[其他]弹簧弹力封闭车轮

说明书

弹簧弹力封闭车轮系靠车轮园周上的防震弹簧作为承载的不充气体的新型轮胎，属交通运输类的车辆轮胎技术领域。

众所周知，汽车类车辆是主要的交通运输工具之一，其数量则远远超过其它任何一种交通运输工具，而现今汽车类车辆的轮胎，几乎全部都是使用充气式橡胶轮胎。固然这种充气式橡胶轮胎虽经历了较长时期的实践、使用考验和不断改进，在性能方面已经完善，达到理想程度，然而对这种轮胎所存在着的固有缺陷，仍无法得到解决。作为充气式轮胎，还是有漏气问题或发生意外破裂而产生行车安全问题，据统计这种充气式轮胎的非正常使用损耗率相当高，而且充气式轮胎的抗震性能並不很理想，如果以降低充气压力来提高抗震性能，则轮胎变形剧烈，严重影响其使用寿命和车速（即所谓机械-能耗的本质性问题）。此外，从经济上看，充气轮胎的橡胶利用率很低，因而橡胶耗量大，轮胎成本高、价格贵。

近十多年来，由于汽车类车辆性能的全面提高，则对轮胎提出了在车速和防震性、越野性、可靠性等方面的更高要求，而一些特种用途的车辆对于以上的要求，更加严格。因此，对于新型车轮的探索也随之活跃起来，出现了诸如多气隔轮胎、橡皮球轮胎、充粘液自补轮胎、弹性材料充填轮胎等等，但在其原理上和性能上均未能取得本质性的重大突破。这种在“胎”上做文章的结果，就会使得“胎”的构造和工艺更复杂，橡胶耗量更大，价格更贵且高要求。

本发明的目的就是提供一种能满足各类汽车性能要求的新型轮胎，屏弃充气防震原理，从本质上改善轮胎的防震性、越野性、可靠性、经济性以及对于速度的适应性。

本发明的弹簧弹力封闭车轮主要由承载防震弹簧、外轮、内轮、行走胶圈、胶圈花孔钢圈和轴向防摆器构成，如附图一所示。车轮通过内轮4固定在汽车底盘的轴上，在内轮4和外轮3之间等周角地装配有三个以上的承载防震弹簧5，作为车轮的弹性辐条，起承载和防震作用，是本发明车轮的核心关键部件。承载防震弹簧为柱状弹簧，在车辆行驶过程中交替承受拉伸力和压缩力，装配在车轮园周上的弹簧构成一种弹力封闭。柱状弹簧最常见的为园柱体弹簧，其制造工艺最成熟，有可靠的使用寿命。柱状弹簧的大小、长度、弹性刚度以及其材料，均可根据车轮的承载和车轮的直径加以选择，同样根据车轮的承载和上述弹簧参数来综合计算决定每个车轮上安装弹簧的数量。当车轮直径不大而其承载较大的情况下，可以在车轮轴向安装双排或多排弹簧，设计制造成宽型轮胎，以取代目前车辆上並排安装两个或多个充气轮胎的场合。承载防震弹簧的两端均通过园柱销7装配在外轮3和内轮4上，当其受到扭矩力时，可以转动一个小角度，也可以在设计上予先考虑一个与受扭矩力产生角度相反方向的装配角度。

由于采用弹性辐条结构，当车辆在承载状态下行驶时，内、外轮容易产生轴向摆动，影响车辆行驶性能。本发明中设计了两种不同结构形式的轴向防摆装置，弹簧弹力封闭车轮上安装两个以上的轴向防摆器6，能有效地防止外轮对于内轮中心的轴向摆动。图一所示的轴向防摆器6系一滑动配合连接的套管结构，其内管或外管分别通过销子7装配在内轮4或外轮3上。可随弹簧受压而缩短，随弹簧拉伸而伸长。另一种结构形式的轴向防摆器示于图二，安装在外轮上的连杆1与安装在内轮上的连杆2通过连杆销3联接，弹簧压缩时，连杆1与连杆2的夹角变小，反之，弹簧拉伸时，其夹角变大。这种连杆式的轴向防摆器构造简单，加工容易，且二连杆在工作中的实际相对摆动角度很小，故连杆销3相对销孔的绝对线速度极低，使用寿命长而可靠。轴向防摆器的大小和材料及其每个车轮上所需数量，均根据车轮直径大小及弹簧配置情况来设计确定。防摆器安装在两个承载防震弹簧的中间，在车轮上等周角地配置。

行走胶圈1为车轮与路面的接触部分，以适当厚度的轮胎橡胶通过胶圈花孔钢圈2用一定的方式牢固地固定在外轮3上。

本发明的弹簧弹力封闭车轮已按照上述的设计方案试制，並进行了各种行驶性能试验，证实了其基本原理的正确性。和现有的充气式橡胶轮胎相比较，显示了以下诸方面的优越性。

1.不充气体。故根本不存在漏气问题或发生意外破裂而产生的行车安全问题，可以满足各种汽车、特种车辆及军用汽车上的使用要求。

2.弹性幅度大，抗震性能好。可以根据不同的使用范畴，设计制造满足各种不同要求的车轮。行驶过程中，车辆振动小，能吸收瞬时冲击载荷，行驶平稳，有利于提高整个车辆的使用寿命，且可在恶劣路面上行驶。刹车时能吸收瞬时前冲惯性力，车辆滑行距离短，大大提高了车辆遇险时的安全性。