[00043840]半包裹式安全车轮

　　技术简介： 　　1.车轮结构 　　本项专利由半包裹式轮胎副与固定它们的轮辋组成，见图1、图3所示。半包裹式轮胎副由一条或两条充气的工作胎（可以是有内胎的，也可是无内胎的）和一条实心的安全胎构成。充气胎一边的部分胎侧连同胎圈向内收缩形成侧向凸出的胎冠，一条工作胎从一侧或两条工作胎分别从两侧用凸出的胎冠及其气腔紧紧包裹住安全胎。 　　轮胎与轮辋可以在现有车轮技术范围内选用所有类型和材料。安全胎与轮辋之间可选用粘结式或非粘结式联接，但须牢固可靠，不需用户拆装，两者组成复合轮辋；工作胎与轮辋之间可选用现有充气轮胎的所有联接方式，对于深槽式轮辋若按图2示意的两轮圈不等径设计，则可进一步方便工作胎的拆装。 　　2.基本功能 　　由于半包裹式安全轮胎副的两种轮胎既可独立工作也可协同工作，因而在车轮的以下两项重要性能上获得了预订的（轮胎设计时确定）安全储备： 　　抵抗路面冲击——突出于路面的硬物冲击惯穿工作轮胎时，安全轮胎可有效地扩散冲击力，避免金属轮缘直接承受冲击。对于使用小扁平率轮胎的轿跑车显著地提高了车轮的过能力。 　　限制单轮下沉——在通过能力相同的条件下，工作气腔有效高度得到大幅度降低，在爆胎、脱胎等突然失压时，车轮下沉量受到可靠的限制，车辆应对轮胎事故的操控性能因而得到了显著提升。对于广泛使用大扁平率轮胎的越野车、大型车辆，甚至对于飞机都具有重大的安全意义！ 　　半包裹式安全轮胎副还可创造出两种新的轮胎功能： 　　第二工作胎——当工作胎失效后，安全胎便充当“第二工作胎”将车辆驶入维修站或安全的地点，不仅可实现车辆“抛弃备胎”，而且对于防爆车辆、军事车辆等在紧急情况下完成预定的操作提供了保障。若选用如图3所示的双气胎安全车轮，仅一条充气胎失效时，这样的保障还具有相当的越野能力。 　　分级工作机制——轮胎式吊车、叉车、挖掘机、装载机等工程机械，当重载负荷工作时对单轴倾斜量或轴间倾斜量的控制要求严格，通常选用实心胎，而当其空载时又追求同汽车一样的行驶性能。若能进行适当的胎压设计，或安装轮胎可变气压装置，便可创建车轮的分级工作机制：空载行驶时使用气腔，重载负荷时气腔侧凸部分的内空被完全压缩，直接由实心胎工作。 　　技术的应用领域前景分析： 　　1，RSC轮胎＝便利轮胎≠防爆轮胎 　　RSC轮胎依靠加强胎侧作为应急支撑体来实现轮胎的事故保用功能。由于胎侧截面高宽比的限制，决定了这种轮胎结构的应急支撑能力特别是侧向支撑能力较弱。因此，在爆胎特别是弯道爆胎时，RSC轮胎为稳定车辆提供的支撑是有限的；在剧烈爆胎引发轮胎脱圈，或部分胎面抛离时更无任何安全可言。有人认为加强胎侧多少都具有防爆效果，这只是双刃剑的一面，加厚的胎侧生热量更大而变得更易爆胎，所以使用RSC轮胎的车辆在缺气、路面不平等胎侧应变较大的情况下更要减速行驶。也有人说这种轮胎使用了防爆材料，而工程材料的防爆能力都与其柔韧性呈相反的量变关系，即胎体防爆能力越强，生热量越大。负责任的RSC轮胎厂家只会说自己的产品是缺气保用轮胎，有限度地化解爆胎隐患；而不负责的经销商将其吹虚为防爆轮胎，驾驶者千万不能存有这种伪安全概念。 　　当今世界上还没有完全意义上的防爆充气轮胎！防爆车轮是通过轮辋、轮胎与应急支撑体等组件来实现爆胎保用的。 　　2，PAX系统＝准防爆车轮≠便利轮胎 　　防爆车轮大多是特制品，经量产用于民用的大概唯有1996年米其林在北美面市的PAX系统，由特制轮辋、轮胎与内置活动支撑环组成。其性能非常优异，被雷诺、奥迪、劳斯莱斯等一些高级或运动车型选配。可惜因车轮重量较大，轮胎拆装复杂等原因，于不久前终止了研发计划。PAX系统独特的胎唇垂直锚泊设计是为了确保爆胎后内置支撑环不会滑出，但若爆裂强度太大，胎唇断裂或脱离胎唇座，也就失去了防爆功能。因此，PAX系统属于准防爆车轮，鲜有军事车辆选配。 　　3，安全车轮＝防爆车轮＋轮胎穿刺保用技术＝防爆＋便利 　　发明专利——半包裹式安全车轮，由特制轮辋、轮胎与外置固定支撑环组成，在消除PAX系统缺陷的同时保持了它的优异民用性能。由于支撑环是固定安装的，其防爆性能非常可靠，结合轮胎的穿刺保用技术便可打造出真正的安全车轮。它不仅适用于轿车、越野车和轻型货车，还适用于大客车、大货车和工程机械；不仅适用于民用车辆市场，还广泛适用于军、警特种车辆市场，给我国轮胎业崛起提供了不可措失的契机。 　　经济收益分析： 　　安全轮胎是轮胎发展的终极方向，谁掌握了它的核心技术谁就控制了轮胎业的未来。自上世纪90年代以来，全球轮胎巨头们不惜巨资所开发的各种加物支撑型和自体支撑型安全轮胎都已走向失败或正在走向失败，这给我国轮胎业崛起提供了不可措失的契机。 　　厂房条件建议： 　　同现有轮胎厂房条件相同，但必须具有较强的产品研发能力。创新与仿制的根本不同，除了产品理念外，还须解决产品生产和使用过程中可能面临的一系列问题，本项专利要转化为成熟的产品，至少要首先攻克以下研制要点： 　　a.工作胎结构：相对于普通充气轮胎，工作胎包裹安全胎一侧的胎壁及其胎圈、胎冠的应力变得较复杂，但对于子午线结构来说仍然清晰：除这一侧胎冠滚动离心力增大需加强约束外，其余的应力变化皆有利，胎圈截面积与胎壁厚度可望降低。 　　b.安全胎结构：由于受到长期的侧向挤压，安全轮胎不仅在结构上要考虑侧向约束，而且还要考虑减少橡胶侧向徐变的措施。如采取对称截面设计，一定使用期后掉转方向安装。 　　c.车轮重量的影响：工作胎与轮辋的横截面延展长度有所增加，且增添了一条实心胎，将明显增加车轮重量，也将因此加大了车轮的线惯性矩和极惯性矩。这一不利影响对于重型车辆并不敏感，但对于高速乘用车来说非常不利。所以应结合不同类型车轮的安全胎使用机率、工作时间来设计其截面和材料，尽量减小安全胎的重量。轮辋上的加强棱与两种轮胎接合处的轮辋折皱线合并设置也可降低轮辋的重量。 　　d.不对称胎截面的问题：工作胎的不对称截面是本专利车轮的重要特征，也是怀疑者的主要质疑点，它将至使：①轮胎的切向受力（牵引力、制动力和滚动阻力）偏移截面中心线；②轮胎的横向力学性能（侧偏刚度、回正力矩）左右轮不一致。我以为由于安全胎刚度、工作胎对安全胎的握裹程度这两因素的介入，要对上述问题进行定量分析是困难的，有赖于实验解答。但只要保证正常气压下工作胎对安全胎有充分的握裹压力，这一握裹面不发生或少不发生分离或滑移，上述受力偏移和力学性能差异都会调控在可接受范围内。 　　e.应对工作轮胎失压后胎圈脱座的措施：①采用自封式安全轮胎技术，使轮胎失压量不足以造成胎圈脱座；②爆胎时任由其脱离，抛弃残胎。 　　f.工作轮胎内壁耐磨措施：在分级工作机制的第二工况下，工作轮胎气腔侧凸部分的上下内壁将在负荷下紧贴，并通过摩擦传递水平力。 　　g.胎压感应元件：可在安全胎上安装直接压力感应片，不必采用气压感应、滚动半径感应等复杂而昂贵的手段。 　　恭候有志开发者来电联系，愿能共同创造出中国人的安全车轮！