车轮、车辆及提升车辆轮胎穿透后续驶性能的方法

摘要

本发明涉及车辆安全行驶技术领域，尤其是涉及一种车轮、车辆及提升车辆轮胎穿透后续驶性能的方法。车轮包括轮辋，所述轮辋设置有进气口和出气通道，所述进气口用于与车辆的车载气源连通，所述出气通道与所述进气口连通；轮胎，所述轮胎安装在所述轮辋上；以及环形支撑体，所述环形支撑体位于所述轮胎的内部，且所述环形支撑体的内环面与所述轮辋的外周面固定连接，所述出气通道与所述轮胎的内腔连通。本发明能够从轮胎内部降低轮胎温度，保证轮胎在适宜温度下行驶，从而增加了车辆轮胎总成在穿透后的续驶里程和速度，提升了续驶性能。

说明书

技术领域

本发明涉及车辆安全行驶技术领域，尤其是涉及一种车轮、车辆及提升车辆轮胎穿透后续驶性能的方法。

背景技术

目前，车辆的轮胎在被穿透(例如刺穿或击穿)后，无法继续长时间行驶。以轮式装甲车为例，轮式装甲车的车轮的轮辋中嵌入橡胶支架，轮胎在充满气体时，胎壁与橡胶支架之间保持一定的距离；当轮胎被击穿后，轮胎内部压力下降，橡胶支架接触地面，代替轮胎受力。轮胎在击穿后零压行驶时，橡胶的曲挠变形较大，生热较快，轮胎内部持续升温，轮胎性能下降，导致轮胎提前损坏，无法远距离行驶。

发明内容

本发明的目的在于提供一种车轮、车辆及提升车辆轮胎穿透后续驶性能的方法，以缓解现有技术中存在的轮胎在被穿透后零压行驶时，轮胎内部持续升温，轮胎性能下降，导致轮胎提前损坏，无法远距离行驶的技术问题。

基于上述目的，本发明提供了一种车轮，包括：

轮辋，所述轮辋设置有进气口和出气通道，所述进气口用于与车辆的车载气源连通，所述出气通道与所述进气口连通；

轮胎，所述轮胎安装在所述轮辋上；以及

环形支撑体，所述环形支撑体位于所述轮胎的内部，且所述环形支撑体的内环面与所述轮辋的外周面固定连接，所述出气通道与所述轮胎的内腔连通。

进一步地，在某些可选的实施方案中，所述出气通道的数量至少为两个，两个所述出气通道分别位于所述环形支撑体的两侧；所述出气通道具有相对设置的第一端和第二端，所述第一端与所述进气口连通，所述第二端延伸至所述轮辋的周向表面，且所述出气通道与所述环形支撑体的环面之间的距离由所述第一端向所述第二端逐渐增大。

进一步地，在某些可选的实施方案中，所述出气通道的延伸方向与所述轮辋的轴线之间的夹角为45°～85°。

进一步地，在某些可选的实施方案中，所述出气通道的宽度由所述第一端向所述第二端逐渐增大。

进一步地，在某些可选的实施方案中，所述环形支撑体包括多个弧形段，相邻两个所述弧形段之间通过紧固件连接。

进一步地，在某些可选的实施方案中，所述环形支撑体的两侧分别设置有多个卡爪，多个所述卡爪沿所述环形支撑体的周向间隔设置，相邻两个所述卡爪之间的间隙与所述出气通道连通；所述轮辋设置有卡槽，所述卡爪与所述卡槽相配合。

进一步地，在某些可选的实施方案中，所述环形支撑体设置有减重孔。

进一步地，在某些可选的实施方案中，所述环形支撑体的材质为铝合金复合材料。

基于上述目的，本发明还提供了一种车辆，包括自动充放气系统和所述的车轮，所述自动充放气系统的车载气源与所述进气口连通。

进一步地，在某些可选的实施方案中，所述车辆还包括报警系统，所述报警系统与所述自动充放气系统连接，所述报警系统用于在所述轮胎被穿透时，启动所述自动充放气系统。

基于上述目的，本发明还提供了一种提升车辆轮胎穿透后续驶性能的方法，所述方法应用于所述的车辆，所述方法包括以下步骤：

在所述轮胎被穿透时，所述车载气源向所述进气口供入换热介质。

可选地，所述车载气源向所述进气口供入的换热介质为常温介质或低温介质。

可选地，所述车载气源的功率可调。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明提供的车轮，在使用时，将车辆的车载气源与进气口连通，正常行驶时，车载气源不工作，当轮胎被尖锐物刺穿或击穿时，轮胎内部温度会随着行驶速度和时间的增加而持续升高，此时，车载气源持续向轮胎的内腔充入常温介质(例如空气)或低温介质(例如液氮、干冰)，利用气体热交换原理，充入的常温介质或低温介质与轮胎内部原有的高温气体换热，再从轮胎上的击穿孔排出，从而带走热量。本发明能够从轮胎内部降低轮胎温度，保证轮胎在适宜温度下行驶，从而增加了车辆轮胎总成在穿透后的续驶里程和速度，提升了续驶性能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例一提供的车轮的结构示意图(轮胎局部剖开)；

图2为本发明实施例一提供的车轮在轮胎被穿透状态下的示意图；

图3为本发明实施例一提供的车轮在轮胎被穿透状态下的工作原理图；

图4为图3中C处的局部放大图；

图5为本发明实施例一中的出气通道的纵截面的结构示意图；

图6为本发明实施例一提供的车轮中的环形支撑体的结构示意图；

图7为本发明实施例一提供的车轮中的轮辋的局部结构示意图；

图8为图7中D处的局部放大图；

图9为本发明实施例一提供的车轮中的环形支撑体与轮辋相配合的结构示意图。

图标：100-击穿孔；101-轮辋；102-轮胎；103-环形支撑体；104-进气口；105-出气通道；1051-第一端；1052-第二端；106-弧形段；107-卡爪；108-卡槽；109-减重孔。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，如出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等，其指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，如出现术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，如出现术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例一

参见图1至图9所示，本实施例提供了一种车轮，包括轮辋101、轮胎102和环形支撑体103；轮辋101设置有进气口104和出气通道105，进气口104用于与车辆的车载气源连通，出气通道105与进气口104连通；轮胎102安装在轮辋101上，环形支撑体103位于轮胎102的内部，且环形支撑体103的内环面与轮辋101的外周面固定连接，出气通道105与轮胎102的内腔连通。

基于该结构，本实施例提供的车轮，在使用时，将车辆的车载气源与进气口104连通，正常行驶时，车载气源不工作，当轮胎102被尖锐物刺穿或击穿时，轮胎102内部温度会随着行驶速度和时间的增加而持续升高，此时，车载气源持续向轮胎102的内腔充入常温介质(例如空气)或低温介质(例如液氮、干冰)，利用气体热交换原理，充入的常温介质或低温介质沿图3中的箭头方向A进入轮胎102内部，与轮胎102内部原有的高温气体换热，再沿箭头方向B从轮胎102上的击穿孔100排出，从而带走热量。本实施例能够从轮胎102内部降低轮胎温度，保证轮胎102在适宜温度下行驶，从而增加了车辆轮胎总成在穿透后的续驶里程和速度，提升了续驶性能。

在某些可选的实施方案中，出气通道105的数量至少为两个，两个出气通道105分别位于环形支撑体103的两侧；出气通道105具有相对设置的第一端1051和第二端1052，第一端1051与进气口104连通，第二端1052延伸至轮辋101的周向表面，且出气通道105与环形支撑体103的环面之间的距离由第一端1051向第二端1052逐渐增大。

可选地，将位于环形支撑体103的两侧的两个出气通道105设定为一组，轮辋101上可以设置有多组出气通道105，且多组出气通道105沿轮辋101的周向均匀间隔设置，这样的方式能够保证充入的气体分布更加均匀，换热效果更好，从而能够对轮胎均匀降温。

本实施例中，轮辋101上设置有两组出气通道105，出气通道105的数量一共为四个，其中两个出气通道105位于环形支撑体103的一侧，另两个出气通道105位于环形支撑体103的另一侧。可选地，环形支撑体103两侧的出气通道105的位置一一对应。可选地，位于环形支撑体103的同一侧的两个出气通道105沿轮辋101的径向对称设置。参见图1所示，第二端1052延伸至轮辋101的位于轮胎102内部的周向表面，保证车载气源充入的气体从第二端1052进入轮胎102的内腔。出气通道105与环形支撑体103的环面之间的距离由第一端1051向第二端1052逐渐增大，使得气体能够向胎壁喷出，经过胎壁后气流方向改变，使得充入的气体和原有的高温气体在轮胎102的内腔中充分混合换热。参见图3和图4所示，位于环形支撑体103左侧的出气通道105的第二端1052位于第一端1051的左上方，位于环形支撑体103右侧的出气通道105的第二端1052位于第一端1051的右上方。图8对轮辋101局部剖开，以便于示出出气通道105的延伸方向，由图8可以看出，两侧的出气通道105的延伸方向分别向靠近轮辋101的轴向的端部斜向延伸，即出气通道105与环形支撑体103的环面之间的距离由第一端1051向第二端1052逐渐增大。

为了使得气体能够向胎壁喷出，需要将出气通道105倾斜设置，如果出气通道105的延伸方向与轮辋101的轴线之间的夹角过小，充入的气体无法迅速到达胎冠，降温效果会大幅度减弱；如果出气通道105的延伸方向与轮辋101的轴线之间的夹角过大，充入的气体几乎沿垂直于胎冠的方向喷出，对胎冠的冲击较大，而且与轮胎102内部原有的高温气体的接触面积较小，不利于充分混合换热。

因此，本实施例中，出气通道105的延伸方向与轮辋101的轴线之间的夹角θ为45°～85°。

可选地，出气通道105的延伸方向与轮辋101的轴线之间的夹角可以为但不限于45°、50°、55°、60°、65°、70°、75°、80°或85°。

需要说明的是，出气通道105的数量也可以为一个。在实际生产加工中，根据不同规格的轮胎102确定出气通道105的数量以及出气通道105的延伸方向与轮辋101的轴线之间的夹角的最佳角度，以保证充入的气体能够对温升较快的胎冠和胎侧起到较好的降温效果。

在某些可选的实施方案中，出气通道105的宽度由第一端1051向第二端1052逐渐增大。这样的方式能够增加充入的气体与轮胎102内部原有的高温气体的接触面积，进一步提高换热速度，增强降温效果，让轮胎102保持较佳的状态，保证轮胎102在适宜温度下行驶，从而增加了车辆轮胎102总成在穿透后的续驶里程和速度，提升了续驶性能。

参见图5所示，由于第二端1052延伸至轮辋101的周向表面，出气通道105的纵截面的形状大体上为扇形。

在实施时，根据车辆轮辐偏距，轮毂接口尺寸，轮胎102规格和环形支撑体103的结构和具体尺寸来设计制作轮辋101，使得轮辋101车辆上原有的与轮毂和中央充放气系统有效结合，保证轮辋101的出气通道105能够顺利向轮胎102的内腔充气，使轮胎102均匀降温。

需要说明的是，轮胎102的外周面设置有防滑纹(图中未示出)。

进一步地，在某些可选的实施方案中，环形支撑体103包括多个弧形段106，相邻两个弧形段106之间通过紧固件连接。

可选地，参见图6所示，本实施例中的弧形段106的数量为三个，三个弧形段106通过紧固件首尾顺次连接，形成环形支撑体103。

本实施例中，紧固件为紧固螺栓。

需要说明的是，紧固件不仅局限于紧固螺栓，也可以为铆钉、磁铁等，只要能够实现相邻两个弧形段106固定连接的功能即可。

在某些可选的实施方案中，参见图6所示，环形支撑体103的两侧分别设置有多个卡爪107，多个卡爪107沿环形支撑体103的周向间隔设置，相邻两个卡爪107之间的间隙与出气通道105连通；参见图8所示，轮辋101设置有卡槽108，卡爪107与卡槽108相配合。

可选地，本实施例中，每个弧形段106的两侧各设置一个卡爪107，所以整个环形支撑体103的两侧各设置有三个卡爪107。可选地，卡爪107位于弧形段106的中间位置，以保证重心平衡。轮辋101的周向设置有卡槽108，卡槽108为环形槽，卡爪107卡合在卡槽108中，实现环形支撑体103与轮辋101之间的固定。

在某些可选的实施方案中，环形支撑体103设置有减重孔109。

可选地，参见图6所示，减重孔109设置在环形支撑体103的环面上。通过设置减重孔109，能够减轻车轮的整体重量。

本实施例中，减重孔109的数量为多个，多个减重孔109沿环形支撑体103的周向均匀间隔设置。

可选地，环形支撑体103的材质为铝合金复合材料。

现有的铝基复合材料具有重量轻、尺寸稳定、耐磨性强、散热快等特点。

本实施例还提供了一种车辆，包括自动充放气系统和本实施例提供的车轮，自动充放气系统的车载气源与进气口104连通。

进一步地，在某些可选的实施方案中，车辆还包括报警系统，报警系统与自动充放气系统连接，报警系统用于在轮胎102被穿透时，启动自动充放气系统。

需要说明的是，报警系统和自动充放气系统为现有技术，其结构不再详细描述。

可选地，本实施例提供的车辆为轮式装甲车。当轮胎102的某部位被击穿时，轮胎气压下降，轮胎内部温度升高，报警系统报警，同时报警系统的控制装置启用自动充放气系统，向轮胎102的内腔中充入常温介质或低温介质，对轮胎102进行降温，避免轮胎102在击穿续驶早期的生热损坏，增加环形支撑体103的耐久时间，提高装备撤离速度和行驶里程，保证轮式装甲车能够在战时快速、远距离撤离。

需要说明的是，本实施例提供的车辆也可以为其他类型的车辆。

实施例二

本实施例提供了一种提升车辆轮胎穿透后续驶性能的方法，该方法应用于实施例一提供的车辆，该方法包括以下步骤：

在轮胎102被穿透时，车载气源向进气口104供入换热介质。

当轮胎102被尖锐物刺穿或击穿时，轮胎内部温度会随着行驶速度和时间的增加而持续升高，此时，采用本实施例提供的提升车辆轮胎穿透后续驶性能的方法，车载气源持续向轮胎102的内腔充入常温介质(例如空气)或低温介质(例如液氮、干冰)，利用气体热交换原理，充入的常温介质或低温介质与轮胎102内部原有的高温气体换热，再从轮胎102上的击穿孔100排出，从而带走热量。本实施例提供的提升车辆轮胎穿透后续驶性能的方法，从轮胎内部降低轮胎温度，保证轮胎102在适宜温度下行驶，从而增加了车辆轮胎总成在穿透后的续驶里程和速度，提升了续驶性能。

可选地，车载气源向进气口104供入的换热介质为常温介质或低温介质。

可选地，常温介质可以为空气，低温介质可以为液氮、干冰、空调系统制冷气体。

可选地，车载气源的功率可调。

根据车辆对性能的要求，选择不同的换热介质和总气源功率。

例如，当车辆对性能提升要求不高时，车载气源向进气口供入常温介质，总气源功率可以保持不变，进气流量也可以保持不变，使得轮胎内部温度不会快速升高，维持在车辆能够行驶的范围即可。

又如，当车辆对性能提升要求较高，或者是新研发的车辆在应用时，可以增加自动充放气系统的总功率，增加进气流量，必要时向进气口104供入低温介质(例如液氮、干冰、空调系统制冷气体)，对轮胎降温。

需要说明的是，在采用干冰作为低温介质时，可以将干冰转化为气体充入轮胎内部，与轮胎内原有的高温气体进行换热；也可以采用粉末状态的干冰，粉末状态的干冰随气流进入轮胎的内部，与轮胎内原有的高温气体进行换热。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。