带有凸起螺旋或凹陷环缺构造轮毂的车轮的制作方法

[技术领域]

本发明属于机械结构技术领域；确切的讲是发生严重缺气或暴胎时,反冲内支撑起到支撑轮胎的作用,防止破裂的外胎继续严重损坏,持续安全驾驶.

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背景技术：
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目前缺气保用轮胎又称安全轮胎(runonflat)，是为了避免爆胎并能在轮胎失压后继续安全行驶一段距离而研发的一种轮胎。而防爆轮胎则可以抵御子弹射击，即使轮胎被刺穿也可以正常行驶。防爆轮胎最初应用于军队的特种轮式车辆上，是为了应对战争状况下的炮火弹片袭击而设计，后来被应用在一些政要人物的出行用车以及其它特种车辆上。

缺气保用轮胎市场近年来以30％的增速发展，马牌、米其林、普利司通、倍耐力、固特异、韩泰等都将缺气保用轮胎技术应用到更多规格的产品中去，并成为市场竞争的利器。普利司通缺气保用轮胎在2011年实现国产之初，便与华晨宝马达成战略合作，为其新5系车型提供配套供货。而在过去的2014年中，普利司通国产缺气保用轮胎的配套进程大幅提速，先后达成了与梅赛德斯奔驰全新长轴距c级车，凯迪拉克ats-l，英菲尼迪q50l等重量级国产战略车型的深度合作。

从1934年固特异获得首项缺气保用轮胎专利(内支撑物轮胎的鼻祖)算起，汽车轮胎行业对缺气保用轮胎的研发已经走过了80多年的历程，这期间跨越着两个世纪。在世界轮胎工业史上，缺气保用轮胎几十年来不间断地进行开发，新品层出不穷，虽早已实现批量生产，却始终未能大规模应用。

在科技与经济高速发展的今天，随着缺气保用轮胎技术的不断升级，使其使用舒适性与功能性已经接近普通轮胎，价格也得到了降低，越来越多的人们开始为自己的爱车选择缺气保用轮胎，甚至有些汽车制造厂商在车辆出厂时就配备了缺气保用轮胎。有了消费市场就会有生产厂家，而现在市面上的缺气保用轮胎种类繁多，品牌、类型可谓是五花八门，虽然国家现在还没有出台对缺气保用轮胎的具体检验标准，但是行业标准已经出现。“抗刺扎、防爆破、失压后还能走”作为对缺气保用轮胎的三点基本要求。对于“失压后还能走”，其衡量标准是失压后的行驶速度和行驶距离。就保证汽车暂时稳定行驶的缺气保用轮胎而言，目前的行业标准是以80～88km/h的时速行驶160km以上。

目前缺气保用轮胎技术已形成由轮胎结构来划分的自封式和刚性支撑式两大类，其中刚性支撑又可分为自体支撑和加物支撑。以配套轮毂来划分的普通轮毂和特制轮毂两大类。而现在市场上广泛使用的缺气保用轮胎普遍采用多种技术相结合的方式。下面我们就来看看常见的。

缺气保用轮胎的技术4个种类:

自封式:在内腔两胎肩之间区段，设置有特制的防刺层，内装可流动的密封剂。当被刺穿或者拔出刺入物后，密封剂在轮胎气压作用下自动流到穿孔处，堵塞孔洞，保持轮胎不漏气。

自体支撑式:与普通轮胎相比，并未增加任何部件，只是通过特殊设计或增强增厚原有的某些部位，使轮胎失压后保持行驶轮廓，典型的例子是胎侧补强型。

加物支撑式:安装在轮毂上的支撑环在正常情况下并不受力，当轮胎失压后轮胎变瘪，支撑环开始通过轮胎胎面与地面接触，在一定程度上保持轮胎的行驶状态。

加物支撑+特制轮毂式:虽然轮胎被扎后，安装于轮毂上的支撑环可以在一定程度上保持轮胎的行驶状态，但是如果支撑环的固定不够稳固的话也无法保证轮胎被扎后的安全行驶，所以为了更好地固定支撑环，有些轮胎生产厂商会制造相应的配套特制轮毂。

每一个轮胎品牌都有自己的防爆轮胎技术，包括固特异、倍耐力和米其林。作为世界轮胎巨头之一的米其林，在防爆轮胎的发展中却遭遇挫折。

2007年12月，米其林宣布将停止pax缺气保用轮胎和轮圈系统的开发。米其林技术中心研发总裁philippedenimal先生说：今天我们不准备研发新pax系统仅仅是因为没有大量的市场需求，现在市场需求不足，不能足以填补在这项技术上的费用。米其林早在1997年就宣布了pax系统的面市，它由轮胎、特制轮毂、内支撑环以及胎压监测器四部分组成。特别的是，它必须由特殊设计的轮毂安装，轮毂拥有向外锚定的子口，当轮胎垂直安装在轮毂上时，特殊设计的子口能像卡子一样把轮胎卡在轮毂上。由于pax不是一条轮胎，而是一个系统，特殊设计的轮毂令推广变得更加困难，也增加了制造成本。另一个致命的原因是，2005年开始投放的pax系统会比普通轮胎增加25％的重量，也就是四条pax轮胎就等于多出了一个备胎的重量，这样因采用缺气保用轮胎而取消备胎的减轻重量设计就变得不再有意义。

即使是国内第一个为原厂车配备缺气保用轮胎的宝马，其当时采用的马牌缺气保用轮胎也因为胎壁加厚使舒适性大大下降，影响了宝马品牌的豪华运动形象。不过经过几年的努力，马牌缺气保用轮胎的性能已经与普通轮胎非常接近，而其出色的安全性也开始得到人们的认可。未来缺气保用轮胎的发展将向着更轻、更舒适、更方便以及成本更低的方向发展，当缺气保用轮胎的性能以及使用便利性可以媲美普通轮胎，同时价格又能使更多的车主所接受时，相信缺气保用轮胎将会得到更普遍的应用。

优点:缺气保用轮胎的作用当然就是“缺气保用”，在轮胎失压后仍能保持车辆的安全行驶，并且也就不再需要备胎，从而减轻车辆负重。由于缺气保用轮胎在被扎后有时会难以察觉，所以为了给车主做出提示，都会采用与胎压监测系统配合使用的方法，并且这也有助于车主提早发现胎压的异常，从而尽早消除爆胎隐患。

缺点:由于缺气保用轮胎普遍具有自重大、需要附加部件或使用特制轮毂的特点，也就使车辆的簧下质量增加，从而影响车辆的操控性能。当轮胎使用至需要更换时，缺气保用轮胎的价格也会比普通轮胎高。并且有些结构的缺气保用轮胎在损坏后无法修补，只能更换，使得维修成本升高。由于胎侧的加厚，轮胎的减震效果下降，严重时还会使轮毂发生形变。

随着人们对于行车安全意识的提高，缺气保用轮胎的市场也逐渐被打开，相信在这个科技日新月异的今天，缺气保用轮胎技术也会得到快速的发展，市场上将会出现越来越多类型的缺气保用轮胎。或许在不久的将来，缺气保用轮胎将会更大规模的成为更多车厂的车辆原厂配置。而对于广大车主来说，这将使人们在驾驶车辆时更加放松心情，享受驾驶的乐趣，而不用担心轮胎爆胎而引发的事故。

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技术实现要素：
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目前缺气保用轮胎的缺陷：无一能做到兼顾以下重要特性:成本、重量、安装方便性、驾驶舒适性、节油性及耐用性,与本发明同类技术的米其林的缺气保用轮胎.由于其思路锝局限,导致其在简单结构下的安装困难,须要专门设备技能,影响了普及.

本发明的目的:解决上述缺陷在安装方便性、成本、驾驶舒适性、节油性上取得全面优势,不仅继续简化结构,更重要的是与所有轮胎通用化,使得安装极为简单.

本发明特点：构思简单、运行可靠,尤其在成本、安装的方便性及通用性取得了重大优势。

具体实施方式:其缺气保用的机理与米其林的“加物支撑+特制轮毂式”“及”加物支撑+特制轮毂式”一致,与传统技术的不同之处在于其结构差异及配套的安装方式不同.

具体为:整个车轮包括轮胎(1)及轮毂(2),轮毂的吻合缘部(6)是用于与轮胎的胎侧边缘气密密合,轮胎(1)的内径小于轮毂/轮胎吻合缘部(6)的直径.在轮毂(1)上的柱面部分加工有凸起螺旋(3)或凹陷环缺(4),它们的直径超过轮毂/轮胎吻合缘部(6)的直径；该凸起螺旋(3)或凹陷环缺(4)是轮毂固有的结构材料的一部分,并一次性加工完成,或在已经加工完成的轮毂光滑柱面上,再2次固定安装凸起螺旋(3)或凹陷环缺(4).

凸起螺旋(3)构造的特点:其螺旋的凸起脊部直径超过轮毂/轮胎吻合缘部(6)的直径,是整个轮毂的最大直径区域,螺旋的凹槽的底部直径是小于轮毂/轮胎吻合缘部(6)的直径,也小于轮胎(1)的内径.

凹陷环缺(4)的缺口凹槽是(从垂直迂轮毂轴线的方向观看)螺线或倒角曲面形状,有利于光滑导进轮胎边缘.

当的边缘(轮胎的内径部位),由于轮胎的内径大于螺旋的凹槽的底部直径,这样通过对轮胎边缘的移动,就可以使得轮胎边缘的局部嵌入凸起螺旋(3)的螺纹凹槽中或凹陷环缺(4)的缺口中,再使得轮胎相对于轮毂转动,让已经嵌入凹槽或缺口中的轮胎边缘部分沿着螺旋方向深入,最后整个轮胎的边缘都通过了凸起螺旋(3)的螺纹凹槽中或凹陷环缺(4)的缺口,完成轮胎套在轮毂的过程.

为了使得轮胎边缘的滑脱,使用1根柱状物,沿着车轮的轴向插入轮胎与轮毂之间,伴随着轮胎与轮毂之间的相对转动而转动,直到整个轮胎边缘旋入凸起螺旋(3)或凹陷环缺(4)区域.

胎压传感器及限压器(5),对轮胎压力的限制,起到了意外高压下,轮胎的彻底破坏,此时的安全性将不能被控制,应该避免此种情况的出现,将限制极限压力,超压时将以排气的方式减压.

可见:如现泄露严重时,轮胎将被凸起螺旋(3)或凹陷环缺(4)安全支撑,由于有着较大的支撑面积,又有合理的不至于过小的车轮直径,还可以支持车辆行舟走相当长的路程.

进一步：轮毂(1)上的凸起螺旋(3)或凹陷环缺(4)可以是与轮毂一体化并具有同样的材质或在表面层贴覆弹性材料,或者是制作完轮毂之后,再进行2次安装,使用的材料是硬性的或是弹性的；

进一步：为力平衡凸起螺旋(3)或凹陷环缺(4)的螺线构造对所接触的轮胎内侧的横向作用力,可以在凸起螺旋(3)或凹陷环缺(4)的表面加工与螺旋方向相反的螺旋凹陷或凸起.用以产生反向横向作用力以抵消原横向作用力.

本发明的有益效果在于以下方面:

简便化安装:仅仅需要常规扒胎设备,不需要专有设备,就可以将轮胎套入轮毂中,安装拆卸简易.

低重量特性:凸起螺旋(3)或凹陷环缺(4)的一体化特点,使得轮毂的内支撑物件在制作轮毂时直接完成,与目前普通的轮胎直接配套使用,就具有了安全轮胎的特性.

由于成本低廉，可以普及到大众，全面消除社会恶性爆胎的安全隐患。

[附图说明]

图1带凸起螺旋构造轮毂的车轮示意图

图2带凹陷环缺构造轮毂的车轮示意图

标号说明：

1轮胎

2轮毂

3凸起螺旋

4凹陷环缺

5胎压传感器及限压器

6轮毂/轮胎吻合缘部

[实施例证]

以下结合附图就较佳实施例对本发明作进一步说明：

如图1所示：

轮胎(1)的小的内径部位与轮毂(2)的轮毂/轮胎吻合缘部(6)紧密配合,轮胎内的压力约大,密封紧密性越好.凸起螺旋(3)相当于螺纹,其螺旋的凸起脊部直径超过轮毂/轮胎吻合缘部(6)最边缘的直径,是整个轮毂的最大直径区域,螺旋的凹槽的底部直径是小于轮毂/轮胎吻合缘部(6)的直径,也小于轮胎(1)的内径.

使得轮胎能被装入轮毂.胎压传感器及限压器(5),对轮胎压力的限制,起到了意外高压下,轮胎的彻底破坏,此时的安全性将不能被控制,应该避免此种情况的出现,将限制极限压力,超压时将以排气的方式减压.

如图2所示：

与图1相同,与吻合缘部(6)吻合的轮胎边缘最小直径部位可以滑入凹陷环缺(4)的凹部,实现安装。