专利名称：用于车轮上的将轮胎热到赛车所需温度的装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于将车轮上的轮胎加热到赛车所需温度的装置。
背景技术：
在汽车竞赛运动中，众所周知，轮胎的温度会直接影响到轮胎与表面比如赛车道表面的粘附力。轮胎的温度不是在比赛时自然升高，就是通过使用热力加热罩人工升高，所述热力加热罩被置于轮胎上并在实际比赛之前取下。
如果在比赛时任由轮胎自然加热，不言而喻，在比赛开始会有一段时间轮胎温度低于能提供最佳表面粘附力的最佳温度。使用热力加热罩能在实际比赛前加热轮胎，但该热力加热罩加热轮胎的速度很慢，而且热量穿透轮胎的深度也有限，这种热穿透程度还受到接触表面导热性的限制。因此，尤其是赛车加油或检修停止时，热力加热罩的使用仍不能给予轮胎足够的温度。这就意味着，在比赛的条件下，宝贵的时间会随着轮胎自然加热过程而流失。
发明内容
本发明的目的是为了避免或减少前面提到的问题。
因此，在本发明的一个非限制性实施例中，提供一种用于将车轮上的轮胎加热到赛车所需温度的装置，所述装置包括加热轮胎的容器，置于容器内且在上面安装车轮的固定装置，用于产生一定频率加热轮胎的电磁能量发生器装置，用于指示轮胎温度的温度指示装置，和用于控制所述装置运转的控制装置，以将轮胎可控制地加热到赛车所需的温度。
本发明所述的装置可以用于赛车中各种不同类型的轮胎。因此，这些轮胎可以用于如下的车辆中，比如赛车、摩托车和微型赛车。本发明所述的装置可提供一种既快速又均匀加热轮胎的方法。使用所选的电磁能量使能快速又深入地产生热穿透力。本发明所述的装置可以很方便地被运送到比赛现场。本发明所述的装置也可安全便当地操作，将车轮上的轮胎加热到所需温度。
本发明所述的装置包括用于转动车轮的转子装置，以确保均匀加热容器中的轮胎。转子装置可以是转盘和驱动马达。
所述装置可以是这样的装置，其中的容器具有合适的尺寸，一次只能接受一个车轮。这样确保装置能够做得很小、易携带，也能确保轮胎快速插入所述装置或从中取出。如果需要的话，容器也可做成能一次加热多个轮胎。
通常，容器构造成快速开启，以易于接近车轮，从而有助于将车轮迅速插入容器或从中取出，因为这是在比赛条件下所必需的。因此容器可包括主体和使能完全接近主体内部的门。
通常容器是圆形容器，但如果需要的话，容器也可采用其它形状。
所述装置可以是这样的装置，其中固定装置包括上面放置车轮的双头螺栓。固定装置可以是任何相配与合适的快速锁定与快速释放固定装置。
车轮可以水平装在容器内。另一方面，车轮也可以垂直装在容器内。通常车轮要选择准确的安装位置，以便更容易地将车轮移进与移出容器。
发生器装置可用于产生微波能量作为电磁能量。微波能量可以满足工业科学与医学上容许用于微波加热的四种频带中之一。微波能量可以是2450MHz的微波频率功率。微波能量可以产生于发生器装置，其形式是传统的磁控管与波导管的组合，或者产生于固态微波耦合功率发生电子器件装置。
另一方面该装置可以是这样的装置，其中发生器装置可以用于产生无线电频率能量作为电磁能量。所用的无线电频率能量可以满足工业科学与医学上容许用于介质加热的三种频带中之一。优选的无线电频率功率是13.56MHz。这种无线电频率能量可以使用固态功率发生电子元件产生。
任何相配与合适的温度指示装置都可以用来指示轮胎的温度。因此，例如可以采用多种轮胎温度遥感的方法。优选的轮胎温度遥感方法采用红外线感测，以使能全面加热，这种加热将按照以前确定的化合物表面温度要求，根据材料的介质损耗角正切与导电率测定量决定。
本发明所述的装置是这样的，即金属元件构成所述装置的有源部分。本发明所述的装置能适应使用金属结构，比如轮毂，或微波空腔振荡器(cavity)的延长部，或是无线电频率发热电极(applicator)的一部分。所述装置也可以用于特定的能量屏蔽目的，尤其是预计轮胎具有不同介质特性与导电率的混合物的地方。
本发明所述的装置优选构造为便于携带。因此，通过使用设置合适的AC(交流)或DC(直流)电压的静止式或移动式电源设备，使所述装置能用于安全地在跑道一侧产生与贮有高频热能。AC电压电源要与具体比赛地点的专用电压与频率兼容，或者通过一台单独的移动式发电机达到。DC电源可以通过典型的电动机运动电池组系统来实现。
本发明所述的装置可以使用电磁兼容抑制技术。本发明所述的装置内部电磁能量分布可通过静态装置代替前面所述用于转动车轮的转子装置来实现。
本发明所述的装置要布置得在加油检修分道(pit lanes)与赛车跑道出发格栅处易于操作。
在本发明第一个另外的实施例中，用于加热轮胎的装置要适于加入补充热力加热，例如可通过辐射、传导与对流装置达到。一个这样的补充热力加热示例是使用高频感受器(susceptor)加热技术。可以采用电纳和磁化率。如果使用铁磁(H平面)材料，则高频感受器加热技术的使用会非常有利，因为铁磁材料能粘附到金属衬底，以加热轮毂，此处温度的控制靠轮胎加热过程中测定“居里点”(居里温度)来实现。感受器装置通常被装入车轮固定装置，以将热量传递到金属轮毂，混合轮胎加热过程中的高频能量与高频产生的热控加热。
在本发明第二个另外的实施例中，用于加热轮胎的装置可以装入赛车结构中。通过使用汽车的车体与电磁场控制技术，作为匹配轮胎负载的合适频率，安全控制电磁发射，可将高频发生器装在汽车上。如果现场需要的话，高频能量可施加到个别的车轮。车载遥测无线电反馈系统可以用来在比赛时操作与控制汽车轮胎加热需求。赛车自己的电源可起到产生高频能量装置的作用。
现在仅通过示例并参考附图来描述本发明的实施例，其中图1表示用于将车轮上的轮胎加热到赛车所需温度的第一个装置；图2表示用于将车轮上的轮胎加热到赛车所需温度的第二个装置；图3表示用于将车轮上的轮胎加热到赛车所需温度的第三个装置；图4表示用于将车轮上的轮胎加热到赛车所需温度的第四个装置；图5表示用于将车轮上的轮胎加热到赛车所需温度的第五个装置；并且图6表示用于将车轮上的轮胎加热到赛车所需温度的第六个装置。
具体实施例方式
现在参考图1，所示的是用于加热车轮6上轮胎4的装置2。轮胎4能被加热到赛车所需的温度。装置2包括容器8，在容器8中加热轮胎4。装置2还包括固定装置10，固定装置10被置于如图所示的容器中，所述车轮6被装在该固定装置10上。更准确地说，车轮6包括轮毂12，而该轮毂12被装在一个直立的双头螺栓14上，所述双头螺栓14组成固定装置10的一部分。
装置2包括用于产生一定频率的电磁能量加热轮胎4的发生器装置16。温度指示装置18被设置用于指示轮胎4的温度。控制装置(未示出)被设置用于控制装置2的运行，以使轮胎4可控制地被加热到赛车所需的温度。
装置2包括用于转动车轮6确保均匀加热容器8中轮胎4的转子装置20。
容器8的大小适于一次只接受一个车轮6。容器8构造成能快速开启，以易于接近车轮6，从而有助于将车轮6迅速插入容器8或从中取出，因为这是在比赛条件下所必需的。可以看到，容器8包括主体22和门24。该门24使能完全接近主体22的内部。门24还包括阻塞门装置26。
由图1可以看到，车轮6水平装在容器8内。转子装置20包括转盘和驱动马达。控制装置包括驱动马达调速装置28。
温度指示装置18是一个置于容器8内的温度传感器。如果需要的话，可以使用一个以上的温度传感器。
发生器装置16包含磁控管30和波导管32。发生器装置16还包括微波电源34，所述微波电源34由AC或DC电源36供电。
当容器8关上时，通过固定装置10与转子装置20能转动车轮6。施加高频能量加热轮胎直到轮胎达到预定温度。在预定温度时，发生器装置16或者关闭，或控制其发出低电平的电磁能量，以保持预定温度。
现在参考图2，图中示出与图1所示不同的另一个装置38。如图2所示，装置38的下部与装置2的下部相同。
在图2中，与图1相似的部件使用相同的附图标记，以便易于比较与理解。在图2中，图1使用的磁控管30与波导管32被高频电源40中的固态微波发生元件所替代。而且，容器8中还设置了包括调谐短线与微波天线阵42的馈电系统。
图3示出装置44，其中与前面图中相似的部件也用相同的附图标记表示。在图3中，装置44的容器8的尺寸不太与频率波长相关。这使得无线电频率电极或电极组46能直接被置于靠近轮胎4的表面。可以使用金属轮毂12或分离的独立结构作为无线电频率电极或电极组46。还使用了一个无线电频率电源匹配与控制单元48。
图4示出装置50，其与图3所示的装置44类似，不同的地方是图3中曾为轮毂的无线电频率电极46现在是无线电频率电极组52，所述电极组52可以是单独的平板或是圆形高频发热电极。
在图5和图6中，与前面图中相似的部件使用相同的附图标记，以便易于比较与理解。
图5示出装置54，其可使用微波天线阵42或无线电频率电极52。另外图5中所示的装置54还使用了容器主体8和高频电源40。与高频电源40连接的是车载无线电遥测装置56。同样通过线路58连接的还有车载DC电源。
图6示出装置60，其利用了整个赛车62。图中示有使用同轴电缆的前轮高频连接装置64。另外还有遥测控制系统66，电源68和使用同轴电缆的后轮高频连接装置70。电源40可以是任何相配与合适的电源设备。
应当理解，上面参考附图所描述的本发明实施例仅作为示例提出，对其可以进行修改。
权利要求
1.用于将车轮上的轮胎加热到赛车所需温度的装置，所述装置包括加热轮胎的容器，置于容器内且在上面安装车轮的固定装置，用于产生一定频率加热轮胎的电磁能量的发生器装置，用于指示轮胎温度的温度指示装置，和用于控制所述装置运转的控制装置，以将轮胎可控制地加热到赛车所需的温度。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，包括用于转动车轮确保均匀加热容器中轮胎的转子装置。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的装置，其中，容器的大小只适于一次接受一个车轮。
4.根据前面任何一条权利要求所述的装置，其中，容器构造成快速开启，以易于接近车轮，从而有助于将车轮迅速插入容器或从中取出，因为这是在比赛条件下所必需的。
5.根据权利要求4所述的装置，其中，容器包括主体和使能完全接近主体内部的门。
6.根据前面任何一条权利要求所述的装置，其中，容器是圆形容器。
7.根据前面任何一条权利要求所述的装置，其中，固定装置包括上面放置车轮的双头螺栓。
8.根据前面任何一条权利要求所述的装置，其中，车轮被水平安装在容器内。
9.根据权利要求1-7中任何一条所述的装置，其中，车轮被垂直安装在容器内。
10.根据前面任何一条权利要求所述的装置，其中，发生器装置用于产生微波能量作为电磁能量。
11.根据权利要求1-9中任何一条所述的装置，其中，发生器装置用于产生无线电频率能量作为电磁能量。
12.根据前面任何一条权利要求所述的装置，其中，金属元件构成所述装置的有源部分。
13.根据前面任何一条权利要求所述的装置，其构造为便携式。
全文摘要
用于将车轮(6)上的轮胎(4)加热到赛车所需温度的装置(2)，所述装置(2)包括加热轮胎(4)的容器(8)，置于容器(8)内且在上面安装车轮(6)的固定装置(10)，用于产生一定频率加热轮胎(4)的电磁能量发生器装置(16)，用于指示轮胎(4)温度的温度指示装置(18)，和用于控制所述装置(2)运转的控制装置，以将轮胎(4)可控制地加热到赛车所需的温度。
文档编号B60C19/00GK1659048SQ03813158
公开日2005年8月24日 申请日期2003年6月3日 优先权日2002年6月7日
发明者斯图尔特·赫普沃思, 戈登·T·安德鲁斯 申请人:伊姆罗有限公司