技术领域
[0001] 本
发明公开一种汽
车轮胎压力稳定器，属于汽车领域。
背景技术
[0002] 轮胎几乎影响汽车所有性能，并且关乎行驶安全，而轮胎胎压又是影响轮胎性能和安全的关键性参数，胎压过低会导致油耗增加、轮胎侧面帘线受碾压折断后引起爆胎；胎压过高轮胎不具有好的抓地性能，操控和
制动性能降低，所以将轮胎的压力稳定在合适区间就显得非常重要。
[0003] 轮胎的压力会随着
温度的升高而增加、降低而减小，当车轮高速转动时轮胎温度上升胎压升高，季节变换时外界温度也会导致胎压
波动，车辆在高海拔与低海拔外界
大气压变化，也会导致胎压变化(需要解释的是，行业内的胎压指的是轮胎内部的绝对压力与外界大气压的差值)。
[0004] 虽然越来越多的车会配置TPMS(
轮胎压力监测系统)，但是也仅仅是将实时胎压的检测结果告知驾驶员，并不能主动的调节胎压。驾驶员也只能根据胎压检测值手动的放气以减小胎压，或者利用外部气源增加胎压，这就需要驾驶员有一定的动手能力或者花费精力寻求专业人员操作。
[0005] 以上阐述了，
现有技术中汽车的轮胎压力不能自动稳定在设定范围内、需要外部气源增加胎压的问题。
发明内容
[0006] 本发明主要旨在解决现有技术中汽车的轮胎压力不能
自动调节压力、需要外部气源增加胎压的问题。
[0007] 为了实现上述目的，所述的方案如下：
[0008] 提供一种
汽车轮胎压力稳定器，其特征是，固连在轮胎和
轮辋组成的封闭空间内；由加压
泵、调节
阀、
控制阀和通气管组成；通气管与外部大气相通；当轮胎压力在设定范围内，调节阀将通气管封闭，轮胎内部和外部隔绝；当轮胎压力较低时，控制阀驱动调节阀，将通气管至加压泵至调节阀这条气路与轮胎内部连通，加压泵由轮胎运动产生的
惯性力驱动，将轮胎外部大气泵入轮胎内部；当轮胎压力较高时，控制阀驱动调节阀，将通气管至调节阀这条气路与轮胎内部连通，轮胎内部空气流出至外部大气。
[0009] 进一步的，所述的一种汽车轮胎压力稳定器，其特征是，还包括
支架和
滤芯；支架与轮辋固连，通气管中心中空，贯穿支架和轮辋的圆周面与轮胎外部相通；通气管呈弯钩状，通气管从轮辋径向向轮辋的轮心方向伸出后又向背离轮辋的轮心方向弯；通气管中
串联滤芯。
[0010] 进一步的，所述的一种汽车轮胎压力稳定器，其特征是，所述的加压泵由
泵壳、
活塞和复位
弹簧组成；泵壳与轮辋固连，泵壳内部设有与活塞配合的拉伸特征的腔体；当需求的惯性力作用在活塞上时，活塞往高压端运动，将空气从高压端泵出至调节阀；当需求的惯性力撤销时，活塞被设置在活塞与高压端之间的
复位弹簧作用，活塞往远离高压端的方向运动，同时高压端吸入空气。
[0011] 进一步的，所述的一种汽车轮胎压力稳定器，其特征是，为了活塞在泵壳内部运动顺畅，加压泵的低压端要与大气相通，即加压泵的低压端与通气管连接。
[0012] 进一步的，所述的一种汽车轮胎压力稳定器，其特征是，还包括第一
单向阀和第二单向阀；加压泵高压端与调节阀之间串入一个第二单向阀，使得空气仅能从加压泵高压端流入调节阀；加压泵高压端与通气管之间串入一个第一单向阀，使得空气仅能从通气管流入加压泵高压端。
[0013] 进一步的，所述的一种汽车轮胎压力稳定器，其特征是，调节阀由阀壳和阀柱组成，阀壳内部设有与阀柱配合的拉伸特征的腔体，阀柱的轴向设有4组
密封圈，这4组密封圈使得阀柱的外周面与阀壳内壁形成3个相互独立的腔室，分别是位于阀柱中部的第一腔、位于阀柱第一端的第二腔、位于阀柱第二端的第三腔；当调节阀的阀柱位于居中状态，第一腔与贯穿阀壳的第一通道连通，第一通道与轮胎内部连通，第二腔与第二通道连通，第二通道与第二单向阀连通，第三腔与第三通道连通，第三通道与通气管相连；当阀柱往其第一端方向移动，使得第二通道与第一腔连通，第一腔仍保持与第一通道连通，第三腔仍保持与第三通道连通，即第二通道与第一通道连通，第三通道仍仅与第三腔相连；当阀柱往其第二端方向移动，第三通道与第一腔连通，第一腔仍保持与第一通道连通，第二通道保持与第二腔连通，即第三通道与第一通道连通，第二通道仍仅与第二腔相连。
[0014] 进一步的，所述的一种汽车轮胎压力稳定器，其特征是，控制阀由控制弹簧、阀壳、阀柱组成；阀柱两端面分别探测胎压和大气压，这两者的压差驱动阀柱移动。
[0015] 进一步的，所述的一种汽车轮胎压力稳定器，其特征是，阀柱的第一端对应的阀壳设有贯穿阀壳的第二探测口，第二探测口与轮胎内部连通；阀柱的第二端对应的阀壳设有贯穿阀壳的第一探测口，第一探测口与通气管连通；阀柱的第二端与阀壳的内端面之间设有控制弹簧；当轮胎内部气压位于设定范围时，阀柱的第一端受到的轮胎内部胎压的作用力，与阀柱的第二端受到的大气压作用力和控制弹簧的弹力的合力，大小相等方向相反，阀柱位于居中
位置；当轮胎压力较低时，阀柱的第二端受到的大气压作用力和控制弹簧的弹力的合力相对较大，阀柱往第一端的方向移动至限位位置；当轮胎压力较大时，阀柱的第二端受到的大气压作用力和控制弹簧的弹力的合力不足以抵抗，阀柱往第二端的方向移动至限位位置。
[0016] 进一步的，所述的一种汽车轮胎压力稳定器，其特征是，加压泵的活塞轴线沿车轮转动方向的切向放置；所述的惯性力是车轮制动时产生的。
[0017] 进一步的，所述的一种汽车轮胎压力稳定器，其特征是加压泵的活塞轴线沿车轮的径向放置；所述的惯性力是车轮旋转时产生的
离心力。
[0018] 本发明利用车轮动态运动时的惯性力驱动加压泵产生高压气体，用于轮胎胎压的
增压，不需要外部的
能量输入，结合调节阀和控制阀的控制可以将轮胎内的压力稳定在设定范围内。
附图说明
[0019] 构成本
申请的一部分的
说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性
实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
[0020] 图1是压力稳定器原理图，稳定状态；
[0021] 图2是压力稳定器原理图，加压状态；
[0022] 图3是压力稳定器原理图，减压状态；
[0023] 图4是压力稳定器立体图，实施例一；
[0024] 图5是压力稳定器安装在车轮内部示意图，实施例一；
[0025] 图6是图5的剖视图，实施例一；
[0026] 图7是图6的B-B剖视图，实施例一；
[0027] 图8是压力稳定器仅剖分各部件壳体和
底板的示意图，实施例一；
[0028] 图9是图6的A-A剖视图，隐藏车轮，稳定状态，实施例一；
[0029] 图10是图6的A-A剖视图，隐藏车轮，加压状态，实施例一；
[0030] 图11是图6的A-A剖视图，隐藏车轮，减压状态，实施例一；
[0031] 图12是压力稳定器立体图，实施例二；
[0032] 图13是压力稳定器安装在车轮内部示意图，实施例二；
[0033] 图14是图13的剖视图，实施例二；
[0034] 图15是图14的C-C剖视图，实施例二。
[0035] 图中标记为：
[0036] 1、加压泵；11、泵壳；12、活塞；13、复位弹簧；
[0037] 2、调节阀；21、阀壳；211、第一通道；212、第二通道；213、第三通道；22、阀柱；221、第一腔；222、第二腔；223、第三腔；
[0038] 3、控制阀；31、第一探测口；32、第二探测口；33、控制弹簧；
[0039] 41、第一单向阀；42、第二单向阀；
[0040] 51、通气管；52、滤芯；
[0041] 6、支架；
[0042] 71、轮辋；72、轮胎；
[0043] 本文中车轮是包括轮辋71和轮胎72的总成，为了便于表达，涉及轮辋71和轮胎72的附图都
切除了约1/4圈。
具体实施方式
[0044] 下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，目的是帮助本领域的技术人员对本发明的构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解，并有助于其实施。
[0045] 如图1所示，方框内部是由轮胎和轮辋组成的封闭空间(即轮胎内部)，方框的外部是大气(即轮胎外部)，压力稳定器固连在轮胎和轮辋组成的封闭空间内；压力稳定器由加压泵1、调节阀2、控制阀3和通气管51组成，这些组件通过气路相互连接并与轮辋71固连，通气管51与外部大气相通；
[0046] 当轮胎压力在设定范围内，调节阀2将通气管51封闭，轮胎内部和外部隔绝；
[0047] 当轮胎压力较低时，如图2所示，控制阀3驱动调节阀2，将通气管51至加压泵1至调节阀2这条气路与轮胎内部连通，加压泵1由轮胎运动产生的惯性力驱动，将轮胎外部大气泵入轮胎内部；
[0048] 当轮胎压力较高时，如图3所示，控制阀3驱动调节阀2，将通气管51至调节阀2这条气路与轮胎内部连通，轮胎内部空气流出至外部大气。
[0049] 具体的，
[0050] 实施例一，
[0051] 如图4至图11所示，压力稳定器由加压泵1、调节阀2、控制阀3、通气管51组成，还包括支架6和滤芯52。
[0052] 如图5和图6所示，支架6固连在轮辋71圆周表面，通气管51中心中空，贯穿支架6和轮辋71的圆周面与轮胎外部相通；通气管51呈弯钩状，通气管51从轮辋71径向向轮辋71的轮心方向伸出后又向背离轮辋71的轮心方向弯。当轮胎在积
水路面行驶时，通气管51被车轮旋转至接地处被水浸泡，但是由于车轮旋转产生的离心力的作用，通气管51口部的积水会被背离轮辋71的轮心方向的离心力甩出，从而避免了积水进入通气管51内部，同样道理，杂质泥土灯异物在车轮旋转时也会被离心力甩出，不会进入通气管51内部；当轮胎在较深的积水路面静止时，同时通气管51位于轮胎的接地处，这时通气管51会被积水淹没，但是因为轮胎不转动，胎压稳定器中的加压泵1并没有惯性力驱动抽气，通气管51并不通，又因为通气管51内径较小且口部朝下，水由于存在表面
张力很难进入通气管51内部，最多是积存少量水分在通气管51拐弯段，当轮胎旋转起来由于上述的离心力作用，此处的水分会被甩出。为了保证通气管51进入的空气的洁净无杂质，在通气管51中串联滤芯52，以滤除空气杂质；作为优先，滤芯52设置在通气管51背离轮辋71的轮心方向的一段，这样可以最大程度的隔离积水残留在这里，以便利用轮胎旋转的离心力甩出水分和杂质。
[0053] 如图4、图8和图9所示，还包括第一单向阀41和第二单向阀42，加压泵1、调节阀2、控制阀3、第一单向阀41、第二单向阀42、通气管51都与支架6固连。加压泵1由泵壳11、活塞12和复位弹簧13组成，泵壳11与支架6固连，泵壳11内部设有与活塞12配合的拉伸特征的腔体，作为优选，这个腔体是圆柱形；活塞12具有一定的
质量和截面积，这个质量和截面积可以在轮胎动态运动所产生的惯性力的作用下，产生足够的高气压以便给轮胎补充压力；当需求的惯性力作用在活塞12上时，活塞12往高压端运动，将空气从高压端泵出至调节阀2；
当需求的惯性力撤销时，活塞12被设置在活塞12与高压端之间的复位弹簧13作用，活塞12往远离高压端的方向运动，即活塞12往低压端运动，同时高压端吸入空气；为了高压端的泵出的高压空气不流进大气中，也为了高压端不能从轮胎内吸入空气，需要设置两个单向阀，加压泵1高压端与调节阀2之间串入一个第二单向阀42，使得空气仅能从加压泵1高压端流入调节阀2,；加压泵1高压端与通气管51之间串入一个第一单向阀41，使得空气仅能从通气管51流入加压泵1高压端；为了活塞12在泵壳11内部运动顺畅，加压泵1的低压端要与大气相通，即加压泵1的低压端与通气管51连接，这样加压泵1的低压端不会因活塞的移动形成
负压而阻碍活塞12运动；需要说明的是，只要惯性力作用在活塞12上时，活塞12就会运动或有运动的趋势，这取决于调节阀2是否将加压泵1高压端与轮胎内部连通。
[0054] 如图7所示，上文所述的惯性力是由于车轮的制动产生的，将加压泵1沿车轮转动方向的切向放置，即活塞12的轴线沿车轮转动方向的切向放置。关于活塞12的质量和截面积本实施例给出定量的计算，制动器会将制动力矩作用于车轮，旋转的车轮会受制动力矩作用减速，活塞12的运动方向设置与车轮旋转的切向平行，活塞12布置的尽可能的远离轮辋71的轮心，越远离轮辋71的轮心则制动时的减速度越可观，当活塞12距离轮辋71的轮心的距离与车轮的
滚动半径相等时，则活塞12的制动减速度与整车减速度相等。基于上述分析，活塞12质量取值60g，活塞12减速度与整车减速度一致，取值5m/s2(中等强度的制动)，活塞12直径1mm，则可以产生压强是382Kpa(绝对压力)，而轮胎胎压一般取值是331kpa(相对压力230kpa+大气压101kpa)，经过多次上述制动工况，可以实现对轮胎胎压的补充。需要说明的是，当紧急制动时，以车辆时速100km/h计算，车轮会在0.3秒内抱死，轮边减速度高达92.7m/s2，则上述规格活塞12可产生7085kpa的压强，所以，活塞12的规格的设计可以取值的范围较大，具体取决于惯性力工况出现的
频率、活塞12
排量和泵气压强的匹配关系，本文的计算实例足以证明本发明的可行性。
[0055] 如图4、图8、图9、图10和图11所示，调节阀2由阀壳21和阀柱22组成，阀壳21内部设有与阀柱22配合的拉伸特征的腔体，阀柱22的轴向设有4组密封圈，这4组密封圈使得阀柱22的外周面与阀壳21内壁形成3个相互独立的腔室，分别是位于阀柱22中部的第一腔221、位于阀柱22第一端的第二腔222、位于阀柱22第二端的第三腔223。
[0056] 如图8和图9所示，当轮胎压力在设定范围内，调节阀2的阀柱22位于居中状态，第一腔221与贯穿阀壳21的第一通道211连通，第一通道211与轮胎内部连通，第二腔222与第二通道212连通，第二通道212与第二单向阀42连通，第三腔223与第三通道213连通，第三通道213与通气管51相连，即第一通道211、第二通道212和第三通道213相互隔离；
[0057] 如图10所示，当轮胎压力较低时，受控制阀3的驱动，阀柱22往其第一端方向移动，使得第二通道212与第一腔221连通，第一腔221仍保持与第一通道211连通，第三腔223仍保持与第三通道213连通，即第二通道212与第一通道211连通，第三通道213仍仅与第三腔223相连；
[0058] 如图11所示，当轮胎压力较高时，受控制阀3的驱动，阀柱22往其第二端方向移动，第三通道213与第一腔221连通，第一腔221仍保持与第一通道211连通，第二通道212保持与第二腔222连通，即第三通道213与第一通道211连通，第二通道212仍仅与第二腔222相连。
[0059] 当阀柱22在阀壳21内部移动时，需要对移动的位置进行限制，在阀柱22第一端与阀壳21内端面之间、以及阀柱22第二端与阀壳21内端面之间均设有限位结构。
[0060] 如图4、图8、图9、图10和图11所示，控制阀3由控制弹簧33、阀壳21、阀柱22组成，即控制阀3和调节阀2可以共用阀壳21与阀柱22以实现紧凑的结构和低成本设计，控制阀3的阀柱22两端面分别探测胎压和大气压，这两者的压差驱动阀柱22移动。具体的，阀柱22的第一端对应的阀壳21设有贯穿阀壳21的第二探测口32，第二探测口32与轮胎内部连通；阀柱22的第二端对应的阀壳21设有贯穿阀壳21的第一探测口31，第一探测口31与通气管51连通；阀柱22的第二端与阀壳21的内端面之间设有控制弹簧33，控制弹簧33的
刚度和预紧力决定轮胎内部其他调节范围，当轮胎内部气压位于设定范围时，阀柱22的第一端受到的轮胎内部胎压的作用力，与阀柱22的第二端受到的大气压作用力和控制弹簧33的弹力的合力，大小相等方向相反，阀柱22位于居中位置；当轮胎压力较低时，阀柱22的第二端受到的大气压作用力和控制弹簧33的弹力的合力相对较大，阀柱22往第一端的方向移动至限位位置；当轮胎压力较大时，阀柱22的第二端受到的大气压作用力和控制弹簧33的弹力的合力不足以抵抗，阀柱22往第二端的方向移动至限位位置。
[0061] 发明为了便于对方案进行清晰的阐述，对各个组件单个放置，按照方案的原理应用气管连接各个功能
接口，在具体应用时，加压泵1、调节阀2、控制阀3、第一单向阀41、第二单向阀42、通气管51与支架6，都可以一体化融合设计成一个紧凑的整体，气道通过注塑抽芯或机加后再封堵等方式实现。
[0062] 由于车轮动态运动时惯性力较复杂，且调节阀2、控制阀3、第一单向阀41和第二单向阀42的内部的零件都有一定的质量，为了避免惯性力对它们造成影响产生不期望的结果，它们内部的部件运动方向需要避开强惯性力方向，如车轮的径向和转动方向的切向，优先调节阀2和控制阀3的阀柱22轴向与车轮
转轴的轴向平行；第一单向阀41和第二单向阀42阀
门开闭的方向与车轮转轴的轴向平行。
[0063] 如图9至11所示，调节阀2中的阀柱22应减轻自身质量，从而减小惯性力的影响，阀柱22第一端设有沿轴线向内部延伸的
盲孔，起到减轻质量的作用。
[0064] 本文中相连、连通指的是气路连接。
[0065] 实施例二，
[0066] 基于实施例一，仅将驱动活塞12运动产生高压气的惯性力，由车轮制动产生更改为车轮旋转产生的离心力。
[0067] 如图12至图15所示，加压泵1沿车轮的径向放置，即活塞12的轴线沿车轮的径向放置，当车速达到设定
阈值时，活塞12受到的离心力驱动活塞12产生高压空气。
[0068] 关于活塞12的质量和截面积本实施例给出定量的计算，设车轮规格是235/55R19，车速40km/h，活塞12质量取值30g，活塞12直径6mm，活塞12放置在接近车轮边缘(便于计算方便)，则可以产生压强是353Kpa(绝对压力)，而轮胎胎压一般取值是331kpa(相对压力230kpa+大气压101kpa)，经过多次车速从低速至设定速度，可以实现对轮胎胎压的补充。由于车轮离心力巨大，本例计算较为保守，足以证明本发明的可行性。
[0069] 因为活塞12沿车轮径向的移动，改变了车轮的质量分布，会对动平衡产生影响，但是影响较小。因为轮胎胎压大部分的时间都处于气压平衡状态，当车速达到设定阈值时，活塞12也仅具有运动的趋势，即活塞12并不会频繁的移动；另外，由于离心力的力值较为客观，可以通过增加活塞12截面的方式减小活塞12的运动行程，从而也减轻了对车轮动平衡的影响。
[0070] 实施例三，
[0071] 基于实施例一和实施例二，将加压泵1倾斜方式，这样车轮的离心力和制动惯性力都可以在活塞12的泵气方向产生驱动力，既可以利用车轮的离心力，又可以利用车轮的制动惯性力。
[0072] 实施例四，
[0073] 基于实施例一、实施例二和实施例三，将加压泵1设置1个以上，同时或分别利用上文所述的惯性力驱动加压泵1泵气。
[0074] 以上内容是结合具体的实施例对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
