一种半径可变的非充气轮胎及其主动防侧翻方法技术

本发明专利技术公开一种半径可变的非充气轮胎及其主动防侧翻方法，非充气轮胎包括轮毂、液压泵、第一电磁阀、第二电磁阀、单通道液压旋转接头、N个液压轮辐组件、以及胎面。液压泵固定在所述第一腔体中、第一电磁阀设置在输液通道中。N个液压轮辐组件和所述N个轮辐安装腔一一对应设置。单通道液压旋转接头的内管通过法兰与液压泵的输入端管道相连，外管通过所述第二电磁阀和外界液压箱管道相连。胎面套在所述N个液压轮辐组件的支撑面外、和其过盈配合。本发明专利技术在防止侧翻时，内侧轮胎半径变小，车辆重心向转弯方向内侧移动，降低车辆产生离心侧翻的风险，保证车辆转向时的行车安全。保证车辆转向时的行车安全。保证车辆转向时的行车安全。

【技术实现步骤摘要】
一种半径可变的非充气轮胎及其主动防侧翻方法


[0001]本专利技术属于汽车轮胎领域，具体涉及一种半径可变的非充气轮胎及其主动防侧翻方法。

技术介绍

[0002]轮胎是汽车的重要部件之一，目前常用的汽车轮胎以充气轮胎为主，但充气轮胎存在着漏气、爆胎等致命问题。非充气轮胎去除了充气轮胎的气密层、带束层等充气结构，降低了汽车轮胎发生漏气和爆胎的概率，极大地提高了汽车行驶过程中的安全性。
[0003]目前可变半径轮胎的相关技术中，轮胎变半径主要是为了保证车辆的通过性与行驶过程中的舒适性。很少有研究将轮胎的可变半径与防止车辆侧翻相结合。但是，如果车辆以较高的速度通过弯道，车辆的轮胎半径没有产生变化或者没有产生合适的变化，车辆极易发生侧翻事故。

技术实现思路

[0004]本专利技术专利的目的是：设计一种主动防侧翻方法，从非充气轮胎的轮辐结构入手，结合液压轮辐组件和液压泵来控制车轮半径的变化，通过改变车辆转向内侧两个车轮的半径大小，使车辆重心向转向内侧倾斜以达到防侧翻的目的。
[0005]本专利技术为解决上述技术问题采用以下技术方案：
[0006]一种半径可变的非充气轮胎，包含轮毂、液压泵、第一电磁阀、第二电磁阀、单通道液压旋转接头、N个液压轮辐组件、以及胎面，N为大于等于3的自然数；
[0007]所述轮毂呈圆盘状，中心设有用于安装液压泵的第一空腔；所述轮毂在其第一空腔外设有和其同轴的环形的第二空腔，且轮毂内设有用于联通第二空腔和第一空腔的输液通道；所述第一电磁阀设置在所述输液通道中，用于控制输液通道的通断；
[0008]所述轮毂在其外壁和第二空腔之间周向均匀设有N个轮辐安装腔；所述轮辐安装腔呈圆柱体，其轴线指向轮毂中心；所述轮毂在每个轮辐安装腔的外端设有联通轮辐安装腔和外界的通孔、内端设有联通轮辐安装腔和第二空腔的通孔；
[0009]所述N个液压轮辐组件和所述N个轮辐安装腔一一对应设置；
[0010]所述液压轮辐组件包含支撑面、连接部、轮辐杆、第一弹簧和第二弹簧，其中，所述支撑面呈弧面，其外壁用于和胎面内壁相抵对胎面进行支撑；所述连接部一端和所述支撑面的内壁中心固连，另一端和所述轮辐杆的一端固连；所述轮辐杆另一端从其对应的轮辐安装腔外侧的通孔中伸入，且轮辐杆的端末设有和轮辐安装腔密闭配合的活塞，使得轮辐杆能够沿其对应的轮辐安装腔自由滑动；所述第一弹簧套在所述轮辐杆上，一端和所述活塞相抵、另一端和轮辐杆对应轮辐安装腔的外侧通孔处的轮毂相抵；所述第二弹簧设置在轮辐杆对应的轮辐安装腔中，一端和所述活塞相抵，另一端和轮辐杆对应轮辐安装腔的内侧通孔处的轮毂相抵；
[0011]所述液压泵固定在所述第一腔体中，其输出端通过管道和所述输液通道密闭相
连；
[0012]所述轮毂内侧端壁中心设有用于安装所述单通道液压旋转接头的安装孔；所述单通道液压旋转接头为法兰连接式、内管旋转型液压旋转接头，其内管通过法兰与液压泵的输入端管道相连，外管通过所述第二电磁阀和外界液压箱管道相连；所述第二电磁阀用于控制外界液压箱和单通道液压旋转接头外管之间的通断；
[0013]所述胎面采用柔性材质制成，套在所述N个液压轮辐组件的支撑面外、和其过盈配合。
[0014]作为本专利技术一种半径可变的非充气轮胎进一步的优化方案，所述胎面采用橡胶制成。
[0015]作为本专利技术一种半径可变的非充气轮胎进一步的优化方案，所述支撑面的外壁上均匀设有若干凸起，以增加和胎面内壁之间的摩擦力。
[0016]本专利技术还公开了一种该半径可变的非充气轮胎的汽车主动防侧翻方法，所述汽车采用前轮转向，且汽车的四个车轮均采用半径可变的非充气轮胎，汽车主动防侧翻方法包含以下步骤：
[0017]步骤1)，检测汽车四个轮胎的垂向力，根据以下公式计算得到表征汽车侧倾程度的值LTR：
[0018][0019]其中，F
Z1
表示汽车左前轮的垂向力，F
Z2
表示汽车右前轮的垂向力，F
Z3
表示汽车左后轮的垂向力，F
Z4
表示汽车右后轮的垂向力；LTR∈[
‑
1,1]，越接近
±
1，汽车发生侧倾甚至侧翻的风险越大；
[0020]步骤2)，将LTR的绝对值和预设的侧倾阈值LTR
th
进行比较；
[0021]步骤2.1)，如果LTR的绝对值大于等于LTR
th
：
[0022]步骤2.1.1)，记录整个转向时间段内方向盘的转动方向和转动角度信息，并采用累加的形式记录当前时刻的转动角度信息，根据方向盘与转向轮的转向比计算出实时的前轮转角；如果当前时刻方向盘的转动角度信息为向左转动的角度，则控制汽车右侧两个车轮的液压泵停止工作；如果当前时刻方向盘的转动角度信息为向右转动的角度，则控制汽车左侧两个车轮的液压泵停止工作；
[0023]步骤2.1.2)，根据以下公式计算汽车在弯道处的离心力：
[0024][0025]其中，F
c
为汽车的离心力；m为整车质量；v为车速；R为转弯半径；L为汽车轴距；δ为前轮转角；
[0026]步骤2.1.3)，根据以下公式计算汽车内侧两个轮胎的目标直径h：
[0027][0028]其中，g为重力加速度；α为汽车侧倾角；B为等效轮距；
[0029]步骤2.1.4)，根据轮辐安装腔的底面积计算得到汽车内侧两个轮胎中N个液压轮辐组件运动h/2的位移所需要的排出的液体体积V，控制汽车内侧两个轮胎中的第一电磁阀和第二电磁阀打开、并控制汽车内侧两个轮胎中的液压泵工作，直至汽车内侧两个轮胎中N个液压轮辐组件排出的液体体积为V，此时，控制汽车内侧两个轮胎中的第一电磁阀和第二电磁阀关闭、并控制汽车内侧两个轮胎中的液压泵停止工作；
[0030]步骤2.2)，当LTR的绝对值小于LTR
th
时，控制汽车内侧两个轮胎中的第一电磁阀和第二电磁阀打开、并控制汽车内侧两个轮胎中的液压泵工作，直至轮胎半径复原，此时，控制汽车内侧两个轮胎中的第一电磁阀和第二电磁阀关闭、并控制汽车内侧两个轮胎中的液压泵停止工作。
[0031]本专利技术采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：
[0032]1、本专利技术的轮胎包含轮毂、液压泵、第一电磁阀、第二电磁阀、单通道液压旋转接头、N个液压轮辐组件、以及胎面。轮毂高度集成，轮毂上设置有若干安装腔和安装孔，轮毂中心设有用于安装液压泵的第一空腔；轮毂的外壁和第二空腔之间周向均匀设有N个轮辐安装腔；轮毂内侧端壁中心设有用于安装所述单通道液压旋转接头的安装孔。
[0033]2、本专利技术中液压轮辐组件的连接部和支撑面为空心结构，减轻了轮胎的重量，改善了液压轮辐组件中轮辐杆的工作环境；支撑面上的突起可以增加支撑面与胎面之间的摩擦力，能防止轮辐组件在胎面内部打滑，提高了行驶的安全性。
[0034]3、本专利技术的液压轮辐组件的内部设置有第一弹簧和第二本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半径可变的非充气轮胎，其特征在于，包含轮毂、液压泵、第一电磁阀、第二电磁阀、单通道液压旋转接头、N个液压轮辐组件、以及胎面，N为大于等于3的自然数；所述轮毂呈圆盘状，中心设有用于安装液压泵的第一空腔；所述轮毂在其第一空腔外设有和其同轴的环形的第二空腔，且轮毂内设有用于联通第二空腔和第一空腔的输液通道；所述第一电磁阀设置在所述输液通道中，用于控制输液通道的通断；所述轮毂在其外壁和第二空腔之间周向均匀设有N个轮辐安装腔；所述轮辐安装腔呈圆柱体，其轴线指向轮毂中心；所述轮毂在每个轮辐安装腔的外端设有联通轮辐安装腔和外界的通孔、内端设有联通轮辐安装腔和第二空腔的通孔；所述N个液压轮辐组件和所述N个轮辐安装腔一一对应设置；所述液压轮辐组件包含支撑面、连接部、轮辐杆、第一弹簧和第二弹簧，其中，所述支撑面呈弧面，其外壁用于和胎面内壁相抵对胎面进行支撑；所述连接部一端和所述支撑面的内壁中心固连，另一端和所述轮辐杆的一端固连；所述轮辐杆另一端从其对应的轮辐安装腔外侧的通孔中伸入，且轮辐杆的端末设有和轮辐安装腔密闭配合的活塞，使得轮辐杆能够沿其对应的轮辐安装腔自由滑动；所述第一弹簧套在所述轮辐杆上，一端和所述活塞相抵、另一端和轮辐杆对应轮辐安装腔的外侧通孔处的轮毂相抵；所述第二弹簧设置在轮辐杆对应的轮辐安装腔中，一端和所述活塞相抵，另一端和轮辐杆对应轮辐安装腔的内侧通孔处的轮毂相抵；所述液压泵固定在所述第一腔体中，其输出端通过管道和所述输液通道密闭相连；所述轮毂内侧端壁中心设有用于安装所述单通道液压旋转接头的安装孔；所述单通道液压旋转接头为法兰连接式、内管旋转型液压旋转接头，其内管通过法兰与液压泵的输入端管道相连，外管通过所述第二电磁阀和外界液压箱管道相连；所述第二电磁阀用于控制外界液压箱和单通道液压旋转接头外管之间的通断；所述胎面采用柔性材质制成，套在所述N个液压轮辐组件的支撑面外、和其过盈配合。2.根据权力要求1所述的半径可变的非充气轮胎，其特征在于，所述胎面采用橡胶制成。3.根据权力要求1所述的半径可变的非充气轮胎，其特征在于，所述支撑面的外壁上均匀设有若干凸起，以增加和胎面内壁之间的摩擦力。4.基于权力要求1所述的半径可变的非充气轮胎的汽车主动防侧翻方法，所述汽车采用前轮转向，且汽车的四个车轮均采用半径可变的非充气轮胎，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝明彪，林棻，王天成，赵又群，王骁侠，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：