防爆車輪以及裝設有該防爆車輪的車輛的製作方法

2023-05-29 06:05:36

專利名稱：防爆車輪以及裝設有該防爆車輪的車輛的製作方法
防爆車輪以及裝設有該防爆車輪的車輛技術領域：
本發明涉及一種車輪，尤其涉及一種防爆車輪以及裝設有該防爆車輪的車輛。背景技術：
車輪是車輛中的行走部件，充氣輪胎以其質量輕、舒適性好等優點在汽車、拖拉機、工程車輛的車輪上得到了廣泛的應用。然而，如果車輛在行駛過程中突然發生輪胎爆胎事故，往往就會瞬間造成車毀人亡，從而給人們的人身和財產造成巨大的無法挽回的損失。
車輛在行駛過程中發生突然爆胎的原因很多也很複雜，一般而言主要原因有兩個原因之一是因為輪胎一直在胎壓不足的情況下高速行駛，由此導致輪胎磨損嚴重，輪胎強度急劇下降，最後發生輪胎爆裂；原因之二是因為輪胎在長期高速行駛中出現過熱，這樣就加速了橡膠的老化，並由此最終導致車輪發生爆胎。
請參考圖1和2，在這些圖中示出了現有技術中的車輪的基本結構，即其主要是由輪胎100、輪輞200和充氣腔室300等組成。其中的輪胎100被緊緊地箍設在輪輞200上， 並且與輪輞200形成了充氣腔室300。為了簡化圖面起見，在圖1中省去了充氣氣門嘴等零件。當然，如果存在內胎輪胎，在車輪組件中還應包含一個內胎。在突然發生爆胎事故的情形下，充氣腔室300中的氣體就會迅速釋放，造成輪胎氣壓值為零，車輛此時就會陷入極度危險的境地，隨時有可能出現車毀人亡。現有技術中的車輪在發生輪胎爆胎時都會無可避免地造成輪胎氣壓急劇下降，如果不能在此時刻迅速、及時地恢復胎壓，就非常有可能造成車毀人亡的慘劇發生。此外，由於日常行車損耗，確實難以避免輪胎長期處於胎壓不足地狀況。所以，亟需對於以上問題加以研究解決。
發明內容
有鑑於此，本發明的一個目的在於提供一種設計新穎、使用性能安全可靠的防爆車輪，從而可以有效解決現有技術中存在的上述問題，從根本上主動防止爆胎事件的發生， 杜絕由於輪胎異常而弓I發交通事故。
此外，本發明的另一目的在於提供一種車輛，通過在該車輛上裝設本發明的防爆車輪來極大地提升行車安全。
為實現上述的發明目的，本發明採用的技術方案如下
一種防爆車輪，其包括輪輞、覆設於所述輪輞上的輪胎以及處於所述輪輞和輪胎之間的充氣腔室，所述防爆車輪還包括
壓力傳感器，其被設置用於監測所述充氣腔室的內部氣壓值；以及
氣體發生及控制器，其設於所述輪輞上並與所述壓力傳感器相連接以獲取所述內部氣壓值，所述氣體發生及控制器被設置成當所述內部氣壓值低於預設氣壓值或其出現緩慢下降時，由其經由其上通向所述充氣腔室的第一通道向所述充氣腔室補充氣體直至達到所述預設氣壓值；並且
當所述內部氣壓值超過所述預設氣壓值時，由其打開可連通所述充氣腔室與外界大氣的第二通道向外界排出所述充氣腔室內的多餘氣體直到達到所述預設氣壓值。
在上述的防爆車輪中，優選地，所述防爆車輪還包括至少一個充氣氣囊，其設於所述充氣腔室內部用於在所述壓力傳感器監測到所述內部氣壓值急劇下降時，由所述氣體發生及控制器控制所述充氣氣囊膨脹打開以填充所述充氣腔室。
在上述的防爆車輪中，優選地，所述內部氣壓值緩慢下降的速率是指在10帕/秒至1000帕/秒之間。
在上述的防爆車輪中，優選地，所述內部氣壓值急劇下降的速率是指不小於0. 1兆帕/秒。
在上述的防爆車輪中，優選地，所述壓力傳感器設於所述輪輞上或所述氣體發生及控制器上。
在上述的防爆車輪中，優選地，所述氣體發生及控制器沿著所述輪輞的圓周方向被對稱設置為至少兩個。
在上述的防爆車輪中，優選地，所述第二通道設於所述輪輞上和/或所述輪胎側壁上。
在上述的防爆車輪中，優選地，所述防爆車輪還包括設於所述輪輞和所述輪胎之間的內胎。
一種車輛，在該車輛上裝設有至少一個以上任一項所述的防爆車輪。
本發明與現有技術相比具有眾多優點，尤其在於以下三點
首先，採用本發明的防爆車輪可以在輪胎缺氣的情況下自動補氣，從而使得輪胎始終維持在預設氣壓值(例如，針對不同類型、型號的輪胎，由業界制定的通用正常標準氣壓值或者由用戶或廠商根據實際需要設定的氣壓值)，從而從根本上主動防止了爆胎事件的發生，杜絕了爆胎事故；其次，如果輪胎氣壓偏高，本防爆車輪將會通過將多餘氣體釋放到外界大氣中而使得輪胎始終維持預設氣壓值；此外，如果由於某種原因發生輪胎突然爆胎，在本發明中的氣體發生及控制器還能夠通過控制一個或多個安全充氣氣囊瞬間膨脹， 以此來迅速填充充氣腔室而恢復輪胎氣壓，這樣就避免了輪胎突然爆胎後車毀人亡的慘劇的發生。本發明的防爆車輪能夠應用在各種車輛上，諸如汽車、拖拉機、工程機械等需要車輪的領域，更可以將其應用於軍事車輛、公安車輛、押鈔車輛等特殊用途車輛上。

以下將結合附圖和實施例，對本發明的技術方案作進一步的詳細描述。其中
圖1是現有技術中的車輪的主剖視結構圖2是圖1中車輪沿其縱向中心線的側向剖視結構圖3是本發明的防爆車輪的一個較佳實施例的主剖視結構圖4是圖3中防爆車輪沿其縱向中心線的側向剖視結構圖；以及
圖5是本發明的防爆車輪的另一個較佳實施例的主剖視結構圖。
附圖標記說明
1 輪胎2 輪輞
3 充氣腔室 4 壓力傳感器
5 補氣嘴 6 氣體發生及控制器
7 充氣氣囊 8 洩壓閥
100 輪胎200 輪輞
300充氣腔室具體實施方式

概括而言，本發明的防爆車輪在構造上主要包括輪輞、輪胎、充氣腔室、壓力傳感器、氣體發生及控制器等組成部分。而本發明對於現有技術的重要改進之處特別在於其中的壓力傳感器、氣體發生及控制器，由它們構成了本發明的重要組成部分，尤其上述的氣體發生及控制器更是本發明的關鍵部件。以下將具體結合一些本發明的較佳實施例來進行詳細說明，以便於能夠更好地理解本發明的結構特點、性能優點和工作原理。
請參閱圖3和圖4，它們示意性地顯示出了本防爆車輪的一個較佳實施例的基本結構。
如圖3-4所示，在該較佳實施例中，防爆車輪包括輪胎1、輪輞2、充氣腔室3、壓力傳感器4、補氣嘴5、氣體發生及控制器6、充氣氣囊7、洩壓閥8等部件。其中，輪胎1被緊緊地覆設在輪輞2上，並且由其與輪輞2形成充氣腔室3。氣體發生及控制器6是被固裝在輪輞2上，同時還將壓力傳感器4、補氣嘴5和充氣氣囊7集成設置在氣體發生及控制器6 上以提高部件集成度、節省安裝空間或者更有利於進行整體維護。
上述的補氣嘴5能夠提供由氣體發生及控制器6將氣體輸送入充氣腔室3的第一通道，而由穿過輪輞2圓周表面的洩壓閥8來提供可連通充氣腔室與外界大氣的第二通道以便在需要時連同二者以便排出充氣腔室內的多餘氣體。補氣嘴5和洩壓閥8的基本構造和工作原理已經為本領域的技術人員所熟知和理解(例如，洩壓閥8可以使用常規的卸壓閥)，因此在本文中不多贅述。
對於上述的壓力傳感器4，它可以採用現有技術的任何適用的常規壓力測試部件， 以便用來監測充氣腔室3的內部氣壓值，從而能及時、準確地提供輪胎胎壓狀況而據此採取相應的控制措施，對於這些涉及實現本發明的前述發明目的的控制措施，將在以下關於氣體發生及控制器6和充氣氣囊7的說明性描述中加以介紹。
如前所述，氣體發生及控制器6是本發明中的關鍵部件，可以通過包括電子控制技術在內的軟硬體技術來實現其以下的功能
首先，由氣體發生及控制器6通過與壓力傳感器4的連接來獲得充氣腔室3的內部氣壓值，並且在該內部氣壓值低於第一預設氣壓值(由用戶或廠商根據實際需要進行設定)、或者在該內部氣壓值出現緩慢下降(例如，緩慢下降速率處於10帕/秒至1000帕/ 秒之間)的情形下，由氣體發生及控制器6經由上述的第一通道向充氣腔室3補充氣體，直至通過壓力傳感器4檢測後的充氣腔室3內部氣壓值已經達到上述的第一預設氣壓值，這樣就避免了輪胎出現胎壓不足，汽車持續缺氣行走而發生爆胎的潛在危險，做到未雨綢繆。
此外，在充氣腔室3的內部氣壓值被監測到超過預設氣壓值時，氣體發生及控制器6將通過控制洩壓閥8來打開上述的第二通道，從而將充氣腔室3內的多餘氣體排向外界，直至通過壓力傳感器4檢測後的充氣腔室3內部氣壓值達到上述的第二預設氣壓值，從而使得輪胎壓力始終維持在該預設壓力值附近，同樣主動避免了潛在的爆胎危險。
顯然，為了實現非常靈活、有效的控制，可以將第一預設氣壓值、第二預設氣壓值設置為相同的數值，也可以將它們設置為不相同的數值，具體如何進行設置可以完全由廠商、用戶、維護技師或者其他相關人員等根據實際需要來設定或調整。
請再結合參考圖3、4和5，在這些視圖中還特別示出了本防爆車輪的較佳實施例中的另一個關鍵部件——充氣氣囊7。在本發明的該實施例中設置充氣氣囊7的目的在於 由於某種原因而發生了輪胎爆胎事件，此時充氣腔室3內的氣壓值將急劇下降(例如，急劇下降速率不小於0. 1兆帕/秒)，此時補氣嘴5將不會工作，而由氣體發生及控制器6在通過壓力傳感器4監測到出現上述的氣壓值急劇下降情形時迅速促使充氣氣囊7瞬間膨脹打開(例如，類似於汽車駕駛室內的安全充氣氣囊工作模式)來填充充氣腔室3，從而以其暫時充當起輪胎內胎的作用，重新為車輪建立起正常的胎壓。通過以上控制措施，就使得保證駕駛員即便在發生爆胎情況下也不至於驚慌失措，不會造成車輛行駛姿態失控，這樣就避免了輪胎突然爆胎後車毀人亡的不幸慘劇的發生。通過使用本發明的防爆車輪，又恢復了 「正常」胎壓後的車輪足以保證能將其正常行駛到汽車維修店更換輪胎、或者就近就地更換輪胎。
需要說明的是，在本發明中的氣體發生及控制器6是通過迅速爆炸產生高壓氣體並將其迅速充滿充氣氣囊7來進行以上安全操控的，而不是通過壓縮充氣氣囊或者高壓儲氣罐等裝置來實現的。此外，儘管在圖5中將充氣氣囊7示意性地顯出為在充氣腔室3內部設置了 4個，然而在實際使用時並不存在這樣的數目限制，而事實上可以將其設置為多於或少於4個的任意適宜個數。
在本發明的其他眾多實施例中，還可以針對本發明的防爆車輪中的上述各組成部分加以改變。
舉例而言，在一個實施例中，可以將壓力傳感器4改為裝設在輪輞2上，而且同時還將該壓力傳感器4設置成多個以放置於不同位置處來提供更為全面、準確的充氣腔室3 內部氣壓值。在另一個示例中，當然也可以同時將多個壓力傳感器4分別設置在輪輞2、氣體發生及控制器6上，以更好地滿足壓力檢測需要。
在又一個實施例中，將洩壓閥8改為布置在輪胎1的側壁上並且設置為多個，以便實現瞬時洩壓操作。在更優選的示例中，同時在輪胎1的側壁上、輪輞2上設置若干個洩壓閥8，並且將這樣的洩壓閥8沿著車輪的圓周方向進行對稱布置以便美觀。
在另一個實施例中，也是將氣體發生及控制器6沿著輪輞2的圓周方向對稱設置為多個，並使其與充氣氣囊7的數目保持一致。而在一個簡化的示例中並不設置充氣氣囊 7,而直接由氣體發生及控制器6來向充氣腔室3輸送氣體。
另外，毫無疑問地是，在以上示範性說明的任意一種防爆車輪上，還可以再裝設位於輪胎1和輪輞2之間的內胎。
當然，可以將以上所述的這些防爆車輪中的一種或多種類型裝設在車輛上上，從而提供更佳的行車安全保證。
以上以列舉具體實施例的方式來詳細闡明本發明的防爆車輪，所述個例僅供說明本發明的原理及其實施方式之用，而非對本發明的限制，在不脫離本發明的精神和範圍的情況下，本領域的普通技術人員還可以做出各種變形和改進。當然，還需要指出的是，在本文中所披露的本發明的各個具體參數數值實際上也明確包括了對於這些參數值的任何非實質性偏移。因此，所有等同的技術方案均應屬於本發明的範疇並為本發明的各項權利要求所限定。
權利要求
1.一種防爆車輪，其包括輪輞、覆設於所述輪輞上的輪胎以及處於所述輪輞和輪胎之間的充氣腔室，其特徵在於，所述防爆車輪還包括壓力傳感器，其被設置用於監測所述充氣腔室的內部氣壓值；以及氣體發生及控制器，其設於所述輪輞上並與所述壓力傳感器相連接以獲取所述內部氣壓值，所述氣體發生及控制器被設置成當所述內部氣壓值出現緩慢下降或其低於第一預設氣壓值時，它經由其上通向所述充氣腔室的第一通道向所述充氣腔室補充氣體直至達到第一預設氣壓值；並且當所述內部氣壓值超過第二預設氣壓值時，它打開可連通所述充氣腔室與外界大氣的第二通道向外界排出所述充氣腔室內的多餘氣體直到達到第二預設氣壓值，所述第二預設氣壓值與第一預設氣壓值相同或不同。
2.根據權利要求1所述的防爆車輪，其特徵在於，所述防爆車輪還包括至少一個充氣氣囊，其設於所述充氣腔室內部用於在所述壓力傳感器監測到所述內部氣壓值急劇下降時，由所述氣體發生及控制器控制所述充氣氣囊膨脹打開以填充所述充氣腔室。
3.根據權利要求1所述的防爆車輪，其特徵在於，所述內部氣壓值緩慢下降的速率是指在10帕/秒至1000帕/秒之間。
4.根據權利要求2所述的防爆車輪，其特徵在於，所述內部氣壓值緩慢下降的速率是指在10帕/秒至1000帕/秒之間。
5.根據權利要求2所述的防爆車輪，其特徵在於，所述內部氣壓值急劇下降的速率是指不小於0.1兆帕/秒。
6.根據權利要求1-5中任一項所述的防爆車輪，其特徵在於，所述壓力傳感器設於所述輪輞上或所述氣體發生及控制器上。
7.根據權利要求1-5中任一項所述的防爆車輪，其特徵在於，所述氣體發生及控制器沿著所述輪輞的圓周方向被對稱設置為至少兩個。
8.根據權利要求1-5中任一項所述的防爆車輪，其特徵在於，所述第二通道設於所述輪輞上和/或所述輪胎側壁上。
9.根據權利要求1-5中任一項所述的防爆車輪，其特徵在於，所述防爆車輪還包括設於所述輪輞和所述輪胎之間的內胎。
10.一種車輛，其特徵在於，在所述車輛上裝設有至少一個如權利要求1-9中任一項所述的防爆車輪。
全文摘要
本發明涉及一種防爆車輪，其包括輪輞、覆設於輪輞上的輪胎和處於二者之間的充氣腔室，還包括壓力傳感器，其被設置用於監測充氣腔室的內部氣壓值；氣體發生及控制器，其設於輪輞上並與壓力傳感器相連接以獲取所述內部氣壓值，其被設置成當該內部氣壓值出現緩慢下降或其低於第一預設氣壓值時，它經由其上通向充氣腔室的第一通道向充氣腔室補充氣體直至達到第一預設氣壓值；當該內部氣壓值超過第二預設氣壓值時，它打開可連通充氣腔室與外界大氣的第二通道向外界排出充氣腔室內多餘氣體直到達到第二預設氣壓值，第二與第一預設氣壓值相同或不同。本發明設計新穎、使用安全可靠，能避免因輪胎異常而引發的交通事故，極大地提升了行車安全性能。
文檔編號B60C23/04GK102529608SQ20101062063
公開日2012年7月4日 申請日期2010年12月29日 優先權日2010年12月29日
發明者周中堅, 張平, 張成寶, 鄭虎 申請人:上海汽車集團股份有限公司