[發明專利]一種梯度彈性非充氣輪胎

在審

• 申請號: 201710290665.4
• 申請日: 2017-04-28
• 公開（公告）號: CN107116973A
• 公開（公告）日: 2017-09-01
• 發明（設計）人: 陳坤;王國林;李凱強;梁晨;周海超
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: B60C7/10
• 分類號: B60C7/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供了一種梯度彈性非充氣輪胎，包括支撐結構和環形帶；所述環形帶表面固定胎面；所述環形帶由方形網格圍繞構成；所述支撐結構包括內固定環、梯度彈性輪輻和外固定環，所述內固定環安裝在車輪輪輞外側，所述外固定環安裝在環形帶內側，所述梯度彈性輪輻在內固定環和外固定環之間；所述梯度彈性輪輻包括剛性層和柔性層，所述剛性層的徑向結構剛度大于柔性層的徑向結構剛度；剛性層和柔性層在輪胎徑向方向間隔分布，剛性層數大于柔性層數；所述柔性層的徑向結構剛度沿輪胎徑向直徑的遞減而增加。本發明通過設置柔性層和剛性層，使非充氣輪胎變形時整體呈現較低的應力水平，有利于提高非充氣輪胎的使用壽命，而且能獲得優異的抓地能力。

技術領域

本發明涉及輪胎領域，特別涉及一種梯度彈性非充氣輪胎。

背景技術

自從充氣輪胎出現，尤其是子午線輪胎出現以來，輪胎結構不斷改善，性能趨于完善。充氣輪胎能支撐載荷、吸收路面振動，且具有一些顯著的優點：接地壓力較低、滾動阻力較低且噪聲比較小，已經廣泛應用于各種車輛。但充氣輪胎由于其結構原因，又存在著不可避免的缺點，比如，制造工藝復雜、需消耗大量的天然橡膠、需要維持一定的充氣壓力，且存在著爆胎的危險。

綜合考慮充氣輪胎的各種性能，目前已有多種新型非充氣輪胎問世。

專利CN101687433B提出一種基于拉伸力的非充氣輪胎，用于在拉伸力下支撐負載。該發明提出的非充氣輪胎，只是從整體上考慮應力的總量，而未能考慮局部結構的應力集中，缺少對應情況下的應對方案。專利CN102398474B提出了一種實心輪胎，該發明突出實心輪胎的緩沖作用，但在承受載荷后并不能即是恢復到其原始形態，這對輪胎的抓地能力非常不利。專利CN104995036A公開了一種非充氣輪胎，該發明中車輪內外部分結構剛度不同，是對車輪整體的要求，而未對車輪內局結構部作具體的要求，無法應對車輪變形時的產生的應力集中問題。

在上述多種非充氣輪胎中，分別提出運用不同結構和材料進行設計的非充氣輪胎，但目前的設計中，非充氣輪胎結構不盡完善或者結構過于復雜，而本發明的非充氣輪胎結構簡單，易于制造，并且可以獲得較好的抓地性能。

發明內容

針對現有技術中存在不足，本發明提供了一種梯度彈性非充氣輪胎，通過設置柔性層和剛性層，合理分布梯度彈性輪輻中應力分布，使非充氣輪胎變形時整體呈現較低的應力水平，有利于提高非充氣輪胎的使用壽命，并降低輪胎滾動過程中的能量損耗。

本發明是通過以下技術手段實現上述技術目的的。

一種梯度彈性非充氣輪胎，包括支撐結構和環形帶；所述環形帶表面固定胎面；所述環形帶由方形網格圍繞構成；所述支撐結構包括內固定環、梯度彈性輪輻和外固定環，所述內固定環安裝在車輪輪輞外側，所述外固定環安裝在環形帶內側，所述梯度彈性輪輻在內固定環和外固定環之間；所述梯度彈性輪輻包括剛性層和柔性層，所述剛性層的徑向結構剛度大于柔性層的徑向結構剛度；剛性層和柔性層在輪胎徑向方向間隔分布，剛性層數大于柔性層數；所述柔性層的徑向結構剛度沿輪胎徑向直徑的遞減而增加。

進一步，所述剛性層由筋板構成；所述柔性層由首尾相連的筋板構成波浪形；所述波浪形的柔性層設有波峰和波谷，所述波峰為在當前柔性層中距輪胎圓心距離最小的端點；所述波谷為在當前柔性層中距輪胎圓心距離最大的端點；所述波峰和波谷分別與剛性層的筋板連接。

進一步，所述剛性層的徑向結構剛度不小于柔性層的徑向結構剛度的10倍。

進一步，所述剛性層的筋板或柔性層的筋板均為板狀結構或由纖維材料編制成的膜狀結構；所述剛性層的筋板或柔性層的筋板的中面位置設加強層，所述加強層由高強度纖維的材料組成或者由等間隔平行排布的纖維簾線組成。

進一步，柔性層中首尾相連的所述筋板之間的夾角不小于90°。