轮边系统总成的制作方法
【专利摘要】本发明涉及轮边系统总成，包括气门嘴气管、外接气源接头、轮边阀以及轮边阀支架，轮边阀从上往下依次包括上阀盖、第一弹簧、上组合膜片、上密封唇、阀芯、阀体、下组合膜片、第二弹簧以及下阀盖，阀芯置于上密封唇内，上密封唇置于阀体内，上密封唇设置在第一气室内，第一气室通过上密封唇与阀体的中央气道连通，第二气室与中央气道和轮边阀上的放气口相连通，第一气室和第三气室均与轮毂内气道接口连通。本发明采用上下双膜片式结构的轮边阀，不仅能够提高充气或放气的稳定性、可靠性和增强轮边阀的密封性，还能够提高充放气速度和轮胎中央充放气系统的执行效率。
【专利说明】
轮边系统总成
技术领域
[0001]本发明涉及轮胎中央充放气系统领域，尤其是涉及一种轮边系统总成。
【背景技术】
[0002]当车辆行驶于良好路面时，希望其以尽可能高的车速行驶，以便充分发挥机动能力，这就要求尽可能地提高轮胎的充气压力，以减小滚动阻力和轮胎变形能量的耗损。同时，当车辆通过复杂路面(例如沙漠、沿海滩涂、沼泽、泥泞地等松软地面及冰雪路面)时，不仅希望车辆能顺利通过，而且还希望车辆保持一定的越野速度，这就需要降低轮胎的充气压力，一方面可以使轮胎沉陷量和土壤阻力减小，另一方面，由于轮胎嵌入土壤中花纹数目的增多，增大土壤的推进力，大幅度地增加牵引力，提高汽车的通过性。
[0003]鉴于以上这些需求，轮胎中央充放气系统(Central Tire Inflat1n/Deflat1nSystem，简称CTI/DS)应运而生。轮胎中央充放气系统是指安装在轮式车辆上，由压缩空气气源、控制电路及控制气路、旋转密封气室、轮胎阀以及相应的管路等所组成的一个系统，用于调节和监测轮胎的气压，以满足不同路面对车轮轮胎气压的不同需要，可以极大地提高轮式车辆的松软和泥泞路面上的通过性。
[0004]目前，轮胎中央充放气系统中的轮边系统所采用的轮边阀通常有两种结构一一活塞式结构和膜片式结构。
[0005]活塞式结构的轮边阀，如中国实用新型专利第201420042432.4号【背景技术】部分的记载，其作用机理为:不同压力分别作用在活塞上，使轮边阀分别接通不同通道，实现轮胎充、放气。然而，活塞式结构的轮边阀也存在这样那样的不足。例如，采用活塞式结构的轮边阀的轮胎中央放气系统无法满足车辆对轮胎压力小于0.15MPa的要求。再例如，轮边阀固定于轮毂上，若车辆涉水，轮边阀则无法完全避免水分进入阀体，可能导致轮边阀失效，其适用范围减小。
[0006]另一种膜片式结构的轮边阀，在中国发明专利第201010140170.1号及中国实用新型专利第201420042432.4号中均有记载。采用膜片式结构的轮边阀，能够有效地避免活塞式结构的轮边阀所存在上述的问题。然而，现有的膜片式结构的轮边阀也存在着一定的不足之处。
[0007]在中国发明专利第201010140170.1号中，汽车轮胎中央充放气系统中的充放气阀总成通过启闭电磁阀来切换充放气动作，从而控制轮胎充气或放气。如此，不仅使得轮边系统的结构复杂，也相应地增加了控制轮边阀的轮胎中央充放气系统的复杂度。
[0008]在中国实用新型专利第201420042432.4号中，采用气压来控制单膜片活动来启闭进气口、出气口，从而控制轮胎的充放气的动作。其中，轮边阀采用单一气道(气室)来实现充气和放气，充放气速度相对较慢，影响轮胎中央充放气系统的执行效率。
【发明内容】
[0009]为解决以上问题，本发明提供了一种采用气压启动的膜片式轮边阀的轮边系统总成，其密封性好、充放气稳定性好且速度快。
[0010]本发明采用的技术方案是:一种轮边系统总成，包括气门嘴气管(1)、外接气源接头(2)、轮边阀(4)以及轮边阀支架(8)，气门嘴气管(1)、外接气源接头(2)和轮边阀支架(8)分别安装到轮边阀(4)上，气门嘴气管(I)的一端设有与轮胎的气门嘴相连接的轮胎气门嘴接口(B)，外接气源接头(2)设有与外接气源连接的外接气源接口(D)，轮边阀(4)上设有与轮边阀(4)的中央气道连通的轮毂内气道接口(A)，轮边阀(4)从上往下依次包括上阀盖
(4.1)、第一弹簧(4.2)、上组合膜片(4.3)、上密封唇(4.5)、阀芯(4.7)、阀体(4.11)、下组合膜片(4.10)、第二弹簧(4.9)以及下阀盖(4.8)，阀芯(4.7)置于上密封唇(4.5)内，上密封唇(4.5)置于阀体(4.11)内，上组合膜片(4.3)与上密封唇(4.5)之间在阀体(4.11)内部形成第一气室(I)，上密封唇(4.5)设置在第一气室(I)内，第一气室(I)通过上密封唇(4.5)与阀体(4.11)的中央气道连通，阀体(4.11)下半部分与下组合膜片(4.10)之间在阀体(4.11)内形成第二气室(II)，第二气室(II)与中央气道和轮边阀(4)上的放气口(C)相连通，下组合膜片(4.10)与下阀盖(4.8)在下阀盖(4.8)内部形成第三气室(III)，第一气室(I)和第三气室(III)均与轮毂内气道接口(A)连通，上组合膜片(4.3)在第一弹簧(4.2)的向下弹性力和第一气室(I)内的气压的共同作用下紧贴或离开上密封唇(4.5)上与中央气道的连通口，下组合膜片(4.10)在第二弹簧(4.9)的向上弹性力和第三气室(III)的气压的共同作用下紧贴或离开阀体(4.11)下端与中央气道的连通口。
[0011]作为优选，所述外接气源接头(2)的一端通过第一接头(2.1)与所述气门嘴气管
(I)连接，所述气门嘴气管(I)上轮胎气门嘴接口处设有第一O型圈(1.1)，所述气门嘴气管
(I)上与所述第一接头(2.1)连接处设有第二O型圈(1.2)。
[0012]作为优选，所述轮边阀(4)的前端依次安装有第二接头(5)、第三接头(9)，所述第二接头(5)通过内六角圆柱头螺钉(6)、弹性垫圈(7)与所述轮边阀(4)连接。
[0013]作为优选，所述第三接头(9)的上端直接插入所述第二接头(5)中并通过第六O型圈(13)密封，所述第三接头(9)的下端设有所述桥轮毂内气道接口(A)，所述桥轮毂内气道接口(A)通过螺纹接入车桥轮毂内气道中并通过第七O型圈(14)密封。
[0014]作为优选，所述轮边阀支架(8)通过第二内六角圆柱头螺钉(16)、第二弹性垫圈(17)、十字槽沉头螺钉(15)与所述轮边阀(4)的所述下阀盖(4.8)连接。
[0015]作为优选，所述气门嘴气管(I)的内部衬管为倒钩结构固定，所述气门嘴气管(I)的一端与轮胎的气门嘴相连接，所述气门嘴气管(I)的另一端与外接气源接头2的一端连接，所述外接气源接头(2)的另一端连接至所述轮边阀(4)的一侧且通过锁紧螺母(3)固定，并通过第三O型圈(10)、第四O型圈(11)密封。
[0016]作为优选，所述上密封唇(4.5)用弹性挡圈(4.4)固定在所述阀体(4.11)中，所述上密封唇(4.5)与所述阀体(4.11)之间用O型圈(4.6)密封。
[0017]作为优选，所述上阀盖(4.1)、所述阀体(4.11)和所述下阀盖(4.8)通过内六角圆柱头螺钉(4.13)和弹性垫圈(4.12)连接。
[0018]作为优选，所述轮毂内气道接口(A)的朝向与轮胎气门嘴接口(B)的朝向相同，所述外接气源接口(D)的朝向与所述轮毂内气道接口(A)和轮胎气门嘴接口(B)的朝向相反。
[0019]作为优选，所述放气口(C)的朝向与所述外接气源接口(D)的朝向、所述轮毂内气道接口(A)的朝向、所述轮胎气门嘴接口(B)的朝向相垂直。
[0020]本发明取得的有益效果是:本发明的轮边系统总成采用上下双膜片式结构的轮边阀，将阀体内分成三个气室，通过气压来控制上下双膜片的运动，从而执行气室的启闭，达到充气、放气、保压和测压的目的，采用这种双膜片式结构的轮边阀，不仅能够提高充气或放气的稳定性、可靠性和增强轮边阀的密封性，还能够提高充放气速度和轮胎中央充放气系统的执行效率。
【附图说明】
[0021]图1是本发明的轮边系统总成的结构示意图；
[0022]图2是图1中的轮边系统总成的俯视图；
[0023]图3是图1中的轮边系统总成的轮边阀的立体分解视图；
[0024]图4是图2中的轮边系统总成沿E-E方向的截面视图；
[0025]图5是图2中的轮边系统总成沿F-F方向的截面视图。
【具体实施方式】
[0026]为了更好地理解本发明，以下将结合附图和具体实例对本发明进行详细的说明。
[0027]请结合参阅图1和图2，本发明的提供一种用于轮胎中央充放气系统的轮边系统总成，其包括气门嘴气管1、外接气源接头2、锁紧螺母3、轮边阀4以及轮边阀支架8。
[0028]气门嘴气管I的一端为轮胎气门嘴接口B，与轮胎的气门嘴相连接;气门嘴气管I的另一端与外接气源接头2的一端连接，所述外接气源接头2的另一端连接至轮边阀4的一侧且通过锁紧螺母3固定，并与轮边阀4的中央气道连通。
[0029]气门嘴气管I上轮胎气门嘴接口B处设有第一 O型圈1.1，气门嘴气管I上与外接气源接头2连接处设有第二O型圈1.2。
[0030]轮边系统总成以轮边阀4为连接基体，轮边阀4左端依次为锁紧螺母3、外接气源接头2、气门嘴气管I。外接气源接头2的右端与轮边阀4连接，并靠锁紧螺母3将外接气源接头2和轮边阀4锁紧(保证外接气源接口 D 口朝上)，靠第三O型圈10、第四O型圈11密封。外接气源接头2的左端通过螺纹与气门嘴气管I右端连接，并靠第二 O型圈1.2密封。气门嘴气管I的左端通过螺纹将轮胎气门嘴接口 B与轮胎气门嘴连接，并靠第一 O型圈1.1密封。气门嘴气管I的内部衬管为倒钩结构固定(如图示I所示)。
[0031]轮边阀4的前端依次为第二接头5、第三接头9。第二接头5通过第一内六角圆柱头螺钉6、第一弹性垫圈7与轮边阀4连接，并靠第五O型圈12密封。第三接头9的上端直接插入第二接头5中，并靠第六O型圈13密封。第三接头9的下端设有桥轮毂内气道接口A，通过螺纹接入车桥轮毂内气道中，并靠第七O型圈14密封。轮边阀4上与轮胎气道相接的接口和与轮毂内气道相接的接口之间互成90°，即轮边阀4上轮胎气道接口与轮毂气道接口之间错开90° (具体见图2)
[0032]轮边阀4的下端为轮边阀支架8，靠第二内六角圆柱头螺钉16、第二弹性垫圈17、十字槽沉头螺钉15将轮边阀支架8与轮边阀4的下阀盖(下阀盖4.8，见图3)连接。
[0033]轮边系统总成中，轮毂内气道接口A的朝向与轮胎气门嘴接口 B的朝向相同(朝向车轮和轮毂内)；外接气源接口 D的朝向与轮毂内气道接口 A和轮胎气门嘴接口 B的朝向相反，朝向轮胎外;放气口 C的朝向与所述外接气源接口 D的朝向、轮毂内气道接口 A的朝向、轮胎气门嘴接口 B的朝向相垂直，朝向轮胎的一侧。如此，整个轮边系统总成的各个接口合理地相互错开分布。
[0034]整个轮边系统总成通过轮毂螺母、轮边阀支架8与车桥轮毂内气道连通并固定。
[0035]请参阅图3，轮边阀4包括上阀盖4.1、第一弹簧4.2、上组合膜片4.3、孔用弹性挡圈4.4、上密封唇4.5、第八O型圈4.6、阀芯4.7、下阀盖4.8、第二弹簧4.9、下组合膜片4.10、阀体4.11、第三弹性垫圈4.12、以及第三内六角圆柱头螺钉4.13。
[0036]轮边阀4以阀体4.11为连接基体。轮边阀4从上往下依次为上阀盖4.1、第一弹簧4.2、上组合膜片4.3、上密封唇4.5、阀芯4.7阀体4.11、下组合膜片4.10、第二弹簧4.9、下阀盖4.8。其中，上阀盖4.1、阀体4.11、下阀盖4.8通过第二内八角圆柱头螺钉4.13、第二弹性垫圈4.12连接。阀芯4.7放入上密封唇4.5中，并将其压入阀体4.11中，靠孔用弹性挡圈4.4固定，靠第八O型圈4.6密封。
[0037]通过上述结构，可将轮边阀4内可分为三个气室一一第一气室1、第二气室II和第三气室III。阀体4.11内部分成有上下两个气室——第一气室I和第二气室II。上组合膜片4.3与上密封唇4.5之间在阀体4.11内部形成第一气室I，上密封唇4.5设置在第一气室I内，第一气室I通过上密封唇4.5与中央气道连通。阀体4.11的下半部分与下组合膜片4.10之间在阀体4.11内形成第二气室11，第二气室11与中央气道和放气口 C相连通。中央气道通过轮胎气门嘴接口 B始终与轮胎连通。下组合膜片4.10与下阀盖4.8在下阀盖4.8内部形成第三气室III。第一气室I和第三气室III均与轮毂内气道接口 A连通。
[0038]在轮边阀4的初始状态下，第一弹簧4.2将上组合膜片4.3向下压紧贴上密封唇
4.5，封闭上密封唇4.5上与中央气道的连通口，从而隔绝第一气室I与中央气道(隔绝轮毂内气道与中央气道)；第二弹簧4.9将下组合膜片4.10向上压紧贴阀体4.11，封闭阀体4.11下端与中央气道的连通口，从而隔绝第二气室II与中央气道(隔绝放气口C与中央气道)。
[0039]请结合参阅图4和图5，当轮边系统总成安装完成后，轮边阀4处于初始状态。
[0040]初始状态:轮边阀4内的第一弹簧4.2、第二弹簧4.9处于压缩状态，第一弹簧4.2、第二弹簧4.9的高度为分别为H1、H2Q，上组合膜片4.3与上密封唇4.5贴紧，下组合膜片4.10与阀体4.11贴紧。轮胎内的气体通过轮胎气门嘴接口B经由气门嘴气管I，通过外接气源接头2，始终与阀体4.11的中央气道连通，气压使阀芯4.7受到向上的力与上密封唇4.5贴紧。[0041 ]充气状态:当接收到充气指令需要给轮胎充气时，轮胎中央充放气系统对桥轮毂内气道接口 A施加正压气源(大于轮胎胎压)，气源依次通过第三接头9、第二接头5的气道进入轮边阀4的第一气室I (阀体4.11内部上组合膜片4.3与上密封唇4.5之间的腔室)和第三气室III(下阀盖4.8内部与下组合膜片4.10之间的腔室)。此时，上组合膜片4.3、下组合膜片4.10分别受到向上的力，第一弹簧4.2进一步压缩，弹簧高度Hn(Hn<H1())，第二弹簧4.9基本维持初始压缩状态，弹簧高度H2qο上组合膜片4.3与上密封唇4.5分离，阀芯4.7与上密封唇4.5分离，下组合膜片4.10与阀体4.11维持初始贴紧状态，第一气室I内的气体通过上密封唇4.5、阀体4.11的中央气道、外接气源接头2的气道，经由气门嘴气管I到达轮胎气门嘴接口B进入轮胎，从而实现对轮胎的充气动作。整个充气过程中，气体流向如图示4箭头方向所示。
[0042]放气状态:当接收到放气指令需要给轮胎放气时，轮胎中央充放气系统对桥轮毂内气道接口 A施加负压气源(即对管道抽真空，使管道气压 < 大气压)，通过第三接头9、第二接头5的气道进入轮边阀4的第一气室I和第三气室III。此时，上组合膜片4.3、下组合膜片4.10分别受到向下的吸力，第一弹簧4.2基本维持初始压缩状态，弹簧高度Hiq)，第二弹簧4.9进一步压缩，弹簧高度H22(H22<H2Q)。上组合膜片4.3与上密封唇4.5维持初始贴紧状态，阀芯4.7与上密封唇4.5维持初始贴紧状态，下组合膜片4.10与阀体4.11分离。阀体4.11的中央气道(始终与轮胎连通)内的气体进入第二气室IK阀体4.11内部与下组合膜片4.10之间的腔室，与放气口 C相连通)，并通过轮边阀4一侧的放气口 C排放至大气，从而实现对轮胎的放气动作。整个放气过程中，气体流向如图示5箭头方向所示。
[0043]保压状态:当接收到保压指令需要对轮胎保压时，轮胎中央充放气系统对桥轮毂内气道接口 A施加一个短暂的正压，上组合膜片4.3与上密封唇4.5分离，然后从轮毂内气道接口迅速排空气体，使第一气室I内的气压迅速下降。当第一气室I内气压的压力下降到小于第一弹簧4.2的弹力时，上组合膜片4.3与上密封唇4.5贴紧(上述过程中，下组合膜片4.10始终与阀体4.11维持初始贴紧状态。阀体4.11的中央气道(始终与轮胎连通)内的气体不能进入第一气室I和第二气室II，即不能通过轮毂内气道接口A和放气口C排气，从而实现对轮胎的保压动作。
[0044]测压状态:当接收到测压指令需要对轮胎测压时，轮胎中央充放气系统对桥轮毂内气道接口 A施加一个短暂的正压，上组合膜片4.3与上密封唇4.5分离，然后停止轮毂内气道接口 A的正压输入。此时，轮胎内气压与轮毂内气道接口 A所联接的气道内气压一致，测量气道内气压值即为当前轮胎胎压，从而实现对轮胎的测压动作(测压结束后需执行保压动作使轮胎保压)。
[0045]如前文所述，本发明的轮边系统总成中的轮边阀采用上下双膜片式结构的轮边阀，将阀体内分成三个气室，通过气压来控制上下双膜片的运动，从而执行气室的启闭，达到充气、放气、保压和测压的目的。这种双膜片式结构的轮边阀，不仅能够提高充气或放气的稳定性、可靠性和增强轮边阀的密封性，还能够提高充放气速度和轮胎中央充放气系统的执行效率。
[0046]以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
【主权项】
1.一种轮边系统总成，包括气门嘴气管(I)、外接气源接头(2)、轮边阀(4)以及轮边阀支架(8)，所述气门嘴气管(1)、所述外接气源接头(2)和所述轮边阀支架(8)分别安装到所述轮边阀(4)上，所述气门嘴气管(I)的一端设有与轮胎的气门嘴相连接的轮胎气门嘴接口(B)，所述外接气源接头(2)设有与外接气源连接的外接气源接口(D)，所述轮边阀(4)的上设有与所述轮边阀(4)的中央气道连通的轮毂内气道接口(A)，所述轮边阀(4)包括上阀盖(4.1)、上密封唇(4.5)、阀芯(4.7)、阀体(4.11)、以及下阀盖(4.8)，其特征在于:所述轮边阀(4)从上往下依次包括所述上阀盖(4.1)、第一弹簧(4.2)、上组合膜片(4.3)、所述上密封唇(4.5)、所述阀芯(4.7)、所述阀体(4.11)、下组合膜片(4.10)、第二弹簧(4.9)以及所述下阀盖(4.8)，所述阀芯(4.7)置于所述上密封唇(4.5)内，所述上密封唇(4.5)置于所述阀体(4.11)内，所述上组合膜片(4.3)与所述上密封唇(4.5)之间在所述阀体(4.11)内部形成第一气室(I)，所述上密封唇(4.5)设置在所述第一气室(I)内，所述第一气室(I)通过所述上密封唇(4.5)与阀体(4.11)的中央气道连通，所述阀体(4.11)下半部分与所述下组合膜片(4.10)之间在所述阀体(4.11)内形成第二气室(II)，所述第二气室(II)与所述中央气道和所述轮边阀(4)上的放气口(C)相连通，所述下组合膜片(4.10)与所述下阀盖(4.8)在所述下阀盖(4.8)内部形成第三气室(III)，所述第一气室(I)和第三气室(III)均与所述轮毂内气道接口(A)连通，所述上组合膜片(4.3)在所述第一弹簧(4.2)的向下弹性力和所述第一气室(I)内的气压的共同作用下紧贴或离开所述上密封唇(4.5)上与所述中央气道的连通口，所述下组合膜片(4.10)在所述第二弹簧(4.9)的向上弹性力和所述第三气室(III)的气压的共同作用下紧贴或离开所述阀体(4.11)下端与所述中央气道的连通口。2.根据权利要求1所述的轮边系统总成，其特征在于:所述外接气源接头(2)的一端与所述气门嘴气管(I)连接，所述气门嘴气管(I)上轮胎气门嘴接口处设有第一 O型圈(1.1)，所述气门嘴气管(I)上与所述外接气源接头(2)连接处设有第二 O型圈(1.2)。3.根据权利要求1所述的轮边系统总成，其特征在于:所述轮边阀(4)的前端依次安装有第二接头(5)、第三接头(9)，所述第二接头(5)通过内六角圆柱头螺钉(6)、弹性垫圈(7)与所述轮边阀(4)连接。4.根据权利要求3所述的轮边系统总成，其特征在于:所述第三接头(9)的上端直接插入所述第二接头(5)中并通过第六O型圈(I3)密封，所述第三接头(9)的下端设有所述桥轮毂内气道接口(A)，所述桥轮毂内气道接口(A)通过螺纹接入车桥轮毂内气道中并通过第七O型圈(14)密封。5.根据权利要求1所述的轮边系统总成，其特征在于:所述轮边阀支架(8)通过第二内六角圆柱头螺钉(16)、第二弹性垫圈(17)、十字槽沉头螺钉(15)与所述轮边阀(4)的所述下阀盖(4.8)连接。6.根据权利要求1所述的轮边系统总成，其特征在于:所述气门嘴气管(I)的内部衬管为倒钩结构固定，所述气门嘴气管(I)的一端与轮胎的气门嘴相连接，所述气门嘴气管(I)的另一端与外接气源接头(2)的一端连接，所述外接气源接头(2)的另一端连接至轮边阀(4)的一侧且通过锁紧螺母(3)固定，并通过第三O型圈(10)、第四O型圈(11)密封。7.根据权利要求1至6中任一项所述的轮边系统总成，其特征在于:所述上密封唇(4.5)用弹性挡圈(4.4)固定在所述阀体(4.11)中，所述上密封唇(4.5)与所述阀体(4.11)之间用O型圈(4.6)密封。8.根据权利要求7所述的轮边系统总成，其特征在于:所述上阀盖(4.1)、所述阀体(4.11)和所述下阀盖(4.8)通过内六角圆柱头螺钉(4.13)和弹性垫圈(4.12)连接。9.根据权利要求1所述的轮边系统总成，其特征在于:所述轮毂内气道接口(A)的朝向与轮胎气门嘴接口(B)的朝向相同，所述外接气源接口(D)的朝向与所述轮毂内气道接口(A)和轮胎气门嘴接口(B)的朝向相反。10.根据权利要求9所述的轮边系统总成，其特征在于:所述放气口(C)的朝向与所述外接气源接口(D)的朝向、所述轮毂内气道接口(A)的朝向、所述轮胎气门嘴接口(B)的朝向相垂直。
【文档编号】B60C23/04GK105840881SQ201610279211
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年4月29日
【发明人】余同彦, 肖熙, 李凌飞, 叶星, 黄志华, 王明道
【申请人】武汉元丰汽车技术发展有限公司