行之知识产权综合服务平台

技术领域

本发明涉及汽车安全领域，特别涉及一种真空轮胎及其装配方法。

背景技术

充气轮胎由于在汽车运动时，减缓了振动和冲击，提高了汽车的舒适性， 所以其在汽车上得到了广泛地应用。随着汽车工业的发展，充气轮胎也在不断 地改进，从有内胎轮胎到无内胎轮胎(例如真空轮胎)。其中，子午线真空轮胎 具有耐磨、节油、乘坐舒适、稳定性及高速性能好的特点，因而被大量应用。 但是充气轮胎一旦产生爆胎，尤其是高速行驶中的汽车的充气轮胎发生爆胎， 会造成轮子产生滑移，汽车方向失去控制，从而造成严重的交通事故。

目前预防或解决充气轮胎爆胎问题的方法主要是，不再采用充气轮胎，而 是采用非充气轮胎(例如实心轮胎)。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：

由于非充气轮胎与地面的接触刚度比较大，减缓由轮胎引起的汽车振动效 果比较差，汽车的乘坐舒适度比较差、装载的物品也较易损坏。

发明内容

为了解决现有技术中的上述问题，本发明实施例提供了一种真空轮胎及其 装配方法。所述技术方案如下：

一方面，本发明实施例提供了一种真空轮胎，所述真空轮胎包括轮毂和安 装在轮毂上的轮胎，所述真空轮胎还包括设于所述轮毂与所述轮胎之间的密闭 空间中的爆胎缓冲装置，所述爆胎缓冲装置包括轮箍、轮辋、连杆和双向气缸， 所述轮箍和所述轮辋均与所述轮毂同轴设置，所述轮箍固定套装在所述轮毂上， 所述轮辋分为多段，相邻的两段所述轮辋之间活动连接，所述连杆位于所述轮 箍与所述轮辋之间，每段所述轮辋与所述轮箍之间连接有两根所述连杆，且所 述连杆的两端分别与所述轮辋和所述轮箍活动连接，每个所述双向气缸的两个 输出轴分别连接在每段所述轮辋上的两根所述连杆的中部，且每根所述连杆在 所述双向气缸的连接处可折叠，所述双向气缸的第一气室上设有与所述密闭空 间相通的孔，所述双向气缸的第二气室中的气压小于所述轮胎的工作气压，

所述爆胎缓冲装置呈展开状态时，多段所述轮辋连接成一个圆环，且所述 轮辋的外表面与所述轮胎的内壁之间有空隙。

进一步地，所述轮辋的外表面与路面的接触刚度大于所述轮胎的外表面与 所述路面的接触刚度。

优选地，所述轮箍为分段结构，每段所述轮箍上均连接有所述连杆和所述 双向气缸，相邻的两段轮箍之间通过联接头连接。

进一步地，每段所述轮箍的两端设有凸起，相邻的两段所述轮箍上的凸起 组合成一个燕尾槽结构，所述联接头为联接扣，所述联接扣为与所述燕尾槽结 构配合的联接扣。

可选地，所述爆胎缓冲装置还包括传感器，所述传感器安装在所述连杆上。

进一步地，所述传感器为位置传感器。

优选地，每段所述轮辋的宽度小于或等于所述轮箍的宽度的1/2，且相邻的 两段所述轮辋位于所述轮毂的不同的圆面上；或者，

每段所述轮辋的两端的宽度分别设为所述轮辋的宽度的1/2，且相邻的两段 所述轮辋位于所述轮毂的同一圆面上。

可选地，所述轮辋采用铸铝合金材料制成，且所述轮辋的外表面涂覆工程 塑料。

可选地，所述轮箍和所述连杆采用镁铝合金材料制成。

另一方面，本发明实施例提供了一种真空轮胎的装配方法，所述真空轮胎 为如权前述一方面所述的真空轮胎，所述方法包括：

将轮胎的一侧安装在轮毂上；

将爆胎缓冲装置安装在所述轮毂上；

将所述轮胎的另一侧安装在所述轮毂上，并将所述轮胎充气至工作气压后， 静置一段时间，使所述爆胎缓冲装置呈展开状态。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

通过在轮胎与轮毂之间设置爆胎缓冲装置，爆胎缓冲装置包括多段轮辋， 轮辋可以展开连接成一个圆环，且轮辋的外表面与轮胎的内壁之间有空隙，可 以保证真空轮胎的正常使用，从而有效地减缓了汽车的振动，保证了汽车的舒 适度，并且当轮胎爆胎后，呈展开状态的爆胎缓冲装置与路面接触，可以替代 轮胎使车辆继续行驶一段时间，有效地减少爆胎引起的交通事故的发生。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所 需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明 的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下， 还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例一提供的一种真空轮胎的展开状态的主视图；

图2是本发明实施例一提供的一种真空轮胎的剖面图；

图3是本发明实施例一提供的爆胎缓冲装置的主视图；

图4是本发明实施例一提供的爆胎缓冲装置的剖面图；

图5是本发明实施例一提供的双向气缸的伸长结构示意图；

图6是本发明实施例一提供的双向气缸的收缩结构示意图；

图7是本发明实施例一提供的一种真空轮胎的爆胎时的主视图；

图8是本发明实施例一提供的一种真空轮胎的折叠状态的主视图；

图9是本发明实施例一提供的图3中的联接头的放大结构示意图；

图10是本发明实施例二提供的一种真空轮胎的装配方法的流程图。

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，下面将结合附图对本发明 实施方式作进一步地详细描述。

实施例一

本发明实施例提供了一种真空轮胎，参见图1和图2，该真空轮胎可以包括 轮毂1、安装在轮毂1上的轮胎2、以及设于轮毂1与轮胎2之间形成的密闭空 间12中的爆胎缓冲装置3(可参见图1和图2)，参见图3和图4，爆胎缓冲装 置3可以包括轮箍31、轮辋32、连杆33和双向气缸34，轮箍31和轮辋32均 与轮毂1同轴设置，轮箍31固定套装在轮毂1上，轮辋32分为多段，相邻的 两段轮辋32之间活动连接，连杆33位于轮箍31与轮辋32之间，每段轮辋32 与轮箍31之间连接有两根连杆33，且连杆33的两端分别与轮辋32和轮箍31 活动连接，每个双向气缸34的两个输出轴分别连接两根连杆33的中部，且每 根连杆33在每段轮辋32上的双向气缸34的连接处可折叠，参见图5和图6， 双向气缸34的第一气室A上设有与密闭空间12相通的孔341，双向气缸34的 第二气室B中的气压小于轮胎2的额定气压，爆胎缓冲装置3呈展开状态时， 多段轮辋32连接成一个圆环，且轮辋32的外表面与轮胎2的内壁之间有空隙 23。

结合图7，在轮胎1爆胎之前和轮胎2爆胎时，爆胎缓冲装置3呈展开状态， 位于双向气缸34第二气室B中的输出轴伸长，连杆33展开，且连杆33带动轮 辋32展开，轮辋32展开时，轮辋32的截面为圆面，且轮辋32的外表面与轮 胎2的内壁之间有空隙23。

参见图8，在轮胎2充气之前或轮胎充气完成之前，爆胎缓冲装置3呈折叠 状态，位于双向气缸34的第二气室B中的输出轴收缩，连杆33折叠，轮辋34 折叠。当轮胎2充气后，在双向气缸34和连杆33的作用下，爆胎缓冲装置3 由折叠状态转换为展开状态。

在一种实现方式中，可以将每段轮辋32的宽度设为小于或等于轮箍31宽 度的1/2，相邻的两段轮辋32位于轮箍的不同圆面上(即将一段轮辋32上连接 的两根连杆33，与相邻的一段轮辋32上连接的两根连杆33安装在轮毂1的不 同的圆面上)，并且爆胎缓冲装置呈折叠状态时，相邻的两段轮辋32刚好相互 接触或者相互不接触，以保证爆胎缓冲装置呈折叠状态时，相邻的两段轮辋相 互错开。在另一种实现方式中，可以将每段轮辋32的两端的宽度分别设为轮辋 宽度的1/2，相邻的两段轮辋32位于轮毂1的同一圆面上，以保证爆胎缓冲装 置呈折叠状态时，相邻的两段轮辋相互错开。

具体地，参见图5和图6，第一气室A的左端设有孔341，与密闭空间12 的气压环境相通，孔341的尺寸较小，对气体的通过速度有限制作用。对于子 午线轮胎，由于其正常的工作气压(或额定气压)在2.2～2.5巴bar，所以第二 气室B中可以充入0.8～1.0bar的气压，在供货装配前双向气缸34的输出轴呈现 收缩状态，当双向气缸34装配完成后，轮胎2内的高压气体经由双向气缸34 左端的孔341缓缓注入第一气室A，双向气缸34的活塞慢慢向右移动同时压缩 第二气室B中的气体，当双向气缸34内两个气室的压力相等时，活塞停止移动， 双向气缸34第二气室B中的输出轴呈现伸长状态(见图5)，双向气缸34的输 出轴在伸长的过程中，推动连杆33逐渐展开(或直立)，从而将轮辋32缓缓展 开。同理，当爆胎后轮胎2内气压瞬间变为零，第一气室A内的高压气体经孔 341缓缓泄漏，双向气缸34的活塞在第二气室B中的高压气体的推动下慢慢向 左移动，第二气室B中的输出轴逐渐收缩，带动连杆33折叠(或倾斜)，最后 使轮辋32恢复到折叠状态。由于孔341的尺寸比较小，爆胎后爆胎缓冲装置3 从展开状态恢复到收缩状态，需要经过一定的时间，在这段时间内，汽车可以 正常行驶，起到了缓冲作用。双向气缸34在轮胎2的封闭的空间内可以利用气 体压力变化自动做伸长或收缩的双向动作，实现爆胎缓冲装置3的展开和折叠， 实现简单，成本低廉。

在本实施例中，轮辋31的外表面与路面的接触刚度大于轮胎2的外表面与 路面的接触刚度，这样在轮胎2爆胎后，轮辋31运行时可提供持续机械的振动， 对驾驶员和乘客进行报警，以便及时停车维修。

优选地，轮箍31为分段结构，每段轮箍31上均连接有连杆33和双向气缸 34，相邻的两段通过联接头35连接。其中，分段的段数可以是2～4段，优选为 3段。由于轮毂1的胎圈座和轮缘大于轮胎2的胎圈，且安装过程中轮毂1和轮 胎2之间的空隙有限，将轮箍31设计成分段结构(即爆胎缓冲装置3设计成分 段结构)，安装可以分段的进行，便于操作。具体地，轮箍31和轮辋32的分段 的段数可以相同也不可以不同，轮箍31和轮辋32分段处可以在同一条直径(即 以轮毂1的轴心为圆心的圆的直径)的延长线上，也可以不在同一条直径的延 长线上。

例如，参见图8，轮箍31分为3段，每段轮箍31上连接有4根连杆33、2 个双向气缸34和2段轮辋32。相邻的两段轮箍31之间通过联接头35联接，组 装成一套完整的爆胎缓冲装置3。

具体地，参见图9，每段轮箍31的两端设有凸起311，相邻的两段轮箍311 上的凸起311组合成一个燕尾槽结构351，联接头35为与燕尾槽结构351配合 的联接扣352。一方面，由于爆胎缓冲装置3工作在轮毂1和轮胎2之间的狭小 的密闭空间12中，会随车轮做高速旋转且承受来自车轮的剧烈振动，以及爆胎 后车辆施加的径向力和侧向力，对联接强度的要求较严格；另一方面，爆胎缓 冲装置3的安装方式简单，安装空间小，也不便于工具的使用，所以，采用燕 尾槽结构351和与之配合的联接扣352，既保证了联接的强度，又兼顾到了安装 操作的便利。

在其他实现方式中，轮箍31也可以不采用分段结构，而是一个整体结构。

在本实施例，参见图1和图7，爆胎缓冲装置3还包括传感器36，传感器 36安装在连杆33上。该传感器36用于采集爆胎缓冲装置3的状态信息，并通 过ECU(Electronic Control Unit，电子控制单元或行车电脑)传到驾驶室中的控 台仪表面板，若爆胎缓冲装置3出现异常，可以实现持续报警直到异常消除， 进一步预防安全事故的发生。

具体地，传感器36可以为位置传感器，例如角位移传感器。在实际应用中， 可以在每个双向气缸34的连接的两根连杆33中的其中一根上安装一个传感器 36，以采集双向气缸34的伸缩状态，从而确定爆胎缓冲装置3的状态信息。

实现时，轮辋31可以采用铸铝合金材料制成，且轮辋31的外表面涂覆工 程塑料。轮辋31表面涂覆工程塑料，在爆胎后轮辋31介入运行时，可以在一 定的程度上减小振动。具体地，该工程塑料可以是ABS(Acrylonitrile butadiene  Styrene copolymers，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)。轮箍32和连杆33可以采 用镁铝合金材料制成。轮箍32和连杆33采用镁铝合金，可以保证强度并降低 重量，保证汽车的轻量化要求。

下面简要介绍下爆胎缓冲装置的工作原理：

当轮胎2由为充气状态到充气后，双向气缸34伸长，推动连杆33将轮辋 31缓缓展开，展开后轮辋31的外表面与轮胎2的内表面留有间隙23，以避开 或避让轮胎2行驶中的正常变形；当双向气缸34动作完成后，传感器36采集 到信号并发送给ECU，此时ECU检测到信号为安全并在仪表上显示；

当轮胎2发生爆胎，轮胎2瞬间失压，在车身重压下轮胎2塌陷，爆胎缓 冲装置3支撑维持车轮的转动，从而避免安全事故的发生，并且轮辋32的外表 面与地面的接触刚度大于轮胎2的外表面与地面的接触刚度，可以产生的持续 振动，以提醒驾驶员停车检修，更换备胎；双向气缸34内的高压气体经过孔341 的一段时间的泄漏后，逐渐收缩并带动轮辋32向内收起，爆胎缓冲装置3呈折 叠状态，方便轮胎2的更换。

本发明实施例通过在轮胎与轮毂之间设置爆胎缓冲装置，爆胎缓冲装置包 括多段轮辋，轮辋可以展开连接成一个圆环，且轮辋的外表面与轮胎的内壁之 间有空隙，可以保证真空轮胎的正常使用，从而有效地减缓了汽车的振动，保 证了汽车的舒适度，并且当轮胎爆胎后，呈展开状态的爆胎缓冲装置与路面接 触，可以替代轮胎使车辆继续行驶一段时间，有效地减少爆胎引起的交通事故 的发生。

实施例二

本发明实施例提供了一种真空轮胎的装配方法，适用于安装实施例一中的 真空轮胎，参见图10，方法包括：

步骤101：将轮胎的一侧安装在轮毂上。

步骤102：将爆胎缓冲装置安装在轮毂上。

具体地，当轮箍采用分段结构时，将轮箍分段依次安装在轮胎的内部，并 采用轮箍卡固在轮毂的胎圈座上，采用联接扣连接相邻的两个轮箍，并用金属 胶粘固，使爆胎缓冲装置连接成一个整体。

容易理解地，此时爆胎缓冲装置呈折叠状态。

步骤103：将轮胎的另一侧安装在轮毂上，并将轮胎充气至工作气压后，静 置一段时间，使爆胎缓冲装置呈展开状态。

具体地，可以通过ECU监测爆胎缓冲装置的状态。工作气压可以是轮胎的 额定气压。

本发明实施例通过在轮胎与轮毂之间设置爆胎缓冲装置，爆胎缓冲装置包 括多段轮辋，轮辋可以展开连接成一个圆环，且轮辋的外表面与轮胎的内壁之 间有空隙，可以保证真空轮胎的正常使用，从而有效地减缓了汽车的振动，保 证了汽车的舒适度，并且当轮胎爆胎后，呈展开状态的爆胎缓冲装置与路面接 触，可以替代轮胎使车辆继续行驶一段时间，有效地减少爆胎引起的交通事故 的发生。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的 精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的 保护范围之内。