CN108297621B - 一种多区块安全轮胎气压平衡方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于交通运输技术领域，具体涉及一种多区块安全轮胎气压平衡方法。包括如下步骤：第一步，在轮胎上设置气囊层和空心层；所述气囊层设置在轮胎外圈，由多个独立的小气囊构成；第二步，在所述气囊层和所述空心层之间设置可向两者单向充气的气压平衡层；第三步，向所述气压平衡层充气，提高该层气压；第四步，所述气压平衡层气体向所述气囊层各个小气囊和空心层单向充气，使所述气压平衡层、所述气囊层和所述空心层气压保持一致。通过增设气压平衡层，避免了空心层直接与气囊层连接，增加了空心层的气密性；同时避免了由于气囊层的个别小气囊破损导致与其直接连通的空心层泄气，增强了轮胎的行驶安全性。
Description
技术领域
本发明属于交通运输技术领域，具体地，涉及一种多区块安全轮胎气压平衡方法。
背景技术
现在通用的汽车轮胎在行驶途中，难免不遇到铁钉，玻璃等尖刺物，刺破轮胎，造成漏气，爆胎，有些汽车轮胎从使用到报废，被扎几十次以上，给维修补胎带来巨大工作量，给驾驶员带来极大的困难和不便。更重要的是，行驶途中发生汽车爆胎、漏气，会造成汽车在行驶过程中失去平衡，驾驶员难以掌握方向，易造成安全事故，这是极其危险的。
为防止轮胎在被扎后导致轮胎气压降低，甚至爆胎的危险，发明了一种防爆轮胎。防爆轮胎通过设置多个充气层，轮胎外圈的充气层设有多个互相独立的小气囊，在轮胎被扎时，其中一个小气囊被扎破导致泄气，而其他小气囊和其他充气层则仍然正常工作。但设置为分层的轮胎后，对各个充气层充气带来了问题。例如中国专利201420770147.4公开了一种小气囊自动充气的新型结构轮胎，包括有从外至内依次连接的橡胶轮胎、小气囊层（即防爆层）、空心层和金属轮毂，在小气囊层的每个小气囊与空心层连接处安装有自动向小气囊内充气、但小气囊内气体不能回流的单向阀。但由于空心层的气压可以通过单向阀向小气囊内充气，一旦个别小气囊漏气时压力变小，空心层气体将在压力作用下自动向小气囊充气，直到空心层气体通过小气囊排放到常压，而其他小气囊胎压仍然保持在高压状态，则导致空心层和小气囊层气压不均衡，对车辆行驶中的平衡和安全造成很大影响。如果设置为对小气囊层和空心层单独充气的方式，需要设置多个充气阀，在分别充气时仍然无法保持小气囊层和空心层的胎压平衡。
发明内容
本发明针对现有技术中的缺陷，提供了一种多区块安全轮胎气压平衡方法，用于解决轮胎在充气和使用过程中，各个充气层的胎压不能均衡稳定的问题。
发明的目的通过以下技术方案来实现：提供一种多区块安全轮胎气压平衡方法，包括如下步骤：
第一步，在轮胎上设置气囊层和空心层；
所述气囊层设置在轮胎外圈，由多个独立的小气囊构成；
第二步，在所述气囊层和所述空心层之间设置可向两者单向充气的气压平衡层；
第三步，向所述气压平衡层充气，提高该层气压；
第四步，所述气压平衡层气体向所述气囊层各个小气囊和空心层单向充气，使所述气压平衡层、所述气囊层和所述空心层气压保持一致。
优选地，所述空心层设有排气阀，可通过排气阀将空心层气体排放。
优选地，所述气压平衡层设有充泄气阀门。
优选地，所述充泄气阀门包括气门嘴和设置在气门嘴外的外气道，所述气门嘴与气压平衡层连接，用于调节气压平衡层的气压；所述外气道与空心层连通，用于调节空心层的气压；所述外气道设有隔离装置用于隔断空心层与外界连通，打开隔离装置，可以放出空心层内气体。
优选地，第一步中所述气囊层包括多个形状、大小均不同的小气囊。。
优选地，第三步中向所述气压平衡层充气气压压力控制范围在0.1-1.2MPa。
优选地，第四步中气压平衡层与气囊层各个小气囊和空心层之间设有单向阀，气压平衡层气体通过单向阀向气囊层各个小气囊和空心层自动充气，直到三者气压一致。
优选地，所述气囊层由多个小气囊一体注塑成型。
优选地，所述小气囊可以是圆柱体或者多面体。
本发明还提供了一种采用上述气压平衡方法的多区块安全轮胎。
与现有技术相比，本发明有以下有益效果：
1、通过增设气压平衡层，避免了空心层直接与气囊层连接，增加了空心层的气密性；同时避免了由于气囊层的个别小气囊破损导致与其直接连通的空心层泄气。
2、通过充泄气阀门向气压平衡层充气，再由单向阀分别向气囊层和空心层单相充气，可以使气囊层、气压平衡层和空心层的气压保持一致。同时，由于气压平衡层可以通过单向阀实时向空心层充气，避免了由于空心层受损造成胎内气压急剧下降的状况。
3、轮胎设有气囊层，当外胎的胎冠和个别小气囊被异物刺破时，不破坏其余小气囊和空心层的结构，从而不影响轮胎整体的支撑力，轮胎可以正常使用。当空心层破损时，气囊层能提供一定的支撑力，不会造成轮胎完全不能工作。同时，气囊层避免了传统轮胎的胎内气体降低，四个轮子支撑力相差太大，从而导致车辆失去平衡的现象。
附图说明
图1多区块安全轮胎的结构示意图。
图2多区块安全轮胎充泄气阀门的结构示意图。
其中，1-气门嘴，2-外气道，3-气压平衡层，4-空心层，5-隔离装置， 6-弹性机构，7-外层套管， 8-排气孔，9-隔离瓣膜， 10-密封垫圈，11-顶针，15-外胎，16-气囊层，17-金属轮毂，18-小气囊，19-充泄气阀门，20-单向阀。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明。其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
实施例1
本实施例提供一种多区块安全轮胎气压平衡方法，包括如下步骤：
第一步，在轮胎上设置气囊层16和空心层4；所述气囊层16设置在轮胎外圈，由多个独立的小气囊18构成；
第一步中所述气囊层包括多个形状、大小均不同的小气囊。。
第二步，在所述气囊层16和所述空心层4之间设置可向两者单向充气的气压平衡层3；
第三步，向所述气压平衡层3充气，提高该层气压；
第三步中向所述气压平衡层3充气气压压力通常控制范围在0.1-1.2MPa。
第四步，所述气压平衡层3气体向所述气囊层16各个小气囊18和空心层4单向充气，使所述气压平衡层3、所述气囊层16和所述空心层4气压保持一致。
第四步中气压平衡层3与气囊层16各个小气囊18和空心层4之间设有单向阀20，气压平衡层3气体通过单向阀20向气囊层16各个小气囊18和空心层4自动充气，直到三者气压一致。
预先构建包括气囊层16、气压平衡层3和空心层4的多区块安全轮胎。多区块安全轮胎包括从外至内依次设置的外胎15、气囊层16、气压平衡层3、空心层4和金属轮毂17。本实施例中的外胎15采用现有的子午线轮胎的结构，目前不同的子午线轮胎产品在各项性能上各有长短，但均可通过工艺上的稍加改变，应用到该种轮胎上。使轮胎在具备安全性能的同时，几乎不影响轮胎的原始性能，原有轮胎的各种优势得以保留。由于该种轮胎专门设有高安全性的气囊层16，因此可以适当的降低外胎的防扎等级，对具有多层结构的子午线轮胎进行调整，减少1-2层内部结构，在不影响安全性能的基础上，降低了生产成本，减轻了轮胎重量。
气囊层16包括多个小气囊18，由采用高气密性的丁基橡胶材料一体注塑成型，也可以通过多个小气囊18粘合拼接而成。其中小气囊18的数量从十几个到几十个不等，根据不同工作环境对轮胎支撑力的要求对小气囊18数量进行调整。气囊层16的小气囊18的形状可以是圆柱体、五棱柱、六棱柱或者其他类型的多面体，其中，各个小气囊18可以是相同大小，相同形状的；也可以是不同大小，相同形状的；可以是不同形状，相同大小的；也可以是大小形状均不同的。小气囊18延轮胎径向竖立在气压平衡层3的外表面，即小气囊18的高与轮胎的半径平行。整个气囊层16呈蜂窝状，不仅增强了结构的紧凑性，而且提高了气囊层16的支撑力。
气压平衡层3设有与其连接的充泄气阀门19，充泄气阀门19用于外界向气压平衡层3充气或者排除其内部的气体；所述气压平衡层3还设有与每个小气囊18和空心层4连接的单向阀20，用于气压平衡层3向每个小气囊18和空心层4单向充气。气压平衡层3还设有胎压监测装置，用于检测轮胎内的压强。
空心层4的结构与现有没有内胎的轮胎的单体充气腔的结构基本相同，不同之处在于，由于增设了多区块的气囊层16，所以空心层4体积较常规轮胎的单体充气腔而言大大缩小。空心层4设有排气阀，用于在胎压过高时排放空心层内气体。
充气装置通过充泄气阀门19向气压平衡层3充气，气压平衡层3通过单向阀20分别向气囊层16的各个小气囊18和空心层4充气，充气完成后，气囊层16、气压平衡层3和空心层4三者的气压保持一致，轮胎主要靠充了气的气囊层16、气压平衡层3和空心层4共同提供的支撑力工作。通过胎压监测装置对轮胎内气压进行检测，使气压平衡层3内气压控制范围在0.1-1.2MPa。当轮胎处于常压，即没有向轮胎内充气时，轮胎主要靠气囊层16的各个小气囊18提供的支撑力工作。当胎内气压过大时，可以通过充泄气阀门19排放气压平衡层3内气体，也可以通过排气阀排放空心层内气体，对轮胎内胎压进行调整。
通过增设气压平衡层3，避免了空心层4直接与气囊层16连接，增加了空心层4的气密性；同时避免了由于气囊层16的个别小气囊18破损导致与其直接连通的空心层4泄气。气压平衡层3可以通过单向阀20向空心层4实时充气，可以在空心层4受损时向空心层4内充气，避免造成空心层4内气压急剧下降的状况。轮胎设有气囊层16，当外胎15的胎冠和个别小气囊18被异物刺破时，不破坏其余小气囊18和空心层4的结构，从而不影响轮胎整体的支撑力，轮胎可以正常使用。当空心层4破损时，气囊层16能提供一定的支撑力，不会造成轮胎完全不能工作。同时，气囊层16避免了传统轮胎的胎内气体降低，四个轮子支撑力相差太大，从而导致车辆失去平衡的现象。
实施例2
如图2所示，本实施例与实施例1的不同之处在于，提供一种充泄气阀门19包括气门嘴1和设置在气门嘴1外的外气道2，所述气门嘴1与气压平衡层3连接，用于调节气压平衡层3的气压；所述外气道2与空心层4连通，用于调节空心层4的气压；所述外气道2设有隔离装置5用于隔断空心层4与外界连通，打开隔离装置5，可以放出空心层4内气体。
其中，气门嘴1一般包括气门嘴体和气门芯；气门芯位于气门嘴体的内部，主要用于实现轮胎的进气和防止轮胎的漏气；气门嘴1外壁设有螺纹，可以用来连接充气装置，也可以用来安装气门嘴帽。气门嘴1也可以直接采用现有的美式气门嘴或者法式气门嘴结构。
气门嘴1外部设有同心的外层套管7，外层套管77与气门嘴1外壁之间的通道构成外气道2。在外层套管7与气门嘴1的连接部位设有可以使外气道2与外界连通的出气口。在外层套管7与气门嘴1之间设有隔离装置5，隔离装置5包括套设在气门嘴1外部的弹簧和与弹簧连接的隔离瓣膜9，隔离瓣膜9用于堵住外层套管7与气门嘴1的连接部位的出气口，进而控制空心层4与外界的连通。外层套管7与隔离瓣膜9压紧连接的位置设有密封垫圈10，增强隔离瓣膜9的气密性，隔离瓣膜9设有伸出出气口的顶针11，当需要排放空心层4内气体时，按压顶针11，使隔离瓣膜9与密封垫圈10分离，从而使空心层4与外界连通。
充气装置通过螺纹与气门嘴1固定连接，同时将气门芯顶离原来的位置，使气体能够通过气门芯与气门嘴体分离的部分进入轮胎的气压平衡层3。待充气完成，取走充气装置后，气门芯由于胎内压强与弹性装置6的共同作用回到原来的位置，隔绝气压平衡层3与外界的连通。当胎压监测装置发现胎内气压过高，需要对轮胎进行放气时，可以通过外部装置将气门芯再次顶离原位置，使气压平衡层3与外界连通，由于该层内气压高于外界气压，能够完成泄气操作。当需要对轮胎的空心层4进行降压泄气时，在外部给与隔离瓣膜9相连的顶针11一个作用力，将隔离瓣膜9顶离原来的位置，使外气道2通过出气口与外界连通，由于外层套管7设有排气孔8，空心层4的气体可以通过排气孔8进入外层套管7，进而通过出气口排到外界。当完成对空心层4的泄气，撤去施加给顶针11的作用力，使隔离瓣膜9在弹簧与外通道2内压强的作用下，重新与外层套管7的密封垫圈10压紧，堵住出气口，隔绝外通道2与外界的连通。
充泄气阀门19可以根据胎内压强选择合适的泄气方式，当需要泄气压平衡层3内气压时，可以使用气门嘴1泄压；当需要泄空心层4的气压时，可以使用外气道2泄压；当需要调节气压范围小时，可以单独使用气门嘴1或者外气道2泄压；当需要调节气压的范围大时，可以使用气门嘴1和外气道2同时泄压。增大了泄压方式的灵活性，提高了泄压的效率。
相同或相似的标号对应相同或相似的部件；附图中描述位置关系的用于仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种多区块安全轮胎气压平衡方法，其特征在于，包括如下步骤：
第一步，在轮胎上设置气囊层和空心层；
所述气囊层设置在轮胎外圈，由多个独立的小气囊构成；
第二步，在所述气囊层和所述空心层之间设置可向两者单向充气的气压平衡层；
所述气压平衡层设有充泄气阀门，所述充泄气阀门包括气门嘴和设置在气门嘴外的外气道，所述气门嘴与气压平衡层连接，用于调节气压平衡层的气压；所述外气道与空心层连通，用于调节空心层的气压；所述外气道设有隔离装置用于隔断空心层与外界连通，打开隔离装置，可以放出空心层内气体；
第三步，向所述气压平衡层充气，提高该层气压；
第四步，所述气压平衡层气体向所述气囊层各个小气囊和空心层单向充气，使所述气压平衡层、所述气囊层和所述空心层气压保持一致。
2.根据权利要求1所述多区块安全轮胎气压平衡方法，其特征在于，所述空心层设有排气阀，可通过排气阀将空心层气体排放。
3.根据权利要求1所述多区块安全轮胎气压平衡方法，其特征在于，第一步中所述气囊层包括多个形状、大小均不同的小气囊。
4.根据权利要求1所述多区块安全轮胎气压平衡方法，其特征在于，第三步中向所述气压平衡层充气气压压力控制范围在0.1-1.2MPa。
5.根据权利要求1所述多区块安全轮胎气压平衡方法，其特征在于，第四步中气压平衡层与气囊层各个小气囊和空心层之间设有单向阀，气压平衡层气体通过单向阀向气囊层各个小气囊和空心层自动充气，直到三者气压一致。
6.根据权利要求1所述多区块安全轮胎气压平衡方法，其特征在于，所述气囊层由多个小气囊一体注塑成型。
7.根据权利要求3所述多区块安全轮胎气压平衡方法，其特征在于，所述小气囊可以是圆柱体或者多面体。
8.一种多区块安全轮胎，其特征在于采用权利要求1-7任一项所述的气压平衡方法。
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