CN2126833Y

CN2126833Y - 空心轮胎行进时自充气装置

Info

Publication number: CN2126833Y
Application number: CN 92214163
Authority: CN
Inventors: 陈渝生
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1992-02-15
Filing date: 1992-02-15
Publication date: 1993-02-10
Anticipated expiration: 2002-02-15

Abstract

本装置集车胎在行进时微小压缩过程为一较大压缩过程而实现自行充气，节省车胎充气时间。

车胎在行进时与地面接触点发生形变，推动施压杆向上运动，当该接触点转离地面后车胎恢复原状同时复位弹簧使施压杆复位。当施压杆向上运动时杆上活动齿推动齿轮顺时针转动，带动推杆向上或向下推动活塞在压气筒内施压或复位，压缩空气通过单向阀进入车胎内。

Description

本实用新型涉及一种为空心轮胎充气的机械装置，它安装在空心轮胎上可在车辆行进过程中为轮胎自行充气。

目前为车辆空心轮胎充气的器械为打气筒或空气压缩机，当需要为车胎充气时须停车操作并且随车携带也有困难。

与本时用新型有相同用途的专利已公布了很多，其构思巧妙亦有新颖之处，但都存在不同缺点，极难进入实用阶段：如专利CN1030549A要将内胎割开后置入蛇型软管自充气装置，再补好内胎，其操作过程复杂，一般人无法掌握。

专利CN88210101，CN2062291都是利用车辆在行进时车胎与地面接触后被压缩变形，使推杆向上运动直接推动活塞为车胎自行充气，由于车胎在行进中需充气时被压缩变形的程度很小，约0.5CM－0.8CM，所以其活塞筒深度受到限制，不宜超过1.2CM，如超过，当需要充气时活塞筒内气压达不到应有压力从而无法实现自行充气，因为从理论上可记算出活塞筒内空气须被压缩到原有体积的1／3时才能达到国家标准GB7377－87（力车胎系列）所规定的车胎充气压力；如活塞筒深度选为1.2CM以下，则造成活塞筒内容积过小，为保证活塞筒内能达到足够的压力，活塞与活塞筒之间的密封程度必需很高，因此对活塞和活塞筒等零部件的公差精度及光洁度要求苛刻，实际生产时其工艺条件极难控制。

本实用新型的目的是提供一种当采用空心轮胎的自行车，摩托车，人力三轮车，汽车等车辆在行进时能自行为空心轮胎充气的装置，它直接装在现有车胎的气门芯座上，不需人操作，基本上不改动现有车胎的部件，车辆停驶时不必取下，当首次使用时只需用打气筒或空气压缩机通过进气嘴⑧充一次气，以后本装置即可集车胎在行进时与地面接触时所产生的微小压缩过程为一较大压缩过程而实现自行为车胎充气。

由于采用了利用上述原理的装置，从而压气筒（即活塞筒）深度和容积不受车胎被压缩变型程度很小的限制，可根据不同车辆的需要设计得较大，由于压气筒内容积大，所以在实际生产和使用时即使与活塞之间有一定程度漏气仍能有效使用，其零部件对公差精度及光洁度要求不高，工艺条件容易控制，而且主要零部件可用塑料制造，整体重量轻而且原料成本低，这些特点对实际生产极为重要。

本实用新型的目的是这样实现的，由于车辆自重和负载重力作用，车辆在行进时当车胎内压下降，车胎与地面接触点被压瘪发生形变，当施压杆①最下端（见附图）与内胎接触点转到车胎与地面接触点重合时，这时车胎受重力作用被压瘪发生形变，于此同时车胎被压瘪部位推动施压杆①向上运动并压缩复位弹簧②，当该接触点转离地面后车胎恢复原状同时复位弹簧②的弹力使施压杆①复位，当施压杆①向上运动一次时其顶部活动齿推动齿轮③顺时针方向转动一小段距离，由于车轮不停地滚动，使得施压杆①一次又一次地上下运动反复推动齿轮③沿顺时针方向转动，这样便带动推杆④向上或向下推动活塞⑤在压气筒⑥内施压或复位，施压时压缩空气通过单向阀⑦再经过车胎气门芯座内孔进入车胎内，⑧为进气嘴，当活塞⑤向下运动复位时外部空气自此处进入活塞筒⑥，⑨为卡齿，用于防止齿轮③反时针方向转动，但能允许齿轮③顺时针方向转动，当齿轮③顺时针方向转动时卡齿⑨被齿轮③上的齿牙推动向齿牙上方移动，此时齿轮3顺利转动，当齿轮③受到活塞⑤通过推杆④所施加的反时针方向运动的压力时，齿轮③上的齿牙拨动卡齿⑨向左下方移动，卡在两齿牙间隙中（见附图⑨的位置），此时齿轮③不能反时针方向转动，这样可保持活塞⑤在施压时应处的位置从而使充气能实现。

车轮在地面转动一圈，施压杆①向上运动一次，推动齿轮③转动一格或数格，齿轮③转动一周，带动推杆④使活塞⑤完成一次充气和进气过程，当推杆④下端转动点从齿轮③中轴线最下端向左上方转动至中轴线最上端，活塞⑤为充气过程，当推杆④下端转动点从齿轮③中轴线最上端向右下方转动至中轴线最下端为进气过程。

施压杆①上的活动齿形状如橄榄，左端与施压杆①上部连接并可以此连接点为轴心向上转动而不能向下转动，当施压杆①向上运动时活动齿右端卡在齿轮③的齿牙间隙中并推动齿轮③顺时针方向运动，当施压杆①向下复位时被齿轮③的齿牙拨到齿牙上方从而使施压杆①能顺利向下复位。

上述部件除施压杆①的下半截和进气嘴⑧外全安置在密封外壳内，密封外壳下部和车胎上已去掉原有气嘴的气门芯座由连接螺帽拴紧并与外界密封，施压杆①下端穿过车胎上的气门芯座孔插入内胎并与其下表面接触，进气嘴⑧装在外壳顶部，其内部接构和作用与目前各种车胎普遍采用的气嘴相同或近似，当活塞⑤向下复位时外部空气从该处进入活塞筒6而当活塞⑤向上施压时可阻止压缩空气自此逸出。

由于采用上述方案，可实现车辆在行进时自行充气而不必停车操作，而且当胎内压力足够时车胎压缩变形极小，不能使施压杆①带动齿轮③并使活塞⑤动作，此时本装置停止充气，不会造成充气过量。

下面通过实例对本实用新型装置作进一步说明：

本装置的关键一是要根据车辆的负载计算出相应的压气筒口径，如口径过小，充气效果下降，口径过大，压气筒内达不到一定压力，不能充气。二是齿轮齿距要适当，齿距过小，胎压足够时仍会充气，充气将过量，齿距过大，车胎内压下降较多时才开始充气，而且充气量不一定足。

以下以自行车为例对本装置各关键尺寸作一计算示范：根据国家标准GB7377－87（力车胎系列），26英寸普通自行车胎内标准压力为3.4×10⁵Pa（帕），车自重不超过19公斤，以人体重50公斤计算，前后轮负载分配为4：6，前轮负载为1：（19＋50）×40％＝27.6公斤1公斤＝9.8×10⁴Pa，27.6×9.8×10⁴＝2.71×10⁶Pa—— 施压杆受到的向上总推力F1， F1受到复位弹簧力F2，活塞摩擦力F3，单向阀弹簧力F4的反推力，设计规定：F2＝2.96×10⁴Pa， F3＝9.8×10⁴Pa， F4＝1.96×10⁴Pa

活塞承受的总推力F5＝F1－F2－F3－F4

F5＝2.56×10⁶Pa

总推力F5施加于活塞上的有效推力F6遵从下式：

F6＝F5·Sina

a是推杆中心线与其下转轴至齿轮中轴线连线间夹角，a变化范围90°－60° ，a＝90° 时

Sina＝1，此时F6最大，F6＝F5，a＝60°时

Sina＝1／2

\sqrt{3}

此时F6最小，F6＝F5 1／2

\sqrt{3}

压气筒内气体压力遵从下式：

P2＝P1（ (V1)/(V2) ）^1.4

P1－压缩前压力 P2－压缩后压力

V1－压缩前容积 V2－压缩后容积

1.4－空气摩尔热容比值

设活塞面积为S，活塞移动距离为H，压气筒内高度为6厘米，则有下式：

(F6)/(S) ＞P2，

(F5 sina)/(P2) ＞S (2.56 × 10⁶sina)/(9.8 × 10⁴(⁶ _H)^1.4) ＞S

当a＝60时H＝2.2，代入上式可得出结论，活塞面积S应该小于5.5厘米²。

齿轮齿距选择：

当车胎压力下降并承载时与地面接触被压缩，当压缩部位位移达0.5厘米时即应充气，理论上应选择齿距为0.5厘米，但为增加保险系数，应选择0.4厘米为齿距。

Claims

一种空心轮胎行进时自充气装置，其特征在于：在外壳内装有施压杆①，施压杆①顶部装有活动齿，复位弹簧②，齿轮③，推杆④，活塞⑤，压气筒⑥，单向阀⑦，卡齿⑨，外壳顶部装有进气嘴⑧。