КАМЕРА ДЛЯ КОЛЕСА ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА
VEHICLE WHEEL INNER TUBE

Изобретение относится к надувным вставкам для колес легковых автомобилей, транспортных средств высокой проходимости, дорожно-транспортных машин и иных транспортных средств.
Известно упругое колесо транспортного средства, содержащее ступицу, упругие спицы и установленные на спицах упругие опорные элементы, выполненные в виде отдельных пневматических камер либо в виде общей кольцевой пневматической камеры. Ступица и спицы выполнены полыми (патент РФ №2121929, 6 В60В 9/26, опубл. 20.11.1998). Полости спиц сообщаются с полостью ступицы через дроссельные устройства.
При движении транспортного средства по неровностям дороги спицы упруго изгибаются. Воздух из опорных элементов и спиц перетекает в полость ступицы через дроссельные устройства, вследствие чего повышается энергоемкость подвески колеса.
Также известно другое упругое колесо, содержащее ступицу с закрепленными на ней упругими спицами (патент РФ №2000216, В60В 9/26, В60В 19/00. опубл. 07.09.1993). Па спицах установлены упругие опорные элементы, выполненные в виде пневматических камер, сообщающихся через дроссельные клапаны с полостью, образованной в ступице колеса.
При качении этого колеса по неровностям дороги воздух перетекает с сопротивлением через дроссельные клапаны в полость ступицы либо в обратном направлении, вследствие чего повышается плавность хода транспортного средства.
Недостаток этого колеса состоит в том, что в процессе эксплуатации транспортного средства спицы теряют первоначальную упругость и деформируются. Возникает дисбаланс колеса. Появляется вибрация, снижающая комфортность езды.
Наиболее близкой к предлагаемой камере является известная камера, содержащая надувную оболочку с размещенной в ней кольцевой перегородкой, охватывающую и охватываемую полости, расположенные с противоположных сторон от кольцевой перегородки, и вентиль для подачи сжатого воздуха в надувную оболочку (патент США №4054160, В60С 5/06, опубл. 18.10.1977). Охватывающая полость разделена радиальными перегородками на радиальные отсеки. Каждый радиальный отсек сообщается с охватываемой полостью узким воздушным каналом, в который встроены встречно направленные первый и второй конусообразные клапаны, закрепленные на подпружиненном штоке.
Сжатый воздух, нагнетаемый в надувную оболочку через вентиль, отжимает первые конусообразные клапаны и заполняет радиальные отсеки. С прекращением подачи воздуха в надувную оболочку первые конусообразные клапаны возвращаются в исходное положение и запирают воздушные каналы. Тем самым предотвращается перетекание воздуха из радиальных отсеков в охватываемую полость.
При движении транспортного средства и нарушении герметичности любого радиального отсека, например при проколе или разрыве стенки радиального отсека, возникает резкий перепад давлений воздуха между охватываемой полостью и поврежденным отсеком. Под действием возникшего перепада давлений подпружиненный шток с закрепленными на нем клапанами перемещается. При этом второй конусообразный клапан запирает воздушный канал. В результате предотвращается вытекание сжатого воздуха из охватываемой полости в атмосферу через поврежденный радиальный отсек.
Недостаток данной надувной камеры состоит в ее низкой демпфирующей способности, высоком отскакивании от неровностей дороги и встречающихся препятствий. Вследствие чего движущееся транспортное средство испытывает высокие динамические нагрузки. Комфортность езды снижается. Другим недостатком камеры является ее конструктивная сложность.
Технический результат, достигаемый предлагаемым изобретением, состоит в повышении демпфирующей способности и уменьшении отскакивания камеры от неровностей дороги и встречающихся препятствий при одновременном ее конструктивном упрощении.
Указанный технический результат достигается тем, что камера для колеса транспортного средства содержит надувную оболочку, разделенную кольцевой перегородкой на охватывающую и охватываемую полости, радиальные перегородки, разделяющие охватывающую полость на радиальные отсеки, и вентиль для подачи сжатого воздуха в надувную оболочку. Камера дополнительно содержит лепестковые клапаны с образованными в них дроссельными отверстиями, прикрепленные к кольцевой перегородке. В кольцевой перегородке между каждым радиальным отсеком и охватываемой полостью образовано перепускное отверстие. Каждый лепестковый клапан установлен с возможностью перемещения под действием разности давлений в радиальном отсеке и охватываемой полости. В открытом положении лепестковый клапан открывает перепускное отверстие для быстрого перетекания воздуха из сжимаемого радиального отсека к охватываемую полость. В закрытом положении лепестковый клапан закрывает перепускное отверстие при совмещении дроссельного отверстия с перепускным отверстием для медленного перетекания воздуха из охватываемой полости в расширяющийся радиальный отсек через дроссельное отверстие.
Лепестковый клапан может быть выполнен из упругого материала, например из резины, и прикреплен одним концом к кольцевой перегородке со стороны ее внутренней поверхности.
В исходном положении лепестковый клапан перекрывает перепускное отверстие, оставляя свободной только его часть, совмещенную с дроссельным отверстием. В таком положении сжатый воздух может перетекать через дроссельное отверстие из охватываемой полости в радиальный отсек и в обратном направлении из радиального отсека в охватываемую полость. Давление воздуха во всех радиальных отсеках и охватываемой полости при этом становится одинаковым.
При движении транспортного средства и пакатывании колеса на неровность дороги или на встречающееся препятствие радиальный отсек сдавливается и давление воздуха в сдавленном радиальном отсеке повышается. Лепестковый клапан под действием повышенного давления в сдавленном радиальном отсеке отклоняется, открывая перепускное отверстие для быстрого перетекания воздуха из этого радиального отсека в охватываемую полость.
После прекращения деформирующего воздействия на радиальный отсек лепестковый клапан автоматически возвращается в исходное положение под действием разности давлений между повышенным давлением воздуха в охватываемой полости и пониженным давления воздуха в радиальном отсеке.
В закрытом положении лепесткового клапана сжатый воздух может медленно перетекать из охватываемой полости через дроссельное отверстие в радиальный отсек, упруго восстанавливающий свою первоначальную форму. При этом давление воздуха в радиальном отсеке, восстанавливающем свою форму, сравнивается с давлением воздуха в охватываемой полости.
В процессе движения транспортного средства сила, прижимающая лепестковый клапан к кромкам перепускного отверстия, изменяется пропорционально изменению центробежной силы при вращении колеса, вследствие чего с возрастанием скорости движения возрастает и давление воздуха в деформируемом радиальном отсеке, при котором открывается лепестковый клапан. Жесткость камеры при этом повышается, а сопротивление перекатыванию колеса уменьшается.
Изобретение иллюстрируется чертежами.
Фиг.1 - продольный разрез камеры, установленной в покрышке, в момент перекатывания колеса транспортного средства через неровность дороги.
Фиг.2 - поперечный разрез А-А камеры, изображенной на фиг.1.
Камера, установленная в покрышке 1 колеса 2 транспортного средства (на чертеже не показано), содержит надувную оболочку 3 с размещенной в ней кольцевой перегородкой 4. С противоположных сторон от кольцевой перегородки 4 расположены охватывающая 5 и охватываемая 6 полости. Охватывающая полость 5 разделена на радиальные отсеки 7 радиальными перегородками 8. На надувной оболочке 3 закреплен вентиль 9 для подачи сжатого воздуха в охватываемую полость 6. В кольцевой перегородке 4 между каждым радиальным отсеком 7 и охватываемой полостью 6 образовано перепускное отверстие 10 для быстрого перетекания воздуха из радиального отсека 7 в охватываемую полость 6. К кольцевой перегородке 4 со стороны охватываемой полости 6 прикреплены лепестковые клапаны 11. Каждый лепестковый клапан 11 выполнен с дроссельным отверстием 12, установлен с возможностью перекрытия перепускного отверстия 10 при совмещении дроссельного отверстия 12 с перепускным отверстием 10 для медленного перетекания воздуха из охватываемой полости 6 в радиальный отсек 7 и прикреплен к кольцевой перегородке 4 неподвижным концом.
Работает камера следующим образом.
Надувную оболочку 3 после установки в покрышке 1 колеса 2 заполняют сжатым воздухом через вентиль 9. Сжатый воздух поступает в охватываемую полость 6 и далее перетекает через дроссельные отверстия 12 в радиальные отсеки 7. После прекращения подачи сжатого воздуха в охватываемую полость 6 давление во всех радиальных отсеках 7 и в охватываемой полости 6 устанавливается одинаковым.
При движении транспортного средства радиальный отсек 7 сдавливается под действием неровности дороги или встречающегося препятствия (фиг.1). Под действием повышенного давления, возникающего в сдавленном радиальном отсеке 7, лепестковый клапан 11 поворачивается вокруг неподвижного конца и открывает перепускное отверстие 10. Сжатый воздух быстро перетекает из сдавленного радиального отсека 7 в охватываемую полость 6. В момент скатывания колеса 2 с неровности дороги сдавленный радиальный отсек 7 быстро расширяется, упруго восстанавливая свою первоначальную форму. Давление воздуха в расширяющемся радиальном отсеке 7 становится меньше давления воздуха в охватываемой полости 6. Под действием возникшей разности давлений лепестковый клапан 11 возвращается в исходное положение и перекрывает перепускное отверстие 10. Сжатый воздух медленно перетекает в обратном направлении из охватываемой полости 6 через дроссельное отверстие 12 в радиальный отсек 7, восстанавливающий свою форму. Упругость радиального отсека 7 медленно восстанавливается, вследствие чего уменьшается отскок камеры от неровности дороги. Перетекание сжатого воздуха через дроссельное отверстие 12 прекращается, когда давление воздуха в радиальном отсеке 7 сравняется с давлением воздуха в охватываемой полости 6.
С повышением скорости движения транспортного средства лепестковый клапан 11 сильнее прижимается к кольцевой перегородке 4 под действием возрастающей центробежной силы и перепускное отверстие 10 открывается при повышенном давлении в сдавленном радиальном отсеке 7. Жесткость камеры при этом повышается. Сопротивление перекатыванию колес уменьшается. Скорость движения транспортного средства, движущегося на высокой скорости по ровной дороге, возрастает.
При движении транспортного средства с низкой скоростью центробежная сила, прижимающая лепестковые клапаны 11 к кольцевой перегородке 4, уменьшается, вследствие чего перепускные отверстия 10 открываются при более низком давлении в сдавленных радиальных отсеках 7. Жесткость камеры при этом понижается. Динамические нагрузки, действующие на транспортное средство при движении по неровной дороге с малой скоростью, уменьшаются. Комфортность езды, соответственно, повышается.