车轮和机动车辆的制作方法

本技术涉及一种车轮及机动车轮，该车轮配置成能够根据行驶速度调整空气阻力，从而改善空气动力学性能。

背景技术：

1、通常，车辆具有流线型外形以便减小空气阻力，从而改善车辆的空气动力学性能。然而，作用在车辆上的空气阻力不仅包括取决于车辆的外形的上部阻力，还包括由车轮和轮胎部分产生的下部阻力。因此，车轮和轮胎部分的空气阻力也需要进行改善。

2、由于机动车辆配备了制动器，轮辋是开放的(辐条之间的空间)以允许空气流动来冷却制动器。但与此同时，开放的轮辋会增加空气阻力，尤其是在高速行驶时，从而导致更多的燃料/功率消耗。因此，需要控制轮辋的覆盖范围，在高速行驶时尽可能减小空气阻力；在低速行驶或静止时尽可能增加空气流动以及时为制动器散热。

技术实现思路

1、本实用新型已考虑到相关技术中产生的上述问题。本实用新型旨在提出一种可变空气动力学车轮，其中，在车轮的辐条之间应用相对于轮毂运动的挡板，使得挡板提供对贯穿空间的不同遮挡程度，由此调节空气阻力并平衡对减少空气阻力和制动器散热需求的矛盾，从而改善行驶性能和能耗表现以及燃料效率。

2、本实用新型提供了一种车轮，包括：轮毂；轮辋，经由多个辐条连接到轮毂，所述多个辐条彼此间隔开以形成多个贯穿空间；以及多个挡板，相对于轮毂可运动地安装到车轮，配置成响应于车辆速度的变化相对于轮毂运动，以提供对多个贯穿空间中的相应贯穿空间的不同遮挡程度。

3、有利地，对多个贯穿空间中的相应贯穿空间的遮挡程度基于车辆速度或车轮转速。

4、有利地，对多个贯穿空间中的相应贯穿空间的遮挡程度随着车辆速度的增大而增大。

5、有利地，利用车辆行驶时车轮旋转产生的离心力使得挡板相对于轮毂运动。

6、有利地，还包括设置在轮毂上的多个沟槽，所述多个挡板经由各自的突起可运动地安装到多个沟槽中的相应沟槽内，以能够在沟槽的引导下沿着特定轨迹相对于轮毂运动。

7、有利地，所述多个沟槽中的任一个的轨迹是一段对数螺线曲线的形式，具有起始端和终止端，相对于对数螺旋曲线的螺旋方向，起始端更靠近原点，终止端更远离原点。

8、有利地，一弹簧设置在沟槽内，一端连接到挡板的突起，另一端连接到终止端。

9、有利地，在车辆的滑移率为零的情况下，所述多个挡板提供的遮挡程度与车辆的行驶速度的关系基于以下公式而确定：

10、

11、

12、其中，vflap是挡板质心的线速度，质心配置为位于沟槽的轨迹上，rw为车轮半径，ρ为极半径，vcar为车辆的行驶速度，a为起始端的极半径，α是对数螺旋曲线上任意点的切线与极半径的夹角，m为单个挡板的质量，k为弹簧的刚度，θ表示极坐标下的极角，描述出遮挡程度，θ越大，遮挡程度越大。

13、有利地，还包括驱动机构，其安装到轮毂并配置成在车辆行驶时驱动挡板相对于轮毂沿周向旋转。

14、有利地，所述驱动机构包括：电机，其设置在轮毂内；传动组件，连接到电机的转子以及多个挡板，配置成当电机的转子旋转时导致多个挡板旋转。

15、有利地，所述传动组件包括：中心齿轮，连接到电机的转子，配置成能够随着转子一起旋转；多个传动齿轮，围绕中心齿轮设置，并经由齿轮架彼此连接在一起，与中心齿轮啮合；齿圈，围绕多个传动齿轮设置，与多个传动齿轮啮合，多个挡板安装到齿圈，能够与齿圈一起旋转。

16、有利地，电机配置成当车辆的行驶速度小于预定阈值时，使挡板的旋转角度基于以下公式随车辆的行驶速度而变化：θ＝k·vcar。

17、有利地，电机配置成当车辆的行驶速度大于等于预定阈值时，将挡板的旋转角度设置成完全覆盖多个贯穿空间中的相应贯穿空间。

18、有利地，所述预定阈值为140km/h。

19、本申请还提供了一种机动车辆，其包括如上所述的车轮。

技术特征：

1.一种车轮，包括：

2.如权利要求1所述的车轮，其特征在于，对多个贯穿空间中的相应贯穿空间的遮挡程度基于车辆速度或车轮转速。

3.如权利要求2所述的车轮，其特征在于，对多个贯穿空间中的相应贯穿空间的遮挡程度随着车辆速度的增大而增大。

4.如权利要求1-3中任一项所述的车轮，其特征在于，利用车辆行驶时车轮旋转产生的离心力使得挡板相对于轮毂运动。

5.如权利要求4所述的车轮，其特征在于，还包括设置在轮毂上的多个沟槽，所述多个挡板经由各自的突起可运动地安装到多个沟槽中的相应沟槽内，以能够在沟槽的引导下沿着特定轨迹相对于轮毂运动。

6.如权利要求5所述的车轮，其特征在于，所述多个沟槽中的任一个的轨迹是一段对数螺线曲线的形式，具有起始端和终止端，相对于对数螺旋曲线的螺旋方向，起始端更靠近原点，终止端更远离原点。

7.如权利要求6所述的车轮，其特征在于，一弹簧设置在沟槽内，一端连接到挡板的突起，另一端连接到终止端。

8.如权利要求2所述的车轮，其特征在于，还包括驱动机构，其安装到轮毂并配置成在车辆行驶时驱动挡板相对于轮毂沿周向旋转。

9.如权利要求8所述的车轮，其特征在于，所述驱动机构包括：

10.如权利要求9所述的车轮，其特征在于，所述传动组件包括：

11.如权利要求9所述的车轮，其特征在于，电机配置成当车辆的行驶速度小于预定阈值时，使挡板的旋转角度基于以下公式随车辆的行驶速度而变化：θ＝k·vcar。

12.如权利要求11所述的车轮，其特征在于，电机配置成当车辆的行驶速度大于等于预定阈值时，将挡板的旋转角度设置成完全覆盖多个贯穿空间中的相应贯穿空间。

13.如权利要求12所述的车轮，其特征在于，所述预定阈值为140km/h。

14.一种机动车辆，其特征在于，其包括如权利要求1-13中任一项所述的车轮。

技术总结
本技术提供了一种车轮和机动车辆。车轮包括：轮毂；轮辋，经由多个辐条连接到轮毂，所述多个辐条彼此间隔开以形成多个贯穿空间；以及多个挡板，相对于轮毂可运动地安装到车轮，配置成响应于车辆速度的变化相对于轮毂运动，以提供对多个贯穿空间中的相应贯穿空间的不同遮挡程度。

技术研发人员：金永兴,苏江柳,于宏超
受保护的技术使用者：沃尔沃汽车公司
技术研发日：20221215
技术公布日：2024/1/12