抛弃备胎，爆胎不抛锚！

eiliman

                  半包裹式安全车轮（专利号：200710030930.1）
    1.车轮结构
    本项专利由半包裹式轮胎副与固定它们的轮辋组成，见图1、图3所示：

: p* R* r! W. K6 L( Z, N5 U
5 Q3 n! u; p! }3 _4 v3 B6 v. D    半包裹式轮胎副由一条或两条充气的工作胎（可以是有内胎的，也可是无内胎的）和一条实心的安全胎构成。充气胎一边的部分胎侧连同胎圈向内收缩形成侧向凸出的胎冠，一条工作胎从一侧或两条工作胎分别从两侧用凸出的胎冠及其气腔紧紧包裹住安全胎。
    轮胎与轮辋可以在现有车轮技术范围内选用所有类型和材料。安全胎与轮辋之间可选用粘结式或非粘结式联接，但须牢固可靠，不需用户拆装，两者组成复合轮辋；工作胎与轮辋之间可选用现有充气轮胎的所有联接方式，对于深槽式轮辋若按图2示意的两轮圈不等径设计，则可进一步方便工作胎的拆装。

    2.基本功能
    由于半包裹式安全轮胎副的两种轮胎既可独立工作也可协同工作，因而在车轮的以下两项重要性能上获得了预订的（轮胎设计时确定）安全储备：
    抵抗路面冲击——突出于路面的硬物冲击惯穿工作轮胎时，安全轮胎可有效地扩散冲击力，避免金属轮缘直接承受冲击。对于使用小扁平率轮胎的轿跑车显著地提高了车轮的过能力。
    限制单轮下沉——在通过能力相同的条件下，工作气腔有效高度得到大幅度降低，在爆胎、脱胎等突然失压时，车轮下沉量受到可靠的限制，车辆应对轮胎事故的操控性能因而得到了显著提升。对于广泛使用大扁平率轮胎的越野车、大型车辆，甚至对于飞机都具有重大的安全意义！
    半包裹式安全轮胎副还可创造出两种新的轮胎功能：
5 [2 [2 n  m  Z' w1 V# D    第二工作胎——当工作胎失效后，安全胎便充当“第二工作胎”将车辆驶入维修站或安全的地点，不仅可实现车辆“抛弃备胎”，而且对于防爆车辆、军事车辆等在紧急情况下完成预定的操作提供了保障。若选用如图3所示的双气胎安全车轮，仅一条充气胎失效时，这样的保障还具有相当的越野能力。
% `  v* v. Q8 _$ ?4 ]5 F. d    分级工作机制——轮胎式吊车、叉车、挖掘机、装载机等工程机械，当重载负荷工作时对单轴倾斜量或轴间倾斜量的控制要求严格，通常选用实心胎，而当其空载时又追求同汽车一样的行驶性能。若能进行适当的胎压设计，或安装轮胎可变气压装置，便可创建车轮的分级工作机制：空载行驶时使用气腔，重载负荷时气腔侧凸部分的内空被完全压缩，直接由实心胎工作。

    3.与现有产品对比
0 A# Y- e/ M4 U& }) b    结构比较：
/ l4 m% F' v, r4 v   （限于资料缺乏，所绘图示可能不准确）
  B1 {5 T% W. K& W5 V8 x
: E. U1 A4 u# [$ L) {3 [( H
& N! t' z9 S) I7 n7 F    ①普通车轮：没有安全储备。
: o; Q$ ?* X! ?# H* g    ②自体支撑型安全胎车轮：如普利司通的Expedia轮胎—轮辋总成，安全储备不可靠，仅适用于轻型车轮；由于胎侧刚度较大，轮胎滤振效果差；拆装轮胎不方便。
    ③(全包裹)支撑环式安全车轮：如米其林的PAX系统，安全储备可靠，可用于全系列；轮胎滤振效果好，但支撑环给车轮增加了较大的重量；拆装轮胎需要复杂的专用设备。
4 b, y# U6 v5 ^( f4 J    ④半包裹式安全车轮：安全储备可靠，可用于全系列；轮胎滤振效果好，支撑环较薄，车轮的重量可控；轮胎的拆装比普通轮胎更方便。
/ Q1 Y7 c& }# _2 Z: S, a0 V    生热比较：
' ~3 B. t8 Y/ n- G0 l% c                                                         
  I( e/ Y, M1 g9 Z$ `% a    轮胎生热主要是在滚动过程中橡胶体的循环应变所产生的。生热量增加，滚动阻力加大，轮胎使用寿命下降。对半包裹式轮胎副的循环应变区域分析见图5，由于正常工况下安全胎不与地面接触，不参与这种循环应变，而充气胎这一边的胎侧较短，应该会减少生热量。当然在储备工况下，安全胎直接承受地面的循环压力，情况就不同了。


    4.研制要点
    a.工作胎结构：相对于普通充气轮胎，工作胎包裹安全胎一侧的胎壁及其胎圈、胎冠的应力变得较复杂，但对于子午线结构来说仍然清晰：除这一侧胎冠滚动离心力增大需加强约束外，其余的应力变化皆有利，胎圈截面积与胎壁厚度可望降低。
$ G+ N2 U7 e  M6 |! s9 M1 W    b.安全胎结构：由于受到长期的侧向挤压，安全轮胎不仅在结构上要考虑侧向约束，而且还要考虑减少橡胶侧向徐变的措施。如采取对称截面设计，一定使用期后掉转方向安装。
    c.车轮重量的影响：工作胎与轮辋的横截面延展长度有所增加，且增添了一条实心胎，将明显增加车轮重量，也将因此加大了车轮的线惯性矩和极惯性矩。这一不利影响对于重型车辆并不敏感，但对于高速乘用车来说非常不利。所以应结合不同类型车轮的安全胎使用机率、工作时间来设计其截面和材料，尽量减小安全胎的重量。轮辋上的加强棱与两种轮胎接合处的轮辋折皱线合并设置也可降低轮辋的重量。
    d.不对称胎截面的问题：工作胎的不对称截面是本专利车轮的重要特征，也是怀疑者的主要质疑点，它将至使：①轮胎的切向受力（牵引力、制动力和滚动阻力）偏移截面中心线；②轮胎的横向力学性能（侧偏刚度、回正力矩）左右轮不一致。我以为由于安全胎刚度、工作胎对安全胎的握裹程度这两因素的介入，要对上述问题进行定量分析是困难的，有赖于实验解答。但只要保证正常气压下工作胎对安全胎有充分的握裹压力，这一握裹面不发生或少不发生分离或滑移，上述受力偏移和力学性能差异都会调控在可接受范围内。
    e.应对工作轮胎失压后胎圈脱座的措施：①采用自封式安全轮胎技术，使轮胎失压量不足以造成胎圈脱座；②爆胎时任由其脱离，抛弃残胎。
+ ~! w2 z. H1 y" X2 d    f.工作轮胎内壁耐磨措施：在分级工作机制的第二工况下，工作轮胎气腔侧凸部分的上下内壁将在负荷下紧贴，并通过摩擦传递水平力。
8 Y8 ~! }8 m9 ?' M8 ]' S2 A( k    g.胎压感应元件：可在安全胎上安装直接压力感应片，不必采用气压感应、滚动半径感应等复杂而昂贵的手段。

* u7 N$ x- I2 N0 g    恭候有志开发者来电联系，愿能共同创造出中国人的安全车轮！

假行僧

很有创意,哪里生产这种胎?市场前景应该不错;

足球是圆的

学习一下咯 期待具有实际意义的安全轮胎快速发展

eiliman

这不是单一产品的问题，而是关于新的产品系列。与其它同类产品只针对轿跑车设计不同，半包裹式安全车轮可用于所有载重级别的车辆上。除了解决爆胎安全问题之外，试想没有了大型车辆占道换胎，道路运能将会提高多少。谁先行研发这种产品，谁就对新的产品系列有订标权，因此对轮胎行业来说是战略问题。我在此向国内的轮胎企业呼吁：不要又让国外的轮胎巨头枪了先机！
设计概念请下载：http://ishare.iask.sina.com.cn/f/5465439.html

天龙橡胶

郁闷的发明家，混蛋的资本家。路漫漫其修远兮，楼主将慢慢求索。

姜平辉

这个轮胎设计不错丶期待着早日面世

rtiany

普利司通在生产，米西林也有，国内的厂家也有在试制的

ALPHADOG

1、对轮辋要求较高，需要特殊的轮辋；

4 ^  O4 J1 z& V% W2、会有单边受力的问题，影响轮胎的均匀磨耗；

3、对单边的胎侧的耐屈挠性要求很高；
3 j9 K  E* d: t* C6 ^; f
5 s  D% O+ R: [9 }2 n3 t. Q4、组合后的轮胎重量会比现有的高，燃油经济性不佳；
! r% Y5 C, X0 g$ u8 E
# f! W5 Y5 N2 U3 a  ]5、实际上起的作用已现有的内置式轮辋相当。

eiliman

ALPHADOG一眼便看到了问题的实质，我只懂一点力学，并不懂轮胎，望能继续赐教。以下就你的意见对应谈谈我的观点。
& n. C- G  @2 V) S    1，正常工况下对轮辋的要求同普通轮胎一样，但应急工况（零胎压）下，仅有偏心的安全轮胎传递地面压力，对轮辋的要求较高。不过轮辋是壳体结构，两种轮胎接合处的轮辋折皱线形成了较好的加强棱，在设计上对于抵抗这种偏心力有较大帮助。况且，应急工况下对汽车的行驶速度与距离都会有限制。
/ L9 R4 n: X2 E' a8 M8 _    2，不明白为何会影响轮胎的均匀磨耗。正常工况下，短胎侧一边的离心力没有胎圈张力来抵消，全部施加在胎面上，造成胎面应力左右不对称。但这只是不对称分布胎面结构帘线的问题，只要胎面保持水平，不会影响轮胎的均匀磨耗。
    3，这一点说得对。形象点说，对胎侧的要求，一边是高厚胎，一边是扁平胎。
    4，车轮重量会增加，但不能断言燃油经济性不佳。米其林的PAX系统重量比普通车轮增加了25﹪，而燃油经济性反而有所提高，这是因为其轮胎独特的垂直锚泊胎唇几乎消除了胎侧。我的车轮明显比PAX系统轻，短的一边胎侧可以做得很短而不影响通过能力。
    5，我觉得更象米其林的PAX系统，只不过他的安全胎是内置的，全包裹的，我的是外置的，半包裹的。
1 C" i  J$ [' b  h' x) K- U0 Y    此外，我很想知道，这样的充气胎在生产工艺方面可行吗。

Eric_zhang

呵呵，长见识了，创意无限啊