Автомобильное колесо с пневматическим опорным телом аварийного движения

Изобретение относится к средствам обеспечения безопасности человека и перевозимых грузов на транспорте, в первую очередь автомобильном. Изобретение является средством пассивной безопасности человека на транспорте. Автомобильное колесо имеет опорное тело аварийного движения, которое выполнено из прочного, эластичного и воздухонепроницаемого материала в форме автомобильной камеры и расположено в сдутом состоянии под покрышкой на ободе колеса, либо в специально изготовленной на ободе колеса под покрышкой кольцевой нише, и жестко прикреплено одной своей стороной к ободу колеса. Опорное тело аварийного движения выполнено с возможностью при поступлении в него воздуха раздуваться до размеров штатной покрышки и через соединительный клапан соединено с аппаратом, аналогичным аппарату для наполнения газом предохранительных подушек системы безопасности транспортных средств. Данный аппарат в свою очередь соединен с установленными на ободе колеса под покрышкой несколькими датчиками, способными при резком падении давления воздуха под покрышкой включать в действие данный аппарат. Технический результат - повышение устойчивости транспортного средства при разрушении во время движения с большой скоростью покрышки колеса. 2 ил.

 

Изобретение относится к средствам обеспечения безопасности человека и перевозимых грузов на транспорте, в первую очередь автомобильном. Изобретение является средством пассивной безопасности человека на транспорте.

Практика показывает, что при разрушении на большой скорости покрышки переднего колеса легкового автомобиля автомобиль теряет устойчивость и происходит занос автомобиля. При этом иногда автомобиль переворачивается, а иногда выносится на полосу встречного движения, либо в кювет. Нередки случаи травмирования или гибели находящихся в автомобиле людей.

Цель изобретения - повышение устойчивости транспортного средства при разрушении во время движения с большой скоростью покрышки колеса.

Известно автомобильное колесо с опорным телом аварийного движения (патент 2224662 страна публикации RU, страна приоритета DE), выбранное за прототип, состоящее из расположенного внутри шины опорного тела, которое выполнено в виде оболочкообразного кольцевого элемента, опирающегося через кольцевые опорные элементы на обод колеса.

У колеса, выбранного за прототип, имеются следующие недостатки:

- диаметр колеса с опорным телом, потерявшего покрышку в результате разрушения, или колеса со сдутой покрышкой значительно меньше диаметра колеса в его нормальном состоянии - с исправной и накаченной покрышкой, соответственно при разрушении покрышки или ее разгерметизации на одном из колес (особенно если речь идет о переднем колесе переднеприводной машины) неизбежен сильный крен автомобиля в сторону аварийного колеса и, соответственно, занос транспортного средства;

- пятно контакта с дорогой у колеса с известным опорным телом в аварийном состоянии значительно отличается по размеру от пятна контакта с дорогой колеса с исправной и накаченной покрышкой, что также будет способствовать заносу транспортного средства;

- сила сцепления с дорогой у известного колеса в аварийной ситуации будет существенно отличаться от силы сцепления с дорогой покрышки исправного колеса, поскольку, в отличие от накаченной воздухом покрышки, опорное тело не обладает соответствующей упругостью. Данный фактор также будет способствовать заносу автомобиля.

Задачей настоящего изобретения является уменьшение до минимума крена транспортного средства и, соответственно, избежание заноса при разрушении покрышки колеса во время движения транспортного средства на большой скорости за счет экстренной замены разрушенной штатной покрышки на аналогичную по размеру и упругости антиаварийную пневматическую шину (пневматическое опорное тело аварийного движения).

В этом состоит технический результат.

Технический результат для изобретения достигается тем, что в автомобильном колесе с опорным телом аварийного движения для закрепленной на ободе колеса пневматической шины согласно изобретению опорное тело аварийного движения является пневматическим и выполнено из прочного, эластичного и воздухонепроницаемого материала в форме автомобильной камеры и расположено в сдутом состоянии под покрышкой на ободе колеса, либо в специально изготовленной на ободе колеса под покрышкой кольцевой нише и жестко прикреплено одной своей стороной к ободу колеса, при этом опорное тело аварийного движения выполнено с возможностью при поступлении в него воздуха раздуваться до размеров штатной покрышки и через соединительный клапан соединено с аппаратом, аналогичным аппарату для наполнения газом предохранительных подушек системы безопасности транспортных средств, а данный аппарат в свою очередь соединен с установленными на ободе колеса под покрышкой несколькими датчиками контроля давления, способными при резком падении давления воздуха под покрышкой включать в действие данный аппарат.

Изобретение поясняется чертежами.

На фигуре 1 изображено колесо автомобильное с пневматическим опорным телом аварийного движения, размещенным непосредственно на ободе (вид с боку в разрезе):

«а» - в штатном состоянии, «б» - в аварийном состоянии при полностью разрушенной покрышке.

На фигуре 2 изображено колесо автомобильное с пневматическим опорным телом аварийного движения, размещенным непосредственно на ободе (вид с боку в разрезе), в аварийном состоянии при частично поврежденной покрышке.

Обозначения на чертежах:

- обод колеса - 1,

- покрышка колеса (шина) - 2,

- пневматическое опорное тело аварийного движения - 3

- датчики контроля давления воздуха, реагирующие на резкое снижение давления - 4,

- соединительный клапан - клапан выпуска газа, отделяющий полость пневматического опорного тела аварийного движения от аппарата, аналогичного аппарату для наполнения газом предохранительных подушек системы безопасности транспортного средства - 5,

- поперечные растягивающиеся стяжки (крепления для поддержания пневматического опорного тела аварийного движения в сложенном состоянии) - 6,

- крепления, с помощью которых пневматическое опорное тело аварийного движения фиксируется одной своей стороной к ободу колеса - 7,

- аппарат, аналогичный аппарату для наполнения газом предохранительных подушек системы безопасности транспортного средства (не показан),

Устройство работает следующим образом:

при аварийном разрушении накачанной воздухом покрышки колеса 2 воздух выходит наружу и давление воздуха под покрышкой резко падает. Установленные под покрышкой на ободе колеса 1 датчики 4, реагирующие на резкое снижение давления воздуха, подают соответствующий сигнал и включают путем замыкания цепи или иным образом расположенный в теле колеса, или в непосредственной близости от колеса, аппарат, аналогичный аппарату для наполнения газом предохранительных подушек системы безопасности транспортных средств (не показан). Аппарат может работать от газового баллона, полость которого заполнена сжатым газом, либо от газогенераторного устройства с горючим газообразующим материалом. Указанный аппарат через соединительный клапан 5 обеспечивает быстрое наполнение воздухом (газом) пневматического опорного тела аварийного движения 3, которое выполнено в форме автомобильной камеры, но из более прочного материала. Пневматическое опорное тело аварийного движения одной своей стороной крепится к ободу колеса креплениями 7. Пневматическое опорное тело аварийного движения от поступившего в него газа (воздуха) раздувается до размеров внутреннего объема покрышки (если покрышка повреждена частично) или до объемов покрышки в исправном накаченном состоянии (если покрышка разрушена полностью). При этом эластичные стяжки 6, расположенные поперек обода на определенном расстоянии друг от друга, растягиваются.

Пневматическое опорное тело аварийного движения должно иметь утолщение в той части, которая при наполненном воздухом состоянии должна будет соприкасаться с дорожным покрытием. Целесообразно также сделать контактирующую с дорожным покрытием часть пневматического опорного тела рельефной с целью улучшения сцепления с дорожным покрытием. Прочность пневматического опорного тела аварийного движения должна позволять транспортному средству проехать в аварийном режиме после разрушения штатной покрышки минимум 50 - 75 м до полной остановки, либо до съезда на обочину дороги и полной остановки.

Пневматическое опорное тело аварийного движения размещается в сдутом состоянии непосредственно на ободе колеса, или, как вариант, в специально изготовленной на ободе колеса под покрышкой кольцевой нише (не показано). Пневматическое опорное тело аварийного движения должно жестко крепиться одной из сторон к ободу колеса. Чтобы во время штатного движения незакрепленные части пневматического опорного тела аварийного движения не перемещались в пространстве под покрышкой, оно (пневматическое опорное тело аварийного движения) прижимается к ободу колеса поперечными растягивающимися эластичными стяжками.

Если разрушение покрышки будет неполным (если произойдет прокол или разрыв небольшого размера), то пневматическое опорное тело аварийного движения, наполнившись воздухом (газом), заполнит собой пространство между ободом колеса и внутренней поверхностью покрышки, тем самым укрепит покрышку и защитит ее от полного разрушения диском колеса, а транспортное средство защитит от заноса и опрокидывания.

Если разрушение покрышки будет полным (покрышка лопнет, произойдет так называемый «выстрел» колеса), то пневматическое опорное тело аварийного движения заменит собой разрушенную покрышку и также защитит транспортное средство от заноса и опрокидывания.

С тем чтобы избежать несанкционированного включения аппарата, обеспечивающего наполнения газом пневматического опорного тела аварийного движения, в результате ложного срабатывания неисправного датчика, целесообразно устанавливать несколько датчиков и настроить аппарат так, что бы его включение происходило только при срабатывании большинства датчиков из установленных на колесе датчиков.

Как известно, процесс наполнения предохранительных подушек системы безопасности транспортных средств длится 0,003 с. Аналогичное время понадобится и для наполнения пневматического опорного тела аварийного движения. Какое-то время понадобится еще на срабатывание датчиков снижения давления. Предположим, что с учетом времени срабатывания датчиков, время наполнения опорного тела аварийного движения увеличится вдвое, т.е. составит 0,006 с. За это время транспортное средство, движущееся со скоростью 120 км в час, проедет всего 0,2 м. Кроме того, за указанное время сила инерции движущегося параллельно дорожному покрытию транспортного средства не позволит ободу колеса, на котором разрушилась покрышка, сколь-нибудь значительно приблизиться к дорожному покрытию. Соответственно замена разрушенной покрышки на аналогичное по размеру и упругости пневматическое опорное тело аварийного движения минимально скажется на устойчивости транспортного средства и спасет его и находящихся в нем людей от повреждений.

Автомобильное колесо с опорным телом аварийного движения для закрепленной на ободе колеса пневматической шины, отличающееся тем, что опорное тело аварийного движения является пневматическим и выполнено из прочного, эластичного и воздухонепроницаемого материала в форме автомобильной камеры и расположено в сдутом состоянии под покрышкой на ободе колеса, либо в специально изготовленной на ободе колеса под покрышкой кольцевой нише, и жестко прикреплено одной своей стороной к ободу колеса, при этом опорное тело аварийного движения выполнено с возможностью при поступлении в него воздуха раздуваться до размеров штатной покрышки и через соединительный клапан соединено с аппаратом, аналогичным аппарату для наполнения газом предохранительных подушек системы безопасности транспортных средств, а данный аппарат в свою очередь соединен с установленными на ободе колеса под покрышкой несколькими датчиками контроля давления, способными при резком падении давления воздуха под покрышкой включать в действие данный аппарат.