汽车高速行驶防爆胎偏向车轮的制作方法

本发明述及的是一种汽车车轮，确切的说是防汽车高速行驶因爆胎而引发安全事故的车轮。

背景技术：

现有的汽车车轮在高速行驶时，若前轮发生爆胎，只能偏向撞车或翻车，使汽车行驶存在安全隐患。

技术实现要素：

为了避免汽车在高速行驶中，因前轮爆胎而引发安全事故，本发明提供一种汽车车轮，它能在汽车高速行驶突然爆胎时，平衡汽车，使之不偏向。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：在车轮的轮辋上设计有带台阶的内柱孔，支撑管安装其中。支撑管用外圆柱面台阶在轮辋上限位，台阶上有密封圈。支撑管内圆柱面对称布置有导槽和卡口，并有内台阶。为保证支撑管安装方便，准确，支撑管与轮辋接触处有定位销。支撑管安装到轮辋上后，压入卡圈定位。卡圈高度小于支撑管内台阶对外通口直径。支撑脚头部为圆柱，另一端脚面有与橡胶轮胎内胎面一样的弧。支撑脚的头部活动安装在支撑管内，用支撑管的内台阶限位，台阶上有密封圈。支撑脚头部圆柱面有环槽，槽内还安有密封圈，形成双密封圈密封。支撑脚头部压在支撑管内台阶上时，支撑脚脚面与橡胶轮胎内胎面有距离，用于轮胎正常滚动和冲击时的变形量。支撑脚上对称布置有卡块，卡块一端卡在支撑管的导槽内，一端有台阶限制卡块行程，片簧一端固定在支撑脚内边柱上，一端压在卡块上，为卡块提供运动力量。

当轮胎正常高速滚动时，胎内的高压气体产生的对支撑脚头部圆面的压力，大于支撑脚所产生的离心力，支撑脚头部紧压在支撑管内台阶上，封住支撑管对外通口。此时车轮与普通车轮功能一样。

当汽车在高速行驶中突然轮胎爆胎时，胎内气压瞬间消失，支撑脚失去胎内压力支持，被高速旋转的车轮所产生离心力，从支撑管内台阶处甩出，安装在支撑脚上的卡块沿支撑管上的导槽也随之甩出，当卡块被甩到卡口位置时，卡块被限位，同时卡块在片簧的作用下压入卡口，锁定支撑脚，这时所有被甩出的支撑脚，在胎内组成一个间隙圆支撑轮胎，使汽车行驶不偏向。

本发明还有一种功能：当发现停放的车辆轮胎瘪了(没气)时，只要用手(或螺丝刀)把没接触地面的支撑脚推到位，然后启动汽车向前移动让出被压的支撑脚，再把刚才被压的支撑脚推到位，将车缓慢开到轮胎修理店修理即可。

本发明的有益效果是，彻底消除汽车高速行驶中，前轮胎存在爆胎引发汽车偏向的安全隐患，同时还能解决停放的车辆轮胎瘪了(没气)时的应急处理。设计合理，安装在胎体内部，不受驾驶和外界因素影响，结构简单，零件少，安全可靠。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明轮胎正常行驶时结构示意图。

图2是本发明行驶中轮胎突然爆胎时工作示意图。

图3是本发明支撑脚结构原理图。

图4是本发明支撑管结构原理图。

图中1.轮辋，2.密封圈，3.密封圈，4.卡块，5.片簧，6.卡圈，7.支撑管，8.定位销，9.密封圈，10.橡胶轮胎，11.支撑脚，a.导槽，b.卡口。

具体实施方式

图1中，在车轮的轮辋1上设计有带台阶的内柱孔，支撑管7安装其中。支撑管7用外圆柱面台阶在轮辋1上限位，台阶上有密封圈2。支撑管7内圆柱面对称布置有导槽a和卡口b，并有内台阶(可参考图4)。为保证支撑管7安装方便，准确，支撑管7与轮辋1接触处有定位销8。支撑管7安装到轮辋1上后，压入卡圈6定位。卡圈6高度小于支撑管7内台阶对外通口直径，不仅使通口与大气保持相通，还要让螺丝刀能插入。支撑脚11头部为圆柱，另一端脚面有与橡胶轮胎10内胎面一样的弧(可参考图3)。支撑脚11的头部活动安装在支撑管7内，用支撑管7的内台阶限位，台阶上有密封圈3。支撑脚11头部圆柱面有环槽，密封圈9安装在环槽内，形成双密封圈密封。支撑脚11头部压在支撑管7内台阶上时，支撑脚11脚面与橡胶轮胎10内胎面有距离h，用于轮胎正常滚动和冲击时的变形量。支撑脚11上对称布置有卡块4，卡块4一端卡在支撑管7的导槽a内，一端有台阶限制卡块4行程，片簧5一端固定在支撑脚11内边柱上，一端压在卡块4上，为卡块4提供运动力量。

当橡胶轮胎10正常高速滚动时，胎内的高压气体产生的对支撑脚11头部圆面的压力，大于支撑脚11所产生的离心力，支撑脚11头部被紧压在支撑管7内台阶上，封住支撑管7通口，此时车轮与普通车轮功能一样。

图2中，当汽车在高速行驶中突然轮胎爆胎时，胎内气压瞬间消失，支撑脚11失去胎内压力支持，被高速旋转的车轮所产生离心力，从支撑管7内台阶处甩出，安装在支撑脚11上的卡块4沿支撑管7上的导槽a也随之甩出，当卡块4被甩到卡口b位置时，卡块4被限位，同时卡块4在片簧5的作用下压入卡口b，锁定支撑脚11，这时所有被甩出的支撑脚11，在胎内组成一个间隙圆支撑轮胎，使汽车行驶不偏向。

这里需要说明的是，在轮胎爆胎瞬间，卡块4能否甩出压入卡口b，锁定支撑脚11。第一，当轮胎爆胎瞬时，爆口是向外的，胎腔内没有残渣，不影响支撑脚11甩出；第二，只是与路面接触的胎腔被压扁，即有一块支撑脚11被压在路面，但车轮在滚动，被压的支撑脚11迅速滚过路面后，又被甩出锁定，已甩出且锁定的支撑脚11被压到路面，从而达到支持汽车平衡；第三，片簧5要有一定的压力；第四，担心甩出的支撑脚11别住卡块4，使卡块4在卡口b处不能进入卡口b。卡块4在卡口b处受力方向是变化的，即支撑脚11受离心力作用时卡块4是一个受力方向，当支撑脚11压上路面受车辆重力作用时，卡块4的受力方向正好相反，卡块4在受力方向改变瞬间不受力，而片簧5始终给卡块4一个受力方向，因此卡块4是能够卡入卡口b中。

支撑脚11的安装：首先将橡胶轮胎10的一边用通常的方法装入轮辋1，然后将支撑脚11从未装上轮辋1的轮胎边插入胎腔，让头部从轮辋1的通口伸出，插入带安装斜面支撑管7，旋转支撑脚11或支撑管7使其卡块4卡入导槽a，并推至支撑管7底部内台阶处，然后把装配好的支撑管7顺定位销8插入轮辋1，全部装好后，再将轮胎的另一边装入轮辋1，压入卡圈6锁定支撑管7，充气即可。

这里还需说明的是，支撑脚这种设计(参见图3)，主要是为了在不影响支撑脚11受力的情况下，减轻支撑脚11的重量，减小离心力。例如：

设支撑脚11头部圆柱直径10厘米，支撑管7内台阶对外通口9.5厘米，即半径4.75厘米，胎内气压每平方厘米2.2公斤，则支撑脚11头部圆面气体压力：4.75×4.75×3.14×2.2＝155.8公斤。

离心力等于支撑脚11质量乘半径乘车轮角速度平方。设定车速达到每小时170公里时支撑脚11有可能被甩出，就是说此时离心力与支撑脚11头部圆面气体压力相等，也达到155.8公斤。

每小时170公里即每秒47.2米，车轮直径取0.6米，车轮外圆周长是0.6×3.14＝1.884米，车轮每秒转47.2/1.884＝25转，车轮的角速度是，2×3.14×25＝157每秒弧度，支撑脚11的质量中心半径按0.25米计算，则支撑脚11的质量为：155.8×9.8/0.25×157×157＝0.2477千克。就是说，要保证车辆达每小时170公里时，支撑脚11不被甩出，支撑脚11的质量必须小于0.2477千克。

满足了高速对支撑脚质量小的要求，那么对汽车低速时出现爆胎，支撑脚能否甩出？只要支撑脚所产生的离心力，大于密封圈9对支撑管的滞阻力和卡块对支撑管的摩擦力之和，支撑脚就能甩出。例如：

当车速每小时30公里时，支撑脚质量取0.24千克，则支撑脚所产生的离心力是4.728公斤(计算方法同上)。

由于车速越接近设定的临界车速(每小时170公里)支撑脚11头部圆面对密封圈3的压力越小，为了保证车辆在超高速行驶时胎腔的密封性，所以在支撑脚头部圆柱面增加一道密封圈9。

本发明还有一种功能：车辆停车时橡胶轮胎10正常，停放一夜或几天后，来开车时，发现橡胶轮胎10瘪了(没气)，这时只要用手(或螺丝刀)把没接触地面的支撑脚11推到位，然后启动汽车向前移动让出被压的支撑脚11，再把刚才被压的支撑脚11推到位，将车缓慢开到轮胎修理店修理即可。

轮胎拆卸的方法和安装的顺序相反，这里注意的是，卡入卡口的卡块可用平口螺丝刀推动。

本发明不适用于有内胎轮胎。

上述的对实施例的描述是为方便本技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域的技术人员显然可以容易地对上述实施例做出修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，对于本发明做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。