专利名称：防爆车轮以及装设有该防爆车轮的车辆的制作方法
防爆车轮以及装设有该防爆车轮的车辆技术领域：
本发明涉及一种车轮，尤其涉及一种防爆车轮以及装设有该防爆车轮的车辆。背景技术：
车轮是车辆中的行走部件，充气轮胎以其质量轻、舒适性好等优点在汽车、拖拉机、工程车辆的车轮上得到了广泛的应用。然而，如果车辆在行驶过程中突然发生轮胎爆胎事故，往往就会瞬间造成车毁人亡，从而给人们的人身和财产造成巨大的无法挽回的损失。
车辆在行驶过程中发生突然爆胎的原因很多也很复杂，一般而言主要原因有两个原因之一是因为轮胎一直在胎压不足的情况下高速行驶，由此导致轮胎磨损严重，轮胎强度急剧下降，最后发生轮胎爆裂；原因之二是因为轮胎在长期高速行驶中出现过热，这样就加速了橡胶的老化，并由此最终导致车轮发生爆胎。
请参考图1和2，在这些图中示出了现有技术中的车轮的基本结构，即其主要是由轮胎100、轮辋200和充气腔室300等组成。其中的轮胎100被紧紧地箍设在轮辋200上， 并且与轮辋200形成了充气腔室300。为了简化图面起见，在图1中省去了充气气门嘴等零件。当然，如果存在内胎轮胎，在车轮组件中还应包含一个内胎。在突然发生爆胎事故的情形下，充气腔室300中的气体就会迅速释放，造成轮胎气压值为零，车辆此时就会陷入极度危险的境地，随时有可能出现车毁人亡。现有技术中的车轮在发生轮胎爆胎时都会无可避免地造成轮胎气压急剧下降，如果不能在此时刻迅速、及时地恢复胎压，就非常有可能造成车毁人亡的惨剧发生。此外，由于日常行车损耗，确实难以避免轮胎长期处于胎压不足地状况。所以，亟需对于以上问题加以研究解决。
发明内容
有鉴于此，本发明的一个目的在于提供一种设计新颖、使用性能安全可靠的防爆车轮，从而可以有效解决现有技术中存在的上述问题，从根本上主动防止爆胎事件的发生， 杜绝由于轮胎异常而弓I发交通事故。
此外，本发明的另一目的在于提供一种车辆，通过在该车辆上装设本发明的防爆车轮来极大地提升行车安全。
为实现上述的发明目的，本发明采用的技术方案如下
一种防爆车轮，其包括轮辋、覆设于所述轮辋上的轮胎以及处于所述轮辋和轮胎之间的充气腔室，所述防爆车轮还包括
压力传感器，其被设置用于监测所述充气腔室的内部气压值；以及
气体发生及控制器，其设于所述轮辋上并与所述压力传感器相连接以获取所述内部气压值，所述气体发生及控制器被设置成当所述内部气压值低于预设气压值或其出现缓慢下降时，由其经由其上通向所述充气腔室的第一通道向所述充气腔室补充气体直至达到所述预设气压值；并且
当所述内部气压值超过所述预设气压值时，由其打开可连通所述充气腔室与外界大气的第二通道向外界排出所述充气腔室内的多余气体直到达到所述预设气压值。
在上述的防爆车轮中，优选地，所述防爆车轮还包括至少一个充气气囊，其设于所述充气腔室内部用于在所述压力传感器监测到所述内部气压值急剧下降时，由所述气体发生及控制器控制所述充气气囊膨胀打开以填充所述充气腔室。
在上述的防爆车轮中，优选地，所述内部气压值缓慢下降的速率是指在10帕/秒至1000帕/秒之间。
在上述的防爆车轮中，优选地，所述内部气压值急剧下降的速率是指不小于0. 1兆帕/秒。
在上述的防爆车轮中，优选地，所述压力传感器设于所述轮辋上或所述气体发生及控制器上。
在上述的防爆车轮中，优选地，所述气体发生及控制器沿着所述轮辋的圆周方向被对称设置为至少两个。
在上述的防爆车轮中，优选地，所述第二通道设于所述轮辋上和/或所述轮胎侧壁上。
在上述的防爆车轮中，优选地，所述防爆车轮还包括设于所述轮辋和所述轮胎之间的内胎。
一种车辆，在该车辆上装设有至少一个以上任一项所述的防爆车轮。
本发明与现有技术相比具有众多优点，尤其在于以下三点
首先，采用本发明的防爆车轮可以在轮胎缺气的情况下自动补气，从而使得轮胎始终维持在预设气压值(例如，针对不同类型、型号的轮胎，由业界制定的通用正常标准气压值或者由用户或厂商根据实际需要设定的气压值)，从而从根本上主动防止了爆胎事件的发生，杜绝了爆胎事故；其次，如果轮胎气压偏高，本防爆车轮将会通过将多余气体释放到外界大气中而使得轮胎始终维持预设气压值；此外，如果由于某种原因发生轮胎突然爆胎，在本发明中的气体发生及控制器还能够通过控制一个或多个安全充气气囊瞬间膨胀， 以此来迅速填充充气腔室而恢复轮胎气压，这样就避免了轮胎突然爆胎后车毁人亡的惨剧的发生。本发明的防爆车轮能够应用在各种车辆上，诸如汽车、拖拉机、工程机械等需要车轮的领域，更可以将其应用于军事车辆、公安车辆、押钞车辆等特殊用途车辆上。
以下将结合附图和实施例，对本发明的技术方案作进一步的详细描述。其中
图1是现有技术中的车轮的主剖视结构图2是图1中车轮沿其纵向中心线的侧向剖视结构图3是本发明的防爆车轮的一个较佳实施例的主剖视结构图4是图3中防爆车轮沿其纵向中心线的侧向剖视结构图；以及
图5是本发明的防爆车轮的另一个较佳实施例的主剖视结构图。
附图标记说明
1 轮胎2 轮辋
3 充气腔室 4 压力传感器
5 补气嘴 6 气体发生及控制器
7 充气气囊 8 泄压阀
100 轮胎200 轮辋
300充气腔室具体实施方式
概括而言，本发明的防爆车轮在构造上主要包括轮辋、轮胎、充气腔室、压力传感器、气体发生及控制器等组成部分。而本发明对于现有技术的重要改进之处特别在于其中的压力传感器、气体发生及控制器，由它们构成了本发明的重要组成部分，尤其上述的气体发生及控制器更是本发明的关键部件。以下将具体结合一些本发明的较佳实施例来进行详细说明，以便于能够更好地理解本发明的结构特点、性能优点和工作原理。
请参阅图3和图4，它们示意性地显示出了本防爆车轮的一个较佳实施例的基本结构。
如图3-4所示，在该较佳实施例中，防爆车轮包括轮胎1、轮辋2、充气腔室3、压力传感器4、补气嘴5、气体发生及控制器6、充气气囊7、泄压阀8等部件。其中，轮胎1被紧紧地覆设在轮辋2上，并且由其与轮辋2形成充气腔室3。气体发生及控制器6是被固装在轮辋2上，同时还将压力传感器4、补气嘴5和充气气囊7集成设置在气体发生及控制器6 上以提高部件集成度、节省安装空间或者更有利于进行整体维护。
上述的补气嘴5能够提供由气体发生及控制器6将气体输送入充气腔室3的第一通道，而由穿过轮辋2圆周表面的泄压阀8来提供可连通充气腔室与外界大气的第二通道以便在需要时连同二者以便排出充气腔室内的多余气体。补气嘴5和泄压阀8的基本构造和工作原理已经为本领域的技术人员所熟知和理解(例如，泄压阀8可以使用常规的卸压阀)，因此在本文中不多赘述。
对于上述的压力传感器4，它可以采用现有技术的任何适用的常规压力测试部件， 以便用来监测充气腔室3的内部气压值，从而能及时、准确地提供轮胎胎压状况而据此采取相应的控制措施，对于这些涉及实现本发明的前述发明目的的控制措施，将在以下关于气体发生及控制器6和充气气囊7的说明性描述中加以介绍。
如前所述，气体发生及控制器6是本发明中的关键部件，可以通过包括电子控制技术在内的软硬件技术来实现其以下的功能
首先，由气体发生及控制器6通过与压力传感器4的连接来获得充气腔室3的内部气压值，并且在该内部气压值低于第一预设气压值(由用户或厂商根据实际需要进行设定)、或者在该内部气压值出现缓慢下降(例如，缓慢下降速率处于10帕/秒至1000帕/ 秒之间)的情形下，由气体发生及控制器6经由上述的第一通道向充气腔室3补充气体，直至通过压力传感器4检测后的充气腔室3内部气压值已经达到上述的第一预设气压值，这样就避免了轮胎出现胎压不足，汽车持续缺气行走而发生爆胎的潜在危险，做到未雨绸缪。
此外，在充气腔室3的内部气压值被监测到超过预设气压值时，气体发生及控制器6将通过控制泄压阀8来打开上述的第二通道，从而将充气腔室3内的多余气体排向外界，直至通过压力传感器4检测后的充气腔室3内部气压值达到上述的第二预设气压值，从而使得轮胎压力始终维持在该预设压力值附近，同样主动避免了潜在的爆胎危险。
显然，为了实现非常灵活、有效的控制，可以将第一预设气压值、第二预设气压值设置为相同的数值，也可以将它们设置为不相同的数值，具体如何进行设置可以完全由厂商、用户、维护技师或者其他相关人员等根据实际需要来设定或调整。
请再结合参考图3、4和5，在这些视图中还特别示出了本防爆车轮的较佳实施例中的另一个关键部件——充气气囊7。在本发明的该实施例中设置充气气囊7的目的在于 由于某种原因而发生了轮胎爆胎事件，此时充气腔室3内的气压值将急剧下降(例如，急剧下降速率不小于0. 1兆帕/秒)，此时补气嘴5将不会工作，而由气体发生及控制器6在通过压力传感器4监测到出现上述的气压值急剧下降情形时迅速促使充气气囊7瞬间膨胀打开(例如，类似于汽车驾驶室内的安全充气气囊工作模式)来填充充气腔室3，从而以其暂时充当起轮胎内胎的作用，重新为车轮建立起正常的胎压。通过以上控制措施，就使得保证驾驶员即便在发生爆胎情况下也不至于惊慌失措，不会造成车辆行驶姿态失控，这样就避免了轮胎突然爆胎后车毁人亡的不幸惨剧的发生。通过使用本发明的防爆车轮，又恢复了 “正常”胎压后的车轮足以保证能将其正常行驶到汽车维修店更换轮胎、或者就近就地更换轮胎。
需要说明的是，在本发明中的气体发生及控制器6是通过迅速爆炸产生高压气体并将其迅速充满充气气囊7来进行以上安全操控的，而不是通过压缩充气气囊或者高压储气罐等装置来实现的。此外，尽管在图5中将充气气囊7示意性地显出为在充气腔室3内部设置了 4个，然而在实际使用时并不存在这样的数目限制，而事实上可以将其设置为多于或少于4个的任意适宜个数。
在本发明的其他众多实施例中，还可以针对本发明的防爆车轮中的上述各组成部分加以改变。
举例而言，在一个实施例中，可以将压力传感器4改为装设在轮辋2上，而且同时还将该压力传感器4设置成多个以放置于不同位置处来提供更为全面、准确的充气腔室3 内部气压值。在另一个示例中，当然也可以同时将多个压力传感器4分别设置在轮辋2、气体发生及控制器6上，以更好地满足压力检测需要。
在又一个实施例中，将泄压阀8改为布置在轮胎1的侧壁上并且设置为多个，以便实现瞬时泄压操作。在更优选的示例中，同时在轮胎1的侧壁上、轮辋2上设置若干个泄压阀8，并且将这样的泄压阀8沿着车轮的圆周方向进行对称布置以便美观。
在另一个实施例中，也是将气体发生及控制器6沿着轮辋2的圆周方向对称设置为多个，并使其与充气气囊7的数目保持一致。而在一个简化的示例中并不设置充气气囊 7,而直接由气体发生及控制器6来向充气腔室3输送气体。
另外，毫无疑问地是，在以上示范性说明的任意一种防爆车轮上，还可以再装设位于轮胎1和轮辋2之间的内胎。
当然，可以将以上所述的这些防爆车轮中的一种或多种类型装设在车辆上上，从而提供更佳的行车安全保证。
以上以列举具体实施例的方式来详细阐明本发明的防爆车轮，所述个例仅供说明本发明的原理及其实施方式之用，而非对本发明的限制，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，本领域的普通技术人员还可以做出各种变形和改进。当然，还需要指出的是，在本文中所披露的本发明的各个具体参数数值实际上也明确包括了对于这些参数值的任何非实质性偏移。因此，所有等同的技术方案均应属于本发明的范畴并为本发明的各项权利要求所限定。
权利要求
1.一种防爆车轮，其包括轮辋、覆设于所述轮辋上的轮胎以及处于所述轮辋和轮胎之间的充气腔室，其特征在于，所述防爆车轮还包括压力传感器，其被设置用于监测所述充气腔室的内部气压值；以及气体发生及控制器，其设于所述轮辋上并与所述压力传感器相连接以获取所述内部气压值，所述气体发生及控制器被设置成当所述内部气压值出现缓慢下降或其低于第一预设气压值时，它经由其上通向所述充气腔室的第一通道向所述充气腔室补充气体直至达到第一预设气压值；并且当所述内部气压值超过第二预设气压值时，它打开可连通所述充气腔室与外界大气的第二通道向外界排出所述充气腔室内的多余气体直到达到第二预设气压值，所述第二预设气压值与第一预设气压值相同或不同。
2.根据权利要求1所述的防爆车轮，其特征在于，所述防爆车轮还包括至少一个充气气囊，其设于所述充气腔室内部用于在所述压力传感器监测到所述内部气压值急剧下降时，由所述气体发生及控制器控制所述充气气囊膨胀打开以填充所述充气腔室。
3.根据权利要求1所述的防爆车轮，其特征在于，所述内部气压值缓慢下降的速率是指在10帕/秒至1000帕/秒之间。
4.根据权利要求2所述的防爆车轮，其特征在于，所述内部气压值缓慢下降的速率是指在10帕/秒至1000帕/秒之间。
5.根据权利要求2所述的防爆车轮，其特征在于，所述内部气压值急剧下降的速率是指不小于0.1兆帕/秒。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的防爆车轮，其特征在于，所述压力传感器设于所述轮辋上或所述气体发生及控制器上。
7.根据权利要求1-5中任一项所述的防爆车轮，其特征在于，所述气体发生及控制器沿着所述轮辋的圆周方向被对称设置为至少两个。
8.根据权利要求1-5中任一项所述的防爆车轮，其特征在于，所述第二通道设于所述轮辋上和/或所述轮胎侧壁上。
9.根据权利要求1-5中任一项所述的防爆车轮，其特征在于，所述防爆车轮还包括设于所述轮辋和所述轮胎之间的内胎。
10.一种车辆，其特征在于，在所述车辆上装设有至少一个如权利要求1-9中任一项所述的防爆车轮。
全文摘要
本发明涉及一种防爆车轮，其包括轮辋、覆设于轮辋上的轮胎和处于二者之间的充气腔室，还包括压力传感器，其被设置用于监测充气腔室的内部气压值；气体发生及控制器，其设于轮辋上并与压力传感器相连接以获取所述内部气压值，其被设置成当该内部气压值出现缓慢下降或其低于第一预设气压值时，它经由其上通向充气腔室的第一通道向充气腔室补充气体直至达到第一预设气压值；当该内部气压值超过第二预设气压值时，它打开可连通充气腔室与外界大气的第二通道向外界排出充气腔室内多余气体直到达到第二预设气压值，第二与第一预设气压值相同或不同。本发明设计新颖、使用安全可靠，能避免因轮胎异常而引发的交通事故，极大地提升了行车安全性能。
文档编号B60C23/04GK102529608SQ20101062063
公开日2012年7月4日 申请日期2010年12月29日 优先权日2010年12月29日
发明者周中坚, 张平, 张成宝, 郑虎 申请人:上海汽车集团股份有限公司