[发明专利]一种轮胎结构

说明书

本发明涉及一种轮胎结构，轮胎气密层胎冠部位沿周向包覆有一层工作层，该工作层具有热电和压电效应，能够将轮胎温升以及周期性压缩变形的应力转换为电效应，产生的电量能够为轮胎的传感器件供电。该发明一方面能够通过能量转换降低轮胎内壁温度，提升轮胎的安全性；另一方面解决了智能轮胎内部传感器供电问题，同时有利于传感器的微型化，具有重要意义。

技术领域

本发明涉及属于轮胎设计技术领域，具体为一种轮胎结构。

背景技术

轮胎由骨架材料和橡胶构成。轮胎在行驶过程中经历周期性的压缩变形，橡胶的滞后损失产生的热积聚引起轮胎温度不断升高，在承受高应力的胎冠、子口部位温度更高。夏季，持续的高速行驶使得轮胎内壁的温度可超过80℃，高温一方面加速轮胎橡胶的老化，产生安全隐患；另一方面也是一种能源浪费。空气为热的不良导体，通常轮胎内壁与腔内空气温差范围在0—40℃。

压电材料是一种智能型能量转换材料，其所受应力大小与电荷的输出成正相关。压电材料分有机、无机压电材料。有机PVDF薄膜既是一种压电材料也是一种热电材料，能够根据温差大小将热能转换成电能，其使用温度在-30-80℃左右，与轮胎内壁温度范围较匹配。将其应用于轮胎内壁胎冠部位，充分利用其热电/压电效应产生的电量可以降低轮胎的温度，同时为轮胎内置传感器供电，此外有利于温度、压力等传感器的微型化。

发明内容

本发明的目的是提供一种轮胎结构，该结构的气密层表面覆有一层工作层，工作层中的热电层采用热电/压电材料，能够利用轮胎内部温差和压缩变形应力产生电荷输出，起到降低轮胎温度的作用，同时产生的电流可以为轮胎内部传感器供电且有利于传感器的微型化。

本发明的技术方案是：

一种轮胎结构，其特征在于，包括

轮胎气密层和内胎冠部位的工作层；

所述工作层包括由里向外依次设置的基板层、热电层和保护层；

所述热电层的端部镀有电极，

对上述方案的进一步改进，热电层采用压电或热电能量转换材料制作。

对上述方案的进一步改进，电极为金属电极。

对上述方案的进一步改进，所述基板层厚度为1-3mm，宽度为150-400mm；

所述工作层宽度为150-400mm，长度为轮胎内周长；

所述热电层厚度为10-1000mm，宽度为140-390mm；

所述保护层厚度为0.1-1mm，宽度为145-395mm。

对上述方案的进一步改进，基板层材料为导热绝缘材料。

对上述方案的进一步改进，气密层和基板层，基板层与热电层，以及热电层与保护层之间通过粘合剂粘贴。

本发明具有以下优点：

通过在轮胎气密层胎冠部位包覆一层热电层，热电层采用能量转换材料，该材料在轮胎周期性压缩变形中产生的温升和应力可以转换成电荷输出，为传感器供电。同时，利用热电效应也能够降低轮胎的温度，提高轮胎的安全性。

附图说明

图1为本发明正面结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。

请参阅图1，为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：