[发明专利]一种弹性单元积分式智能安全轮胎及其制造方法

说明书

技术领域

本发明属于轮胎技术领域，涉及一种弹性单元积分式能够防爆、防刺和缺气保用的安全轮胎及其制造方法。

背景技术

随着交通运输业的快速发展，人们对于车辆行驶安全性的要求不断提高。车辆在行驶过程中除违章驾驶情况以外所发生的交通事故绝大部分是由于轮胎失效造成的。目前，车辆使用的轮胎总体上可分为充气轮胎和实心轮胎两大类。实心轮胎由于耗胶量大、成本高、缓冲性差等原因，主要用于军车、叉车等少数特殊车辆。而充气轮胎则广泛应用于绝大部分的乘用车、载重车和工程车辆。充气轮胎早期为斜交胎结构设计，其胎体帘子线呈一定倾斜角交叉排列，故称之为斜交轮胎。自1947年法国米其林公司发明了子午线轮胎以来便逐渐取代了传统的斜交轮胎。子午线轮胎由于胎体帘线与带束层圆周方向呈90度夹角，构成如同地球子午线一样的排列方式，具有高速性能好、舒适性好、节油等诸多优点，因而成为当今世界的主流轮胎。

目前的充气轮胎，无论是斜交轮胎还是子午线轮胎，在使用过程中当出现局部疲劳失效破损或被尖锐物刺穿时，经常引发爆胎或缓慢漏气瘪胎的事故，轻则停车维修，耽误行车时间，重则危及车辆和生命安全。因此，抗刺扎轮胎和缺气保用轮胎成为近年研究开发热点，有些产品已经走向市场。其中，抗刺扎技术主要是通过在轮胎内表面涂覆具有一定流动性和密封性的自修补材料来实现，而缺气保用轮胎则主要是通过对胎体采取加厚增强的结构设计来实现，虽然具有一定的实际效果，但还不能从根本上消除安全隐患，满足人们对于安全行驶的迫切要求。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术的缺陷，提供一种具有防爆、防刺和缺气保用功能的安全轮胎及其制造方法，解决充气轮胎存在安全隐患的问题，并实现低成本制造，便于使用和推广。

为了实现以上目的，本发明采用以下技术方案：一种弹性单元积分式智能安全轮胎，包括胎体、积分弹性元件和轮辋，积分弹性元件包裹复合于胎体内或者紧贴在胎体内表面，胎体安装在轮辋外部。积分弹性元件由骨架材料、导线、电流提供装置、电流通断检测单元、微型温度传感器、智能芯片和信号输出单元组成，骨架材料由若干个微分弹性单元积分连接而成，微分弹性单元为骨架材料的最小可重复几何单元，电流提供装置、电流通断检测单元、微型温度传感器通过导线串联于骨架材料中组成闭环回路，智能芯片与电流通断检测单元、微型温度传感器连接，信号输出单元与智能芯片连接。当积分弹性元件的骨架材料断裂时，电流通断检测单元检测出电流信号出现异常，智能芯片通过信号输出单元向驾驶员发出故障信号；当微型温度传感器感知到轮胎行驶温度接近胎体材料许用温度极限时，智能芯片向驾驶员发送轮胎过热信号。由于积分弹性元件的骨架材料出现一个断点时，可及时预报轮胎初步失效，而胎体还不至于塌陷影响安全行驶；而积分弹性元件温度达到胎体材料许用温度时也不至于立刻造成轮胎失效，降低行驶速度即可安全行驶。通过这一智能检测技术措施，实现轮胎失效预警，确保行驶安全。

当积分弹性元件复合于胎体内时形成嵌入式的弹性单元积分式安全轮胎；当积分弹性元件依附于胎体内表面时形成非嵌入式的弹性单元积分式安全轮胎。骨架材料由弹性好、耐疲劳和导电性好的丝或条制成，例如锰钢或由金属粉末、碳纤维或金属纤维的导电复合材料制成，这样可以提高轮胎抗疲劳破坏能力，延长使用寿命。

本发明一种弹性单元积分式智能安全轮胎，微分弹性单元为弓形弹性单元。在积分弹性元件的微分弹性单元表面涂覆或包覆粘合性好的表层，或者在其表面设置增大摩擦的结构，如：表面打毛、压制沟槽纹理、交错横筋等，以保证胎体在工作状态承受牵引力发生较大的弹性变形时，积分弹性元件能够产生相应的弹性变形而不相互滑移错位。交错横筋形状可以为条状、孔板状、丝网状、圆形或异形环状等有利于胎体的胶料穿插固定积分弹性元件的结构。

本发明一种弹性单元积分式智能安全轮胎，为了满足轮胎承载需要，根据各部位受力变形情况，微分弹性单元的横断面可以为矩形或圆形，也可以为变截面；微分弹性单元可一个或多个叠合使用；在积分弹性元件外侧、内侧或夹层间采用环形钢丝、纤维连线或帘子布缠绕等增强结构设计。

本发明一种弹性单元积分式智能安全轮胎，积分弹性元件骨架材料的断面投影形状可以为圆环结构，或采用与轮胎断面形状近似的内部开放的扁圆形结构或者其它异型结构设计为佳，这样可以充分发挥目前子午线轮胎扁平化的性能优势并且便于加工制造和安装。

本发明一种弹性单元积分式智能安全轮胎，积分弹性元件与轮辋相分离，或焊接或粘结在轮辋上。

本发明一种弹性单元积分式智能安全轮胎的加工制造方法如下：