CN211493544U - 一种拱形结构非充气轮胎 - Google Patents

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张子峰
赵强
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Abstract

本实用新型提供了一种拱形结构非充气轮胎,涉及轮胎领域。沿径向由外到内依次包括胎冠、支撑总承部、轮毂贴合套;所述胎冠由外至内依次包括胎面、冠带层、#1支撑层和#2支撑层;所述支撑总承部主要包括内拱形辐板、外拱形辐板、圆柱分载体、连接辐板、弧形加强辐板;所述胎冠采用压模硫化的工艺方法和所述支撑总承部粘结在一起;所述支撑总承部和所述轮毂贴合套直接采用高模量热塑性聚氨酯材料浇注成形,具有橡胶弹性的同时亦具有塑料的强度。本实用新型所述的一种拱形结构非充气轮胎,通过采用特殊结构的支撑总承部,在提高轮胎承载能力的同时,进一步提高轮胎抗震的能力,能够显著的提高汽车行驶的舒适性能。

Description

一种拱形结构非充气轮胎
技术领域
本实用新型涉及轮胎技术领域,特别涉及一种能够有效抗震和承载能力大的非充气轮胎。
背景技术
自充气轮胎诞生以来,其低能量损失、低接触压力、低刚度等优势决定了其在汽车轮胎发展史上长时间占据着主流的地位,先后相继诞生了无内胎轮胎、子午线轮胎、跑气保用轮胎等多种新技术,但是不可避免的是,它们都需要依靠空气支撑车辆的重量和增加轮胎弹性,由于轮胎是车辆和地面接触的唯一的部分,如何保证轮胎的稳定性是保证整个汽车安全行驶的关键,但随着汽车产业的高速发展,传统的充气轮胎在可靠性、耐用性、维护性等方面的弊端日益显露出来,漏气、爆胎、橡胶材料的磨损以及轮胎气压的不稳定都成为人们广泛关注的安全隐患,由这些因素所导致的交通事故每年都占有很高的比列;另外在军事领域,传统的充气轮胎适应战场多变环境的能力差,不能很好地满足特种作战车辆的需要;为了避免这些传统充气轮胎所具有的缺陷,发展新型的非充气轮胎开始受到广泛关注。
2005年,米其林公司率先提出Tweel非充气轮胎,它包括轮毂、聚氨酯轮辐、剪切带和胎面胶等,从此拉开了对非充气轮胎研究的序幕。采用新型材料的非充气轮胎不再依靠空气作为支撑体,具有了防扎、防爆的性能的同时其在安全性、稳定性、承载性等方面的优势显著,并且能够很好的满足了一些特种车辆的使用需求,但是在如何有效提高承载能力,有效的减轻震动,提高行驶舒适性的方面还存在明显的不足,这也是其目前难以广泛应用在普通乘用车领域的一大障碍。
通过查阅相关资料发现,拱形结构能够实现减震的同时具有很好的承载能力,例如赵州桥在主拱的两端分别设计有一大一小两个拱形结构,有效的分担了桥面的压力,经历了一千多年,依然屹立不倒;保存至今古罗马斗兽场同样采用大拱、小拱叠加的建筑风格。这两个古建筑的建筑理念为本实用新型提供了重要思路。
实用新型内容
针对上述所提到的问题,本实用新型提供了一种拱形结构非充气轮胎,在防扎、防爆和有效提升承载能力的同时也进一步提升了轮胎的减震性能。
本实用新型是通过以下技术手段实现上述技术目的。
一种拱形结构非充气轮胎沿径向由外到内依次包括胎冠、支撑总承部、轮毂贴合套;所述胎冠主要包括胎面、冠带层、#1支撑层和#2支撑层;所述支撑总承部主要包括内拱形辐板、外拱形辐板、圆柱分载体、连接辐板、弧形加强辐板。
所述胎面采用胎面胶制成,胎面胶采用NR、IR、BR、SBR四元共混胎面胶,提高轮胎的耐磨耗性、耐刺扎性、耐热性。
所述冠带层以尼龙为材料,所述#1支撑层和所述#2支撑层以钢丝为材料,分层嵌入所述胎冠中。
所述胎冠采用压模硫化的工艺和所述支撑总承部很好的粘结在一起。
所述支撑总承部和所述轮毂贴合套直接采用高模量热塑性聚氨酯材料浇注成形为一体,所述支撑总承部内拱形辐板作为第一受力承载单元直接和所述轮毂贴合套连接。
所述支撑总承部外拱形辐板作为第二受力承载单元,其顶点和所述内拱形辐板的顶点相连接,承受由所述内拱形辐板传递下来的载荷;由于所述内拱形辐板首先承受载荷,为加强其承受载荷的能力,所以设计的整体轮廓比所述外拱形辐板的整体轮廓要小;所述内拱形辐板和外拱形辐板采用顶点相对连接,有效利用所述内拱形辐板和外拱形辐板在受力时结构上的变形的特性,很好的实现缓冲减震和提高承载能力的目的。
所述支撑总承部所述内拱形辐板和所述外拱形辐板的半椭圆宽度为5mm。
为了进一步的提高承载能力,加强减震效果,所述支撑总承部的所述内拱形辐板和所述外拱形辐板分别同时通过所述连接辐板、弧形加强辐板和所述圆柱分载体相连接;所述连接辐板和所述圆柱分载体的组合,能够在所述内拱形辐板局部受力过大时,通过该组合将力矩传递给相邻的所述外拱形辐板,减轻所述内拱形辐板和所述外拱形辐板的受力情况,迅速达到相互缓冲的效果;所述弧形加强辐板和所述圆柱分载体之间的组合,迅速提升所述内拱形辐板和所述外拱形辐板的承载能力,保证所述所述内拱形辐板和所述外拱形辐板不会因为过载而彻底失效。
所述弧形加强辐板的宽度为4mm。
所述圆柱分载体内外径宽度为5mm。
本实用新型的有益效果在于:
(1)本实用新型所述的一种拱形结构非充气轮胎,有效的提高了轮胎的耐磨性、耐刺扎性、耐热性,提高了汽车行驶的安全性和稳定性。
(2)本实用新型所述的一种拱形结构非充气轮胎,支撑总承部采用特殊的结构设计,通过仿真分析,有效实现了对轮胎所承受载荷的缓冲,增强减震效果,使汽车行驶的舒适性得到显著的提高,并且轮胎的承载能力也得到大幅度加强。
(3)本实用新型所述的一种拱形结构非充气轮胎,支撑总承部和轮毂贴合套采用新型聚氨酯材料制成,材料本身具有吸震的性能,使轮胎的减震效果进一步提升,并且聚氨酯材料的质量小、强度高,可被循环回收利用,很好的顺应了当今汽车工业追求环保和轻量化的趋势。
附图说明
图1为本实用新型所述非充气轮胎结构示意图;
图2为本实用新型所述非充气轮胎胎冠结构示意图;
图3为本实用新型所述非充气轮胎支撑总承局部剖面示意图;
图4为本实用新型所述非充气轮胎拱形辐板结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图以及具体实施例对本实用新型作进一步的说明。
如图1所示,一种拱形结构非充气轮胎,沿径向由外到内依次由胎冠1、支撑总承部2、轮毂贴合套3三大部分组成。
如图2所示,所述胎冠1由外至内依次包括胎面1-1、冠带层1-2、#1支撑层1-3和#2支撑层1-4,胎面胶采用NR、IR、BR、SBR四元共混胎面胶制成,轮胎的耐磨耗性、耐刺扎性、耐热性都得到显著的提升,所述冠带层1-2以尼龙为材料,所述#1支撑层1-3和所述#2支撑层1-4以钢丝为材料,分层嵌入所述胎冠中,进一步加强了轮胎的耐刺扎性能。
如图3和图4所示,所述支撑总承部2主要由内拱形辐板2-1、外拱形辐板2-2、圆柱分载体2-3、连接辐板2-4、弧形加强辐板2-5组成,所述外拱形辐板2-2的顶点和所述内拱形辐板2-1的顶点相连接,接受由所述内拱形辐板2-1传递下来的载荷;由于所述内拱形辐板2-1需要首先承受载荷,为加强其承受载荷的能力,所设计的整体轮廓比所述外拱形辐板2-2的整体轮廓要小;所述内拱形辐板2-1和所述外拱形辐板2-2采用顶点相对连接,有效的利用所述内拱形辐板2-1和所述外拱形辐板2-2在受力时结构上的变形的特性,实现缓冲减震并有效的提升了轮胎的承载能力。
所述支撑总承部2所述内拱形辐板2-1和所述外拱形辐板2-2的半椭圆宽度皆为5mm。
为了进一步提升轮胎的性能,所述支撑总承部2的所述内拱形辐板2-1和所述外拱形辐板2-2分别同时通过所述连接辐板2-4和所述弧形加强辐板2-5和所述圆柱分载体2-3相连接;所述连接辐板2-4和所述圆柱分载体2-3的组合,能够在所述内拱形辐板2-1局部受力过大时,及时的通过该组合将力矩传递给相邻的所述外拱形辐板2-2,减轻所述内拱形辐板2-1和所述外拱形辐板2-2的受力情况,迅速达到相互缓冲的效果;所述弧形加强辐板2-5和所述圆柱分载体2-3之间的组合,迅速的提升所述内拱形辐板2-1和所述外拱形辐板2-2的承载能力,保证所述内拱形辐板2-1和所述外拱形辐板2-2不会因为过载而失效,提高了轮胎承载能力的同时,进一步提高了汽车行驶的安全性和稳定性;所述弧形加强辐板2-5的宽度为4mm,所述圆柱分载体2-3内外径宽度为5mm。
所述支撑总承部2和所述轮毂贴合套3直接采用高模量热塑性聚氨酯材料浇注成形为一体,所述胎冠1采用压模硫化的工艺和所述支撑总承部很好的粘结在一起,制作工艺简单。
所述实施例为本实用新型的优选的实施方式,但本实用新型并不限于实施方式,在不背离本实用新型的实施内容的情况下,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实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种拱形结构非充气轮胎,其特征在于,沿径向由外到内依次包括胎冠(1)、支撑总承部(2)、轮毂贴合套(3)三大部分组成;所述胎冠(1)由外至内依次包括胎面(1-1)、冠带层(1-2)、#1支撑层(1-3)和#2支撑层(1-4);所述支撑总承部(2)主要由内拱形辐板(2-1)、外拱形辐板(2-2)、圆柱分载体(2-3)、连接辐板(2-4)、弧形加强辐板(2-5)组成。
2.根据权利要求1所述的一种拱形结构非充气轮胎,其特征在于,所述胎冠(1)用压模硫化的工艺方法和所述支撑总承部(2)粘结在一起。
3.根据权利要求1所述的一种拱形结构非充气轮胎,其特征在于所述支撑总承部(2)主要采用拱形结构设计,以顶点相互连接的一个所述内拱形辐板(2-1)和一个所述外拱形辐板(2-2)为单元,围绕轮胎轴心环形阵列30次构成。
4.根据权利要求1所述的一种拱形结构非充气轮胎,其特征在于,所述支撑总承部(2)的所述内拱形辐板(2-1)和所述外拱形辐板(2-2)轮廓尺寸不同。
5.根据权利要求1所述的一种拱形结构非充气轮胎,其特征在于,所述支撑总承部(2)的所述内拱形辐板和所述外拱形辐板(2-2)分别同时通过所述连接辐板(2-4)、所述弧形加强辐板(2-5)和所述圆柱分载体(2-3)相连接。
6.根据权利要求1所述的一种拱形结构非充气轮胎,其特征在于,所述支撑总承部(2)直接采用高模量热塑性聚氨酯材料浇注成型。
7.根据权利要求1所述的一种拱形结构非充气轮胎,其特征在于,所述支撑总承部(2)的所述内拱形辐板(2-1)和所述外拱形辐板(2-2)的半椭圆宽度为5mm。
8.根据权利要求1所述的一种拱形结构非充气轮胎,其特征在于,在所述内拱形辐板(2-1)、所述外拱形辐板(2-2)和所述圆柱分载体(2-3)之间建立连接的所述弧形加强辐板(2-5)的宽度为4mm。
9.根据权利要求1所述的一种拱形结构非充气轮胎,其特征在于,所述圆柱分载体(2-3)内外径宽度为5mm。
10.根据权利要求1所述的一种拱形结构非充气轮胎,其特征在于,所述轮毂贴合套(3)和轮毂装配时采用过盈配合,并使用聚氨酯粘合剂进行加固。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN115230400A (zh) * 2022-08-23 2022-10-25 季华实验室 非充气轮胎

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CN115157929B (zh) * 2022-08-05 2023-09-19 中国科学院力学研究所 一种具有自动复原多级交叉骨架结构的非充气轮胎
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