本發(fā)明屬于輪胎技術領域，尤其涉及一種適應于乘用車和新能源汽車的免充氣輪胎。

背景技術：

隨著新能源汽車的廣泛使用，新能源汽車輪胎的安全性、舒適性、能耗和耐磨性受到汽車生產廠商的高度重視。

目前，正在使用的輪胎，大部分都是充氣輪胎，充氣輪胎利用輪胎內壓縮空氣的高壓承載車輛的載荷，具有良好的乘坐舒適性。但是充氣輪胎也存在著很大安全短板—易跑氣漏氣，這種現象會導致輪胎胎面劇烈磨損或不規(guī)則磨損、不耐刺扎，甚至引起爆胎，影響車輛行駛安全?，F有非充氣輪胎采用長輻條結構，該結構對材料的抗疲勞強度要求很高，而且其振動噪聲問題難以克服，耐用性和舒適性受到限制。

因此，研制一種能夠解決充氣輪胎的漏氣、補胎和爆胎問題的免充氣輪胎成為輪胎技術領域的迫切要求。

技術實現要素：

本發(fā)明針對上述充氣輪胎存在漏氣、補胎和爆胎的技術問題，提出一種新型支撐體結構的免充氣輪胎。

為了達到上述目的，本發(fā)明采用的技術方案為：

一種免充氣輪胎，包括沿輪胎徑向由外向內依次設置的橡膠胎面，與橡膠胎面硫化成一體的基部膠，以及對橡膠胎面起支撐作用的彈性支撐體，彈性支撐體包括與基部膠貼合的外承壓環(huán)，與輪輞相接觸的內承壓環(huán)，以及位于外承壓環(huán)和內承壓環(huán)之間的中部支撐體，中部支撐體包括沿外承壓環(huán)環(huán)體內部周向均勻設置的第一支撐結構，以及與第一支撐結構間隔均勻設置的第一軸向通孔。

作為優(yōu)選，第一支撐結構的軸向截面形狀為圓形、多段圓弧形或者邊數大于等于8的多邊形結構的其中一種，第一軸向通孔為順次連接的半圓、直線以及圓弧組成的通孔。

作為優(yōu)選，沿內承壓環(huán)的外部周向均勻設置有第二軸向通孔。

作為優(yōu)選，中部支撐體還包括自第一支撐結構向第二軸向通孔依次排列的第二支撐結構和第三支撐結構。

作為優(yōu)選，第二支撐結構為一層，第三支撐結構為一或二層，第二支撐結構和第三支撐結構的軸向截面為圓形或者邊數大于等于8的多邊形。

作為優(yōu)選，第二支撐結構和第三支撐結構的圓形通孔之間設置有第三軸向通孔。

作為優(yōu)選，第一支撐結構與第二支撐結構之間連接有周向厚度一致的孔壁，孔壁的徑向中心線和與該孔壁相鄰的第一支撐結構通孔、第二支撐結構通孔之間的連心線形成0°-35.5°的角度。

作為優(yōu)選，外承壓環(huán)外側設置有指向輪胎轉軸方向的軸向截面形狀為倒“凸”字形或內凹“十”字形的第一卡槽，在基部膠與外承壓環(huán)結合面處設置有與第一卡槽相對應的軸向截面為正“凸”字形或外凸“十”字形的第二卡槽，第一卡槽和第二卡槽沿輪胎周向等間距分布。

作為優(yōu)選，基部膠頂部圓弧設置為中部高兩端低的兩段或三段相切弧。

作為優(yōu)選，橡膠胎面周向斷面的頂部圓弧設置為中部高兩端低的兩段或三段相切弧結構，彈性支撐體與橡膠胎面相接處形成為胎肩斜面，胎肩斜面與輪胎行駛軸所在的水平面之間形成的軸向傾斜角度為45°-75°。

與現有技術相比，本發(fā)明的優(yōu)點和積極效果在于：

(1)本發(fā)明的免充氣輪胎，設置有彈性支撐體，不需要對輪胎充氣，解決了輪胎漏氣、補胎和爆胎的問題，同時在輪胎外承壓環(huán)處周向均勻設置有第一支撐結構，有助于將輪胎接地壓力均勻的傳遞到中部支撐體，使接地印痕形狀優(yōu)良，接地壓力分布均勻，具有良好的接地性能。

(2)本發(fā)明的免充氣輪胎，在輪胎第一支撐結構間隔設置第一軸向通孔，不僅可以減輕輪胎重量，而且增強了輪胎的散熱能力，提高了輪胎使用壽命。

(3)本發(fā)明的免充氣輪胎，中部支撐體包括第二和第三支撐結構，而且第二支撐結構的圓孔尺寸大于第三支撐結構的圓孔尺寸，以將輪胎變形集中于第二支撐結構，減少支撐體在輪胎行駛過程中的高速屈撓變形發(fā)熱，同時有助于彈性支撐體回彈變形恢復，提高緩沖性能。

(4)本發(fā)明的免充氣輪胎，利用機械卡槽裝配的方式，在彈性支撐體外承壓環(huán)與基部膠結合處設置有機械卡槽，能夠使胎面與基部膠復合件鑲嵌到彈性支撐體上，增強了基部膠與彈性支撐體的貼合能力，防止輪胎以較高速度行駛時彈性支撐體與基部膠產生脫層。

(5)本發(fā)明的免充氣輪胎，頂部圓弧采用中部高兩端低的兩段或三段相切圓弧設計，能夠使輪胎接地印痕呈現橢圓或方形，減少了胎面的磨損。

(6)本發(fā)明的免充氣輪胎，胎肩斜面與輪胎行駛軸所在水平面形成的傾斜角度為45°-75°，使輪胎彈性支撐體傳遞的載荷集中到橡膠胎面中部，有助于改善接地性能。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的主體結構正視圖；

圖2為本發(fā)明的單節(jié)距等軸測立體圖；

圖3為本發(fā)明的卡槽第一實施方式等軸測立體圖；

圖4為本發(fā)明的卡槽第二實施方式等軸測立體圖；

圖5為本發(fā)明的基部膠頂面圓弧示意圖。

以上各圖中：1、橡膠胎面；11、胎肩斜面；2、基部膠；3、彈性支撐體；31、外承壓環(huán)；311、第一卡槽；312、第二卡槽；32、內承壓環(huán)；33、中部支撐體；331、第一支撐結構；332、第二支撐結構；333、第三支撐結構；334、第一軸向通孔；335、第二軸向通孔；336、第三軸向通孔；337、孔壁。

具體實施方式

下面，通過示例性的實施方式對本發(fā)明進行具體描述。然而應當理解，在沒有進一步敘述的情況下，一個實施方式中的元件、結構和特征也可以有益地結合到其他實施方式中。

在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，術語“內”、“外”、“上”、“下”、等指示的方位或位置關系為基于附圖1所示的位置關系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。此外，術語“第一”、“第二”、“第三”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

參見圖1，圖1是本發(fā)明的主體結構正視圖。如圖1所示，一種免充氣輪胎，包括沿輪胎徑向由外向內依次設置的橡膠胎面1，與橡膠胎面1硫化成一體的基部膠2，以及對橡膠胎面1起支撐作用的彈性支撐體3。彈性支撐體3包括與基部膠2貼合的外承壓環(huán)31，與輪輞相接觸的內承壓環(huán)32，以及位于外承壓環(huán)31和內承壓環(huán)32之間的中部支撐體33，中部支撐體33包括沿外承壓環(huán)31環(huán)體內部周向均勻設置的第一支撐結構331，以及與第一支撐結構331間隔均勻設置的第一軸向通孔334。本發(fā)明的免充氣輪胎，不需要對輪胎充氣，解決了輪胎漏氣、補胎和爆胎的問題，同時在輪胎外承壓環(huán)31環(huán)體內側周向均勻設置有第一支撐結構331，有助于將輪胎接地壓力均勻的傳遞到中部支撐體33，使輪胎接地印痕形狀優(yōu)良，接地壓力分布比較均勻，既保證了免充氣輪胎具備子午線輪胎的承載能力，又滿足輪胎操縱安全性和舒適性方面的要求。

為提高輪胎接地性能，第一支撐結構331的軸向截面形狀為圓形、多段圓弧形或者邊數大于等于8的多邊形結構的其中一種，第一軸向通孔334為順次連接的半圓，直線以及圓弧組成的通孔，從而保證了輪胎接地壓力可以均勻的傳遞到中部支撐體，解決了輪胎接地壓力分布不均的問題。

進一步的，沿內承壓環(huán)32環(huán)體外部周向均勻設置有由半圓，直線以及圓弧組成的第二軸向通孔335，保證了輪胎接地壓力可以均勻的傳遞至輪胎中心。

繼續(xù)參見圖1，免充氣輪胎的中部支撐體33還包括自第一支撐結構331向第二軸向通孔335依次排列的第二支撐結構332和第三支撐結構333。其中，第二支撐結構332為一層，第三支撐結構333為一或二層，第二支撐結構332和第三支撐結構333的軸向截面為圓形或者邊數大于等于8的多邊形，同時第二支撐結構332到第三支撐結構333的圓孔內徑尺寸逐漸減小，以將輪胎變形集中于第二層，減少彈性支撐體3在輪胎行駛過程中的高速變量發(fā)熱，增強了輪胎使用壽命。本發(fā)明的免充氣輪胎在承受載荷時，第一支撐結構331形變量較小，第二支撐結構332至第三支撐結構333形變量依次減小，但其徑向變形率相接近，有助于彈性支撐體3回彈變形恢復，提高輪胎緩沖性能。

為了減輕輪胎重量，第二支撐結構332和第三支撐結構333的圓形通孔之間設置有第三軸向通孔336，第三軸向通孔為由半圓、直線及弧組成的通孔，第三軸向通孔336的設置不僅提高了輪胎的散熱能力，而且均布的半圓弧通孔結構與圓形支撐結構使胎面接地受力比較均勻，進一步增強了輪胎接地性能。

參見圖2，圖2為本發(fā)明的單節(jié)距等軸測立體圖。如圖2所示，第一支撐結構331與第二支撐結構332之間連接有周向厚度一致的孔壁337，孔壁337的徑向中心線和與該孔壁337相鄰的第一支撐結構331通孔、第二支撐結構332通孔之間的連心線形成0°-35.5°的角度，從而保證了輪胎的徑向載荷向輪胎中心均勻傳遞，防止輪胎變形，延長了輪胎使用壽命。

為防止輪胎以較高速度(60km/h-85km/h)行駛時彈性支撐體3與基部膠2出現脫層現象，除在基部膠2與彈性支撐體3結合部位在裝配時采用具備高粘性的專用粘結劑外，在外承壓環(huán)31外側設置有指向輪胎轉軸方向的第一卡槽311，在基部膠2與外承壓環(huán)31結合面處設置有與第一卡槽311相對應的第二卡槽312，第一卡槽311和第二卡槽312沿輪胎周向等間距分布，第一卡槽311與第二卡槽312嚴密結合能夠使橡膠胎面1與基部膠2復合件鑲嵌到彈性支撐體3上，增強了基部膠2與彈性支撐體3的貼合能力。

參見圖3，圖3為本發(fā)明的卡槽第一實施方式等軸測立體圖，如圖3所示，第一卡槽311是軸向截面形狀為倒“凸”字形的結構，與第一卡槽311配合使用的第二卡槽312是軸向截面形狀為正“凸”字形的結構。

參見圖4，圖4為本發(fā)明的卡槽第二實施方式等軸測立體圖，如圖4所示，第一卡槽311是軸向截面形狀為內凹“十”字形的結構，與第一結構311配合使用的第二卡槽312是軸向截面形狀為外凸“十”字形的結構。

可以理解的是，本發(fā)明中所使用的卡槽并不局限于上述所列舉的倒“凸”字形或內凹“十”字形結構，還可以是本領域技術人員所熟知的其他適宜的卡槽。

為增強輪胎整體接地性能，基部膠2頂部圓弧設置為中部高兩端低的兩段或三段相切弧，同時增加了基部膠與胎面的粘合面積。參見圖5，圖5為本發(fā)明的基部膠頂面圓弧示意圖。如圖5所示，當基部膠頂面圓弧采用兩段相切弧設計時，即圓弧頂面由弧AB、弧BCD和弧DE組成，其中弧AB與弧BCD相切，弧BCD與弧DE相切，弧AB與弧DE弧長和半徑都相同，圓弧中點C較兩端A和E高1mm-3mm。

橡膠胎面1的頂部圓弧設置為中部高兩端低、2mm-5mm行駛面高的兩段或三段相切圓弧，能夠使輪胎接地印痕呈現橢圓或方形，有助于減少橡膠胎面1的磨損。橡膠胎面1頂部圓弧的結構可參考圖5。

繼續(xù)參見圖2，由圖2可知，彈性支撐體3與橡膠胎面1過渡部位形成有胎肩斜面11，胎肩斜面11與輪胎行駛軸所在的水平面形成有軸向傾角。軸向傾角過小，不利于彈性支撐體3邊緣的力向橡膠胎面1中部傳遞，容易造成橡膠胎面1印痕在軸向形成紡錘體形狀；若軸向傾角過大，胎肩斜面11接地載荷過大，容易造成胎肩畸形磨損。本實施例中，將胎肩斜面11的軸向傾角設置為45°-75°，彈性支撐體3傳遞的載荷到橡膠胎面1時集中于橡膠胎面1的中部，從而改善接地性能。

本發(fā)明的免充氣輪胎的彈性支撐體3采用具有高強度、高彈性、耐屈撓的低生熱聚性工程材料(如熱聚型聚氨酯或高強樹脂)一次注塑成型，生產工藝簡單，避免了普通子午線輪胎制造工藝復雜、過程控制難的問題。同時支撐體采用的熱塑性工程塑料比重小，可回收利用，能夠有效降低輪胎質量，降低生產成本，降低油耗，更加環(huán)保節(jié)能。