作，从而能够使得轮胎的胎面的温度始终保持在理想的范围之内。

此外，由于第一导电胶层部分延伸至胎冠面胶层的外表面，即，延伸至轮胎的外表面，能够与地面接触。这样，当电热材料层不工作时，该外露部分的第一导电胶层能够将轮胎的静电导出至地面，使得轮胎具有较好的导电性能，使得该轮胎不仅是一款可以主动加热的轮胎，而且是导电性能优异的轮胎。

本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：

图1是本公开一种实施方式的车轮的轮胎的局部断面示意图；

图2是本公开一种实施方式的车轮的轮胎的纵向截面结构示意图；

图3是图2中A部分的放大示意图；

图4是图2中B部分的放大示意图；

图5是本公开一种实施方式的轮胎的胎冠的局部结构示意图，其中，示出了第一导电胶层和胎冠面胶层；

图6是本公开一种实施方式的轮胎的胎侧的局部结构示意图，其中，示出了第二导电胶层和胎侧面胶层；

图7是本公开一种实施方式的车轮的纵向截面结构示意图，其中，电热材料层处于工作状态，箭头方向示出了车轮的电流传输的路径；

图8是本公开一种实施方式的车轮的纵向截面结构示意图，其中，电热材料层处于非工作状态，箭头方向示出了车轮的静电导出的路径；

图9是本公开一种实施方式的设置有红外线探温器的车辆的局部结构示意图，其中示出了车轮和车轮轮罩；

图10是本公开一种实施方式的利用红外线探温器检测车轮的轮胎的磨损情况的工作原理图；

图11是现有技术提供的轮胎的胎冠的局部结构示意图；

图12是现有技术提供的轮胎的胎侧的局部结构示意图。

附图标记说明

10-轮胎；11-胎冠；111-胎冠面胶层；112-第一导电胶层；113-带束层；12-胎侧；121-胎侧面胶层；122-第二导电胶层；13-胎体帘布层；14-内衬层；15-花纹块；16-花纹沟；17-现有技术的胎冠底胶；20-电热材料层；30-轮辋；40-温度传感器；50-红外线探温器；100-车轮；200-车轮轮罩；H1-红外线探温器的检测位置到轮胎的花纹沟底部的距离；H2-红外线探温器的检测位置到轮胎的花纹块顶部的距离。

具体实施方式

以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。

在本公开中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“内、外”是指相关零部件的内、外。

如图1至8所示，根据本公开的一方面，提供一种车轮的轮胎10，该轮胎10的内部设置有电热材料层20，以用于对轮胎10的胎面进行加热，主要是用于对轮胎10的胎冠面胶层111进行加热，起到暖胎效果。

通过设置电热材料层20，当需要给轮胎10加热时，可利用车辆自带电源或单独设置电源，利用有线或无线技术给电热材料层20提供电能，通过电热材料层20将电能转换为热能，间接地给轮胎10的胎面加热。

与现有技术只能通过跑圈加热轮胎的方式相比，在本公开提供的轮胎10中，无需跑圈，能够在车辆静止情况下，在原地对轮胎10的胎面进行主动加热。这样，当应用在比赛中时，在未出发前，即可通过电热材料层20提前对轮胎10加热，进行暖胎，获得较好的暖胎效果，使得轮胎10获得理想的温度，从而获得更好的抓地力，使赛车行驶更稳定更安全，也能使过弯更顺畅，出弯速度更快，减少打滑现象，有利于提升比赛成绩。当应用在如冰天雪地等低温的环境，可通过电热材料层20快速暖胎，从而快速融化胎面结冰，提高轮胎10的防护性能等。

另外，当无需对轮胎10的胎面加热，或需要停止对胎面继续加热时，可根据需要断开提供给电热材料层20的电能，以断开电热材料层20对胎面的加热工作，从而能够使得轮胎10的胎面的温度始终保持在理想的范围之内。

综上可知，本公开提供的车轮100的轮胎10有利于扩大四季胎及夏季胎的使用范围，尤其是用于雪地胎时，能够提高雪地胎的耐磨性等性能。

本公开对电热材料层20采用的发热材料不作限制。在本公开的一种实施方式中，电热材料层20的发热材料可采用石墨制成。在本公开的其他方式中，电热材料层20可采用发热合金等。

此外，本公开对电热材料层20在轮胎10上的安装位置不作限制，只要电热材料层20能够实现对轮胎10的胎面进行加热即可。在本公开的一种实施方式中，可选地，如图2和图3所示，电热材料层20可设置在该轮胎10的胎冠面胶层111与带束层113之间，且轮胎10的胎冠面胶层111与电热材料层20之间设置有第一导电胶层112，第一导电胶层112与电热材料层20电连接，以向电热材料层20导电，且第一导电胶层112部分延伸至胎冠面胶层111的外表面。

在本实施方式中，第一导电胶层112可通过导线等连接结构与电源相连，以向电热材料层20供电，实现电热材料层20的加热。由于第一导电胶层112部分延伸至胎冠面胶层111的外表面，即，延伸至轮胎10的外表面，能够与地面接触。这样，当电热材料层20不工作时，该外露部分的第一导电胶层112能够将轮胎10的静电导出至地面，使得轮胎10具有较好的导电性能，使得该轮胎10不仅是一款可以主动加热的轮胎10，而且是导电性能优异的轮胎10。

具体安装时，可在轮胎10成型阶段将电热材料层20压入车轮100的胎冠面胶层111与带束层113之间，并通过例如硫化工艺将其固定在轮胎10的内部，也就是说，电热材料层20可采用一成型工艺设置在轮胎10的胎冠面胶层111与带束层113之间，以将电热材料层20可靠设置于轮胎10。

在本公开中，对电热材料层的20的尺寸不作限制。在一种实施方式中，在轮胎10的周向方向上，电热材料层20与胎冠面胶层111的长度相等，即，电热材料层20的周长与胎冠面胶层111的周长相等。这样，保证了电热材料层20在周向上对每段对应的胎冠面胶层111进行加热，有利于提升加热效果。另外，在轮胎10的宽度方向上，电热材料层20与胎冠面胶层111的宽度之比为1:2～3:5，可选地，电热材料层20的宽度方向的中心线与胎冠面胶层111的宽度方向的中心线对齐。通常，由于胎冠面胶层111在宽度方向上存在一定的弧度，接地宽度小于本身的宽度，故电热材料层20的宽度可稍小于胎冠面胶层111的宽度。上述宽度之比，既能够避免出现电热材料层20的宽度过小而导致不能对胎冠面胶层111有效加热的情况，也能够避免出现因宽度过大而造成材料浪费的情况，同时，也能避免电热材料层20的宽度过大与轮胎20的胎面与胎侧之间的圆弧部(胎肩)形成干涉。

另外，可选地，电热材料层20的厚度为5mm-8mm，以在节约材料的同时具有较好的加热效果。

在本公开的一种实施方式中，在轮胎10的周向方向上，第一导电胶层112可与胎冠面胶层111的长度相等，即，第一导电胶层112的周长可与胎冠面胶层111的周长相等。另外，在轮胎10的宽度方向上，第一导电胶层112可与胎冠面胶层111的宽度相等。

如图2和图4所示，在本公开的一种实施方式中，轮胎10的胎侧面胶121与胎体帘布层13之间可设置有第二导电胶层122。其中，第二导电胶层122能够与电热材料层20电连接，第二导电胶层122用于与车轮100的轮辋30相连。这样，可将轮辋30与电源导电连接，使得电流依次经过轮辋30和第二导电胶层122传输至电热材料层20。可省去额外设置导线去给电热材料层20供电，有利于简化轮胎10的结构和避免对轮胎10行驶的影响。在本公开的其他实施方式中，第一导电胶层112和第二导电胶层122可为一体结构。

此外，需要说明的是，本公开对电流的传输路径不作限制，可以是任意适当的传递路径，例如，电热材料层20可与设置于车轮100或车身的电源采用蓝牙等无线连接，这样，即便不设置第二导电胶层122，同样能够将电流传输至电热材料层20。

可选地，本公开的第一导电胶层112和第二导电胶层122可以通过对轮胎10常用的底胶增加炭黑含量得到，例如在如图11所示的现有技术的胎冠底胶17中增加炭黑含量能够使其具有导电功能。

为了便于监控轮胎10的温度，以使轮胎10保持在理想的温度值，如图2和图3所示，在本公开中，车轮100的轮胎10设置有温度传感器40，以用于检测轮胎10的胎面的温度。

通过在轮胎10上设置温度传感器40以监控其温度，根据检测的值，适时地给设置于轮胎10的电热材料层20通断电，避免轮胎10在过高的温度下工作或在过低的温度(不满足工作要求的温度)下工作。这样，基于各种环境，均可有利于保证轮胎10的温度始终能够保持在所需要的温度范围内。

其中，可选地，温度传感器40可设置于轮胎10的内衬层14的表面且位于轮胎10的宽度方向的中心面。即，温度传感器40设置在轮胎10的胎面中心线的正下方。这样布置的好处在于，一方面可以尽量降低因将温度传感器40设置在轮胎10上而导致车轮100质量不均匀问题带来的影响，尽量避免轮胎10动平衡的问题。且由于轮胎10的外面的温度可近似等于轮胎10内部的温度，温度传感器40能够检测到较为准确的温度值。另一方面，当车轮100的轮胎10与轮辋30装配到位后，温度传感器40位于车轮100的内部，能够避免外界环境对温度传感器40造成影响，起到对温度传感器40的保护作用。

这里需要说明的是，本公开对温度传感器40的安装位置不作限制，除了设置于上述的轮胎10的内衬层14之外，在本公开的其他实施方式中，还可设置车轮100的任意适当的位置，例如，集成在轮胎10胶层之间。

本公开对轮胎10的具体结构不作限制，在一种实施方式中，如图3所示，对于轮胎10的胎冠11，从外至内，可依次具有胎冠面胶层111、第一导电胶层112(即胎冠底胶层)、电热材料层20、两层带束层113及内衬层14。如图4所示，对于轮胎10的胎侧12，从外至内，可依次具有胎侧面胶层121、第二导电胶层122(即胎侧底胶层)、两层胎体帘布层13及内衬层14。即，该轮胎10的胎冠11和胎侧12可具有共用的两层胎体帘布层13及内衬层14，胎冠11的冠面胶层111可与胎侧12的侧面面胶层121相接。

在本实施方式，当电热材料层20工作时，如图5所示，轮胎10的电流路径可以为：第二导电胶层122(与车轮100的轮辋30电连接)→胎侧12的带束层113→电热材料层20，从而向电热材料层20供电。当电热材料层20不工作时，轮胎10的静电可通过第一导电胶层112导处置地面，实现对轮胎10的静电释放。

如图5和图11所示，与现有的轮胎相比，本公开提供的轮胎10的第一导电胶层112(即胎冠底胶层)采用高导电性的胶料，并延伸至胎面中心，有利于将静电导出至地面。如图6和图12所示，本公开的轮胎10的胎侧12增加一层能够导电的第二导电胶层122(即胎侧底胶)，通过第二导电胶层122可将电流传输给电热材料层20。

如图7所示，根据本公开的另一方面，提供了一种车轮100，该车轮100可包括上述的轮胎10。其中，车轮100的轮辋30可与电热材料层20导电连接，以用于向电热材料层20电连接。通过上文论述可知，车轮100上还可形成其他的导电路径，例如可将电热材料层20通过导线与供电电源电连接。

如图9所示，根据本公开的又一方面，提供一种车辆，该车辆包括上述的车轮100。

可选地，该车辆包括控制器(未图示)、继电器(未图示)和用于检测轮胎10的胎面的温度的温度传感器40，继电器与电热材料层20导电连接，控制器根据温度传感器40的检测结果，通过继电器控制电热材料层20的电流的通断。这样，控制器、继电器、温度传感器40、车轮100的轮辋30、导电胶层等形成对电热材料层20的进行温度控制的温控系统，控制电热材料层20的电流的及时开断，从而及时实现对轮胎10温度的主动调节。且当电热材料层20不工作时，可通过第一导电胶层112将轮胎10中的静电导出至地面。可选地，该车辆还包括温控开关(未图示)，控制器根据温度传感器40的检测结果，控制温控开关的打开和闭合，从而控制继电器的衔铁接触或分离，从而控制电流的通断。

本公开对继电器和控制器在车辆上的位置不作限制，可以是任意适当的地方，例如，可将该控制器集成至车辆的ECU控制器。可将继电器设置在车身上。

如图9所示，在本公开的一种实施方式中，该车辆还可设置有红外线探温器50，以用于检测轮胎10的胎面的温度及磨损情况。

可选地，如图9和图10所示，可将红外线探温器50固定(例如粘接或螺接等)在车轮轮罩200的下表面，以检测轮胎10的花纹块15顶部和花纹沟16底部的高度差。这样，在本实施方式中，红外线探温器由于不会受到轮胎10变形等因素的影响，因此能够更加准确地监测胎面的温度变化情况，从而有利于及时控制对轮胎10的放电和断电，以达到智能控制轮胎10的胎面的温度的目的。而且，由于将红外线探温器50设置于车身，不会对车轮100的运动起到影响，例如，不会影响到轮胎10的动平衡，因而不会出现因设置红外线探温器50而造成的车轮100行驶抖动的问题。

在本实施方式中，红外线探温器50可集成红外线测距功能，以实时监测轮胎10的磨损情况，保证轮胎10的及时更换，保证车辆驾乘的安全性。

具体地，如图10所示，红外线探温器可通过测量轮胎10的花纹块15顶部和花纹沟16底部的高度差，以检测出轮胎10的胎面的磨损情况。具体测量时，可测量红外线探温器50的检测位置到轮胎10的花纹沟16底部的距离H1，测量红外线探温器50的检测位置到轮胎10的花纹块15顶部的距离H2，然后将两个距离值相减，即可得到轮胎10的花纹块15顶部和花纹沟16底部的高度差。通过实时监测轮胎10沟深，间接实时监测轮胎10的磨耗情况，方便准确。

需要说明的是，本公开对红外线探温器50设置在车身上的位置不作限制。下面，结合附图将简要介绍对本公开一种实施方式的车轮100的轮胎10加热的工作原理及过程：

如图7所示，车载电源可通过导线与继电器和轮辋30(例如铝轮)连接，电流通过轮辋30和轮胎接触的胎圈部位，沿着设置于胎侧12的第二导电胶层122输送到带束层113，再由带束层113将电流输送给电热材料层20，以对电热材料层20提供电能，电热材料层20的发热介质石墨通电产生热量将电能转化为热能，实现对轮胎10的胎面(主要是对胎冠面胶)加热。当达到一定温度后，贴附在轮胎10内侧的温度传感器40将信号传给控制器，控制器根据该信号，控制温控开关的打开和闭合，从而控制继电器的衔铁接触或分离，间接控制电流的通断，从而实现电热材料层20在低温下工作，在高温下不工作，保持轮胎10的胎面始终保持在最适合的使用温度范围内工作。如图8所示，当电热材料层20不工作时，轮胎10的静电可通过第一导电胶层112导出至地面。

以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。

Claims (10)

1.一种车轮的轮胎，所述轮胎(10)包括胎冠面胶层(111)与带束层(113)，其特征在于，所述轮胎(10)还包括用于对所述轮胎(10)的胎面进行加热的电热材料层(20)以及与所述电热材料层(20)电连接的第一导电胶层(112)，所述电热材料层(20)设置在所述胎冠面胶层(111)与带束层(113)之间，所述第一导电胶层(112)设置在所述胎冠面胶层(111)与所述电热材料层(20)之间，且所述第一导电胶层(112)至少部分延伸至所述胎冠面胶层(111)的外表面。

2.根据权利要求1所述的轮胎，其特征在于，所述轮胎(10)的胎侧面胶(12)与胎体帘布层(13)之间设置有第二导电胶层(122)，所述第二导电胶层(122)与所述电热材料层(20)电连接，所述第二导电胶层(122)用于与车轮(100)的轮辋(30)相连。

3.根据权利要求1或2所述的轮胎，其特征在于，所述轮胎(10)设置有用于检测所述轮胎(10)的胎面的温度的温度传感器(40)。

4.根据权利要求3所述的轮胎，其特征在于，所述温度传感器(40)设置于轮胎(10)的内衬层(14)的表面且位于所述轮胎(10)的宽度方向的中心面。

5.根据权利要求1所述的轮胎，其特征在于，所述电热材料层(20)采用一成型工艺设置在所述轮胎(10)的所述胎冠面胶层(111)与所述带束层(113)之间，在所述轮胎(10)的周向方向上，所述电热材料层(20)与所述胎冠面胶层(111)的长度相等；在所述轮胎(10)的宽度方向上，所述电热材料层(20)与所述胎冠面胶层(111)的宽度之比为1:2～3:5，且所述电热材料层(20)的宽度方向的中心线与所述胎冠面胶层(111)的宽度方向的中心线对齐。

6.一种车轮，其特征在于，该车轮(100)包括权利要求1-5中任一项所述的轮胎(10)，所述车轮(100)的轮辋(30)与所述电热材料层(20)导电连接。

7.一种车辆，其特征在于，该车辆包括权利要求6所述的车轮(100)。

8.根据权利要求7所述的车辆，其特征在于，所述车辆包括控制器、继电器和用于检测所述轮胎(10)的胎面的温度的温度传感器(40)，所述继电器与所述电热材料层(20)电连接，所述控制器根据所述温度传感器(40)的检测结果，通过所述继电器控制所述电热材料层(20)的电流的通断。

9.根据权利要求7所述的车辆，其特征在于，所述车辆还设置有红外线探温器(50)，以用于检测所述轮胎(10)的胎面的温度及磨损情况。

10.根据权利要求9所述的车辆，其特征在于，所述红外线探温器(50)设置在所述车辆的车轮轮罩(200)的下表面，以检测所述轮胎(10)的花纹块(15)顶部和花纹沟(16)底部的高度差。

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