专利名称：汽车护轮的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种能够在行驶汽车的橡胶充气轮胎爆炸时替代轮胎运行，对汽车和驾乘人员提供有效安全保护的机械装置一汽车护轮，简称护轮，它能较大限度地使汽车和驾乘人员降低故障造成的伤害，避免高速行驶的汽车因爆胎而发生重大的道路交通事故。
背景技术：
传统汽车均使用橡胶 充气轮胎。汽车道路交通中，40%的交通事故是由轮胎发生故障引起的，其中爆胎引发的事故更是占了 70%以上。由于爆胎事故具有偶然性和不可预见性，因此，一旦发生爆胎，不但会给汽车和驾乘人员造成重大的伤害，往往还会波及相临汽车的行驶安全，累及无辜，造成重大道路交通事故。如何避免轮胎发生爆炸一直是自橡胶充气轮胎诞生以来世界性的重大研究课题。防爆轮胎技术(RSC)和不怕扎的防爆轮胎技术是最新的成果，它最大程度的解决了汽车行驶的安全问题。但结构复杂，成本高，程序监控系统因涉及元器件和电源，难以保证长期无故障使用，可靠性得不到保证是不能很快全面应用的原因。如何解决在轮胎发生爆胎情况下汽车的安全行驶是本发明从另一个角度研究汽车的安全行驶问题:怎样才能使汽车在爆胎时不发生重大道路交通事故呢？
发明内容
行驶的汽车，特别是高速行驶的汽车在爆胎时，事故轮胎瞬间失气，突然变为依靠轮毂运行，由于轮毂直径比轮胎直径小很多，轮毂周长比轮胎周长小了直径差的η倍，所以汽车会向事故轮胎一方偏转，且轮毂与轮胎的直径差越大，偏转的幅度越大；汽车的行驶速度越高，偏转的幅度也越大。高速行驶的汽车在突然发生大幅偏转时往往会造成重大的道路交通事故。为了使行驶的汽车在发生爆胎事故时减小汽车的偏转角度，本发明提供一种爆胎汽车保护装置——汽车护轮，该护轮能使发生爆胎的汽车偏转的角度限制在人为可控的较小的范围之内，从而避免因爆胎发生重大的道路交通事故。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:在不改变汽车原有基本结构的基础上给汽车增加一套汽车护轮。护轮和轮毂一起并列安装在车轴端头上，并紧贴轮毂，以增加机械强度。外径比橡胶充气轮胎略小且与轮毂和橡胶充气轮胎平排、同轴芯。汽车正常行驶时护轮不与路面接触，而是保持有较小的间隙，不会增加损耗。当橡胶充气轮胎发生爆胎时，护轮会立即替代橡胶充气轮胎工作，达到尽量减小汽车偏转方向的目的，司机可依据偏转情况从容地进行并完成方向修正、减速、停车等等操作。本发明的有益效果在于当汽车安装了护轮后，在按规定时速驾驶的情况下发生爆胎时，能大幅减少汽车偏转角度，使汽车可控，避免发生重大的道路交通事故。本发明突出特点是结构简单，实用。可在各种橡胶充气轮胎的汽车上应用。
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。图1是汽车护轮第一种构件图。图2是橡胶圈安装在刚性轮上的局部放大剖视图。图3是汽车护轮第一个实施例护轮安装在汽车外侧的位置图。图4是汽车保护轮第二种构件图。图5是汽车保护轮第二个实施例护轮安装在汽车内侧的位置图。图6是汽车护轮第一种结构的附件组合放大视7是汽车护轮第一个实施例安装了部份附件后的视图。图中1.刚性轮A，2.橡胶圈，3.锁簧，4.螺栓，5.附件组合；6.轮胎，7.轮毂，8.车轴，9.螺栓，10.制动组件；11.刚性轮B，12.橡胶套圈；13.螺杆，14.螺母，15.弹簧垫圈，16.垫片，17.齿条，18.连接片，19.螺栓
具体实施例方式图1中，护轮中的刚性轮A(I)用硬质的金属、合金等材料制作，中心部份为薄板，开有与车轴端头螺栓(9)相对应的螺孔，方便护轮安装在车轴端头上。中间部份制成条幅状，条幅数和形状与轮毂相对应，条幅上留有螺孔，方便用螺栓(4)将护轮与轮毂固定为一体，增加护轮的机械强度。刚性轮A(I)次边上铣圆弧形槽，以方便橡胶圈(2)的锁簧(3)装卸。刚性轮⑴最外圈 沿中间均匀布置有径向的螺孔，方便附件组合(5)中的螺杆(13)拆装(图6所示)，便于在遇到特殊情况时应急使用。橡胶圈(2)的构造类似普通橡胶充气轮胎，但空腔部份不是用于充气，而是用于包裹刚性轮A(I)外沿，起缓冲的作用。橡胶圈(2)内圈有圆钢筋锁簧(3)，能使橡胶圈(2)与刚性轮A(I)牢固结合。橡胶圈(2)圈面部结构与普通橡胶充气轮胎和传动皮带结构类似，有较简单的帘布层和缓冲层，具有较大的抗压强度和耐磨性能，表面有浅层花纹。图3是本发明第一个实施例护轮的安装视图，护轮安装在轮胎(6)外侧，要避免护轮侧面和轮胎(6)侧壁接触，保证车辆高速行驶时轮胎(6)侧面不与护轮侧面产生磨擦。当行车途中突遇冰冻雨雪天气，道路泥泞时，装上附件组合(5)各件，可以让汽车轻松解脱困境。图4中，护轮中的刚性轮B(Il)的构造是为了使护轮安装于轮胎的内侧而设计的。图5是本发明第二个实施例护轮的安装视图。护轮中的刚性轮B(Il)先于轮毂(7)套在车轴端头上并借助轮毂(7)压迫将护轮固定于车轴上，刚性轮B(Il)腰圈小于轮毂(7)内圈，它们之间加入了橡胶套圈(12)起阻隔和缓冲作用。由于护轮装于轮胎(6)内侦牝不便安装附件组件(5)配件，所以不考虑附加作用。以这种方式安装护轮，具有很好的隐形特性。橡胶圈(2)的安装同第一个实施例。图6是附件组合(5)的放大视图。图中螺杆(13)用直径Φ = 20mm左右的优质圆钢制成，一端头开20_左右长度的螺牙，与齿条(17)中央的螺孔对接。另一端头的螺牙长度为50mm左右螺牙，螺杆(13)长度IOOmm左右。图7是附件组合(5)部份部件安装在刚性轮⑴外圈以后的视图。刚性轮⑴边沿的螺孔深度为40mm左右，当螺杆(13)上满牙位时，由牙形齿条组成的轮子直径比轮胎
(6)直径大40mm左右。当螺杆(13)上半牙位时，把螺母(14)逼紧，齿条组成的轮子直径比轮胎(6)直径大80mm左右。用连接片(18)和螺栓(19)将各齿条(17)连接牢固后，就完成了附件组合(5)的安装，可用于应急自救。护轮设计目前，全球的小轿车自重多在2000kg左右，承载质量大约为850kg，轮胎直径多在800mm以下，新轮胎的纹深多在7 20mm之间。在道路情况较好的国家和地区，轿车是便捷的代步交通工具，以载人为主。经仔细测量得知，在标准胎压和额定载荷条件下，小汽车的四个轮胎受力变形是较一致的；轮胎接触路面时受压变形的大致情况是:轮胎与路面接触的长度大约180mm，地面至轮轴中心的垂直距离比轮胎半径小约10mm，也即轮胎受力后垂直接地部分的半径被压缩了 IOmm左右。本发明汽车护轮直径的大小是以轮胎的直径为依据确定的。设轮胎直径^，轮胎纹深度Ws，则Dl = Dd+2ffs (I)式中也——轮胎直径，mm ；Dd——轮胎纹底直径，mm ；Ws——轮胎纹深度，mm。护轮直径Dh 的计算:Dh = Dg+2Xh (2)式中:Dh——护轮直径，mm ；Dg——刚性轮A(I)或B(Il)直径，mm;Xh-橡胶圈⑵厚度，mm。护轮直径与轮胎直径建立如下关系:K = Dl-Dh (3)式中:K—使护轮既尽可能少对汽车性能产生影响又确保车辆足够安全的正整数系数值，mm,取值范围可选K = 30 50mm,经综合各方面因素分析,选取K = 40mm。橡胶圈⑵厚度Xh的确定:Xh = ffs+a(且当 Ws < 10 时 Xh = 10+a) (4)式中:XH-橡胶圈⑵厚度，mm;Ws——轮胎纹深度，mm。a-保证橡胶圈有必要厚度的基础系数，mm。对于小型汽车取a = O。刚性轮⑴的直径De计算:由以上四式可得Dd-Dc = K+2a (5)Dg = Dd-K-2a式中:De——刚性轮A (I)或B(Il)的直径，mm ;Dd——轮胎纹底直径，mm ；K-安全系数值，mm。小型汽车可取K = 40mm ；a-保证橡胶圈(2)有必要厚度的基础正系数，mm。
其中，a是橡胶圈(2)厚度基础系数，它是确保各种不同直径轮胎时橡胶圈(2)都有足够的基本强度的一个参数，值在O IOmm之间选取。对于小型汽车，取a = O ;大客车轮胎直径较大，可选取a = 5 10mm。举例说明:设某新轿车Dlj = 770mm, Ws = 15mm,取K = 40mm, a = O,代入式⑴得:Dd = DL-2ffs = 770-2 X 15 = 740 (mm)橡胶圈⑵厚度Xh的计算为:由式⑷得Xh = Ws+a = 15+0 = 15 (mm)刚性轮A⑴、B(Il)直径De的计算:由式(5)有Dg = Dd_K_2a = 740-40-0 = 700 (mm)
由式⑵知护轮直径为:Dh = Dg+2Xh = 700+2 X 15 = 730mm式(3)及式(5)是护轮与轮胎的关系式，由式⑴知道随着汽车行驶轮胎纹面的磨损，纹层会逐渐变薄，轮胎纹深Ws逐渐变小，轮胎直径^也会逐渐变小，是动态渐变的。而护轮在汽车正常行驶过程中是不接触路面的，没有磨损，所以是固定不变的。由此造成由原来的770mm逐渐变小，由式(3)K = Dl-Dh知K由原来的K = 40mm变为K < 40mm,当纹面磨损严重之后，护轮底部与路面的间隙由原来的IOmm逐渐变小至可能与路面接触，并影响汽车行驶性能的程度，为了避免此种情况发生，对于如本例纹深较大的轮胎，橡胶圈(2)厚度采用多种规格加以解决:橡胶圈(2)厚度第一种规格为固定尺寸Zin =10 + a (mm)(当Ws彡10时)橡胶圈(2)厚度第二种规格Xii2=Fsmax+fl (mm)本例是小型汽车，选取a ==10 (mm),XK2 =WSmax =15 (mm)这样，新轮胎时，采用第二种规格厚度的橡胶圈(2)，A2 =15 mm;当轮胎纹深变为< IOmm时,橡胶圈⑵更换使用第一种规格，即Xh = IOmm,此时K = 40mm。当胎纹面磨损至纹深度由Xh ( IOmm变成Xh = 1.6mm时，按规定就应该更换轮胎了。如果是胎纹深小于IOmm的轮胎，只使用第一种规格Xh = IOmm固定尺寸的橡胶圈
(2)就行了。如此，就能把K值的变化限定在20 40mm之间。汽车加装护轮的效果下面以实例计算汽车行驶发生爆胎情况下I秒内有无护轮时汽车产生的偏转角度的结果对比说明护轮的作用，以具有较好性能的越野车奔驰GL5504MATIC为例，它使用的橡胶充气轮胎规格295/40R21，实测轮胎外径Dl = 750mm，轮毂直径570mm，同轴轮距1650mmo表1:奔驰GL5504MATIC在多种时速爆胎时I秒钟汽车转向角度计算表
权利要求
1.一种汽车护轮，与轮毂并列安装在汽车轴端头，并与橡胶充气轮胎平排、同轴心，护轮的直径比轮胎的直径小，当汽车高速行驶途中轮胎爆炸时能立刻替代轮胎行走，避免轮胎损坏，使汽车偏转的角度减小，避免发生重大的道路交通事故。其特征是:护轮直径Dh略小于橡胶充气轮胎直径，其关系式:D^Dh = K，K是使护轮既尽可能少对汽车性能产生影响又确保车辆足够安全的正整数系数值，取值范围可选K = 30 50mm。
2.根据权利要求1所述的汽车护轮，其特征是:护轮安装于汽车橡胶充气轮胎的外侧。
3.根据权利要 求1所述的汽车护轮，其特征是:在护轮的刚性轮外沿上安装附件组合后，又组合出直径比轮胎直径大的刚性轮子，供应急自救使用。
4.根据权利要求1所述的汽车护轮，其特征是:护轮安装于汽车橡胶充气轮胎的内侧，实现隐形安装。
全文摘要
一种能够在行驶汽车的橡胶充气轮胎爆炸时替代轮胎运行，对汽车和驾乘人员提供有效安全保护的机械装置——汽车护轮，简称护轮。它与轮毂并列安装在汽车轴端头，并与橡胶充气轮胎平排、同轴心，它的直径比轮胎的直径小，汽车高速行驶当中轮胎爆炸时它能立刻替代轮胎行走，避免轮胎损坏，使汽车偏转的角度减小，它能较大限度地使汽车和驾乘人员降低故障造成的伤害，避免高速行驶的汽车因爆胎而发生重大道路交通事故。
文档编号B60C17/04GK103213462SQ20131012246
公开日2013年7月24日 申请日期2013年3月27日 优先权日2013年3月27日
发明者郑桂刚 申请人:郑桂刚