[发明专利]用于自动保持轮胎压力的装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种保持充气轮胎的选定的内部气压的装置。

背景技术

对于车辆安全和有效行驶来说，保持充气压力在由轮胎和车辆制造商所规定的限度内是至关重要的。亏气的轮胎会导致车辆操纵性能差、燃料经济性降低、减少轮胎行驶寿命并且增加摩擦发热和穿孔所带来的故障的风险。不幸的是，由于车辆操纵者在他们看出亏气之前不会检查充气压力。但是，在可以看出轮胎亏气时，压力已经低到可能造成轮胎损坏、损害车辆安全、增加轮胎磨损和降低车辆燃料经济性的程度。

已经提出很多装置来自动保持轮胎充气压力。一些装置将气源通过车轮的旋转轮毂连接，从而响应于充气压力的测量值来给车辆轮胎充气或放气。其他装置将电池供电的泵和压力传感器放置在轮胎和车轮之间的气室内，并且按需要增加空气，从而将充气压力保持在设定点。虽然这些装置已经对充气压力提供精确的控制，并且能够响应负载或路面状况的变化，但是它们通常不能够在没有电源的情况下调节轮胎压力，并且制造、安装和维护成本较高。

其他装置采用机械连杆和机械压力调节装置来替代由于泄漏从轮胎损失的空气。该机械连杆产生一个力，这个力与基准位置，例如车轮的一部分，和轮胎的内周面的一部分之间的分隔距离相关，所述轮胎内周面的一部分在轮胎的胎面与路面之间的扁平接地印迹(patch)之上。由机械连杆产生的力用于增加压缩腔内的压力，如果在压缩腔内形成的压力大于轮胎内的气压，压力调节机构内的相反的弹簧力将被克服，阀开启，从而空气从压缩腔流入轮胎。

轮胎的内周面与轮胎的旋转中心之间的分隔距离随着轮胎所支撑的重量大小、轮胎旋转速度、充气压力、轮胎材料的刚性和其他因素而变化。因此难于预测由机械连杆所产生且在其中的力，且具有机械连杆和机械压力调节器的自动充气装置存在若干缺点，这些缺点与在通常遇到的工作条件下使用相关。这种装置相对较重，使得轮胎和车轮难于转动平衡。此外，机械连杆和压力调节器各自承受车轮每转一圈一次的工作循环，并且在轮胎的通常寿命过程中，经历几百万或者几千万的工作循环。在这么大量的工作循环中，材料特性，如压力调节机构内的部件的弹簧常数，会由于加工硬化、自加热、被热路面加热、被车辆制动系统部件加热、由于暴露于水、盐或其他化学物质而被腐蚀或者这些影响因素的结合，而有所变动，随着材料特性的变化，所调节的压力也会变化，或者压力调节会完全失效。

机械磨损和来自与障碍物或不平整路面的冲击造成的动态负载会导致机械连杆中的一些部件完全或断裂。气泵机构会失效而不能工作，或更差的是，金属片会散落到轮胎内，潜在地造成突然、灾难性的轮胎故障。或者，机械连杆通过反复摩擦或挤压轮胎而弱化轮胎的各部分，有可能导致轮胎故障。

所需要的是这样一种用于自动保持轮胎气压的装置，该装置重量轻、简单并且成本低地安装在传统车轮和轮胎上、可靠、不用电源操作、不导致胎面磨损、不包括可能会由于摩擦或冲击而损坏的弹簧或连杆、并且适于各种不同尺寸的无内胎轮胎或有内胎轮胎。

发明内容

用于自动保持充气轮胎内的充气压力的压力保持装置适于车轮每转动一圈多达两次将空气泵入轮胎中。这种压力保持装置的实施方式包括：柔性压缩带，该柔性压缩带适于安装到轮胎的内周面上，或替代地安装到轮胎内胎的内周面上；以及安装到压缩带上的空气储池(reservoir)。在一些实施方式中，压缩带包括两个单独的压缩块。在其他实施方式中，两个压缩块与互连柔性连结条(web)。在安装在车辆上的滚动轮胎工作时，每当压缩带通过轮胎上接地印迹的边缘，压缩带中相对的压缩面之间的角度减小。由于压缩面之间的角度减小，通过压缩面，压力被施加到空气储池侧，并且空气储池内的空气被从压缩面之间的空气储池的可收缩段转移到累积段，该累积段延伸到压缩块的边缘之外。当空气储池内的空气压力大于轮胎内的空气压力时，空气从空气储池释放到轮胎中。压缩带的可接受的材料的一个示例是柔性聚合物材料。在一些实施方式中，压缩带和空气储池被做成整体单元。

在压缩带穿过接地印迹之后，相对压缩面之间的角度返回到未压缩状态。空气然后从轮胎外侧吸入到空气储池中。空气储池内侧的入口阀允许空气从轮胎外侧流入到空气储池中，但防止空气从储池内侧流回到轮胎外侧。空气储池内侧的出口阀允许空气从储池流入到轮胎内，或替代地流入到轮胎内侧的内胎中，而防止空气从轮胎或内胎内侧流回到空气储池。