旋风式车轮的制作方法
【专利摘要】本发明属于车轮领域，尤其涉及旋风式车轮，包括轮辋和轮辐，所述轮辐上设置有倾斜面，所述倾斜面上均匀设置有多个通风孔，所述通风孔处将其纵向中轴线定义为基准线，所述通风孔处的一端设置有凸起，另一端设置有凹槽，所述凸起与凹槽接触的基准线处平稳过渡。本发明主要改进了车轮轮辐通风孔形状，将原单纯冲出通风孔，改为通风孔冲制后，在圆周处以纵向中轴线为基准沿着车轮转动前进的方向依次设置了凸起和凹槽，该凸起和凹槽的形状均采用冲压的方式制成；该结构突出意义是在车轮高速旋转时造成类似风扇结构的空气流动效果，可大幅度改善车轮高速运转状态的制动降温效果；提高整车行驶安全性。
【专利说明】
旋风式车轮
技术领域
[0001] 本发明属于车轮领域，尤其涉及旋风式车轮。
【背景技术】
[0002] 随着人们的生活不断提高，现在的很多人都加入了有车一族的部队当中来。给汽 车行业带来了大的前景，同样，汽车行业也有很大的竞争，要想在这场战斗中胜出，方法只 有一个那就是创新。
[0003] 汽车的所有部件中，除了发动机之外，最重要的算是车轮了，一个车轮的好坏直接 影响到，一个车的性能和安全系数。
[0004] 汽车车轮为高速旋转部件，车轮轮辐与制动部分空间狭小，虽然有车轮轮辐通风 孔散热结构设计，但是当频繁制动时，散热效果不良，容易造成制动装置因过热失效，这会 导致车轮的年限以及轮胎的使用寿命。
【发明内容】
[0005] 本发明针对上述的通风孔设计不合理，提供了一种旋风式车轮。
[0006] 为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为，
[0007] -种旋风式车轮，包括轮辋和轮辐，所述轮辐上设置有倾斜面，所述倾斜面上均匀 设置有多个通风孔，所述通风孔处将其纵向中轴线定义为基准线，所述通风孔处的一端设 置有凸起，另一端设置有凹槽，所述凸起与凹槽接触的基准线处平稳过渡。
[0008] 作为优选，所述凸起上远离凹槽的一端设置为第一圆弧过渡面。
[0009] 作为优选，所述凹槽上远离凸起的一端设置有为第二圆弧过渡面。
[0010] 作为优选，所述第一圆弧过渡面的圆心角大于第二圆弧过渡面的圆心角。
[0011] 作为优选，所述通风孔处沿着车轮转动前进的方向依次设置有凸起和凹槽。
[0012] 作为优选，所述通风孔处与轮辐之间平稳过渡设置。
[0013 ]作为优选，所述凸起的最凸点与凹槽的最低点之间的垂直距离为15mm-25mm。
[0014] 作为优选，所述凸起的最凸点与凹槽的最低点之间的垂直距离为20mm。
[0015] 与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于，
[0016] 本发明主要改进了车轮轮辐通风孔形状，将原单纯冲出通风孔，改为通风孔冲制 后，在圆周处以纵向中轴线为基准沿着车轮转动前进的方向依次设置了凸起和凹槽，该凸 起和凹槽的形状均采用冲压的方式制成;该结构突出意义是在车轮高速旋转时造成类似风 扇结构的空气流动效果，可大幅度改善车轮高速运转状态的制动降温效果;提高整车行驶 安全性。
【附图说明】
[0017] 为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用 的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领 域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的 附图。
[0018] 图1为旋风式车轮的结构示意图；
[0019] 图2为图1的纵向剖视图；
[0020] 图3为通气孔处形状的结构示意图；
[0021] 图4为图3的横向剖视图；
[0022]图5为图3的纵向剖视图；
[0023] 图6为通气孔处形状的立体结构示意图；
[0024] 以上各图中，1、轮辐；11、倾斜面；12、通气孔；121、凸起；122、凹槽；13、基准线；2、 轮辋;h为凸起的最凸点与凹槽的最低点之间的垂直距离。
【具体实施方式】
[0025] 为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和实施例 对本发明做进一步说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的 特征可以相互组合。
[0026] 在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可 以采用不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明并不限于下面公开说明书的具体 实施例的限制。
[0027] 本发明提供了一种旋风式车轮，该旋风式车轮设计的重点是在通风孔处，发明人 从通风孔设计之初的根源出发，考虑到每个不同型号的车轮上其通风孔的形状是有可能不 同的，通风孔设置在车轮上的形状以及位置都会对车轮造成不同的效果，不过如果将通风 孔位置和形状合理的设计一定会对车轮产生很大好的效果，该效果主要是通风孔处承受应 力大小的能力、车轮散热效果、车轮的耐疲劳强度以及车轮的使用年限，上述一些特性直接 影响到车轮的安全系数，通过上述所讲的通风孔的一些特性和重要性，通风孔的设计在整 个车轮的设计中是非常重要的，也就是说如果将通风孔的形状和位置设计成最优的状态的 话，对车轮的各项性能一定会有很大的提高。
[0028] 针对上述问题发明人经过大量的试验和研究，也做出了许多设计，利用相关的软 件以及实体试验等，通过对通风孔周围承受应力大小的能力、通风孔周围的损伤情况以及 散热效果进行了分析，得出了一个最优的方案，下面具体说一下该最优方案。
[0029] 如图1、2所示，本发明提供了一种旋风式车轮，包括轮辋2和轮辐1，其轮辋和轮辐 采用了焊接的方式固定连接，从图2中不难看出，轮辐上设置了倾斜面，并在倾斜面11上均 匀设置了多个通风孔12,通风孔的设置主要是为了减少空气与轮辐的摩擦，在轮辐上如果 没有通风孔的设置，当车轮在行驶的过程中高速转动时，空气气流会与轮辐摩擦，故产生大 量的热量，该大量的热量导致轮辐的变形或损坏，也直接影响到车轮的使用寿命和安全性， 故设计了通风孔，当空气气流与轮辐进行摩擦时，气流则会穿过通风孔流出，则大大的减小 了由于气流与轮辐之间的摩擦所造成的一些列的问题；由于车轮轮辐与制动部分空间狭 小，虽然有车轮轮辐通风孔散热结构设计，但是当频繁制动时，散热效果不良，容易造成制 动装置因过热失效，也影响到车轮和轮胎的使用寿命和车轮的安全系数;如图1所示，本发 明中通风孔的形状是沿着纵向中轴线对称设置的，为了方便叙述，故将该纵向中轴线定义 成基准线，如图1、图2、图3、图4、图5、图6所示，在通风孔处(也就是通风孔的周围）上基准线 的一端设计成了凸起的形状，另一端设计成了凹槽的形状，因为凸起和凹槽是以基准线为 分割线的，在基准线13处，凸起121和凹槽122是平稳过渡的，这样更有利于风的流动；当车 轮高速运转时，空气气流会与车轮上轮辐产生强烈的摩擦，轮辐上的通风孔处除了受摩擦 力之外还会受到一些其他的应力，因为摩擦生热和应力的存在，所以会对通风孔处造成极 大的损伤，比如通风孔处产生裂纹等，采用在通风孔处凸起和凹槽的设计，当空气气流经过 本发明中的轮辐上通风孔处时，首先经过凸起处，由于通风孔处产生高度差的缘故，会迅速 的经过凸起，从通风孔流出，这样大大缩短了空气气流在通风孔的滞留时间，如图4所述，从 剖视图看上去通风孔处的设计为"~"的形状，气流经过凸起处时，几乎没有摩擦，应力相应 的也小很多，也大大提高了轮辐通风孔处的散热效果。
[0030] 除了上述设计之外，发明人还做了更为细致的设计，
[0031] 如图3、图4、图5、图6所示，凸起上远离凹槽的一侧将形状设计成了圆弧过渡的形 状，定义为第一圆弧过渡面；凹槽上远离凸起的一侧将形状设计也设计成了圆弧过渡的形 状，由于其形状不是太相同，故将其定义为第二圆弧过渡面;从图3中可以看出，第一圆弧过 渡面的圆心角的大小要大于第二圆弧过渡面的大小，采用上述设计的目的是为了更好的利 于空气气流的流动，产生更小的摩擦；
[0032] 在具体设计的时候，通风孔处沿着车轮转动前进的方向依次设置有凸起和凹槽， 也就是说，在车轮高速转动的时候，空气气流首先经过的是凸起位置；
[0033]发明人经过大量的试验得出，凸起的最凸点与凹槽的最低点之间的垂直距离为 15mm-25mm，最优的垂直距离为20mm，也就是说当凸起的最凸点与凹槽的最低点之间的垂直 距离为20_时，其通风孔处的通风效果和散热效果都是最好的。
[0034]针对上述所述的旋风式车轮，发明人利用MSC.Nastran、有限元模拟以及实体试验 对旋风式车轮进行各项性能进行分析，如下表所示(本次试验不考虑旋风式车轮所选用的 材质、通风孔的大小，只考虑凸起的最凸点与凹槽的最低点之间的垂直距离的大小与不采 用此种设计的车轮）：
[0036]注：垂直距离为凸起的最凸点与凹槽的最低点之间的垂直距离;温度变化率是车 轮在运动过程中轮辐的通风孔处会产生热量，按一定时间测量其温度，测量温度项数为 1000~2000，取平均值，温度变化率为(平均值-初始温度)/初始温度。
[0037]从上表中可以看出，采用本发明中的结构设计通风孔时，会大大的提高其散热效 果和车轮的整体效果。
[0038]以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任 何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等 效实施例应用于其它领域，但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质 对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。
【主权项】
1. 一种旋风式车轮，包括轮辋和轮辐，所述轮辐上设置有倾斜面，所述倾斜面上均匀设 置有多个通风孔，其特征在于，所述通风孔处将其纵向中轴线定义为基准线，所述通风孔处 的一端设置有凸起，另一端设置有凹槽，所述凸起与凹槽接触的基准线处平稳过渡。2. 根据权利要求1所述的旋风式车轮，其特征在于，所述凸起上远离凹槽的一端设置为 第一圆弧过渡面。3. 根据权利要求2所述的旋风式车轮，其特征在于，所述凹槽上远离凸起的一端设置有 为第二圆弧过渡面。4. 根据权利要求3所述的旋风式车轮，其特征在于，所述第一圆弧过渡面的圆心角大于 第二圆弧过渡面的圆心角。5. 根据权利要求4所述的旋风式车轮，其特征在于，所述通风孔处沿着车轮转动前进的 方向依次设置有凸起和凹槽。6. 根据权利要求5所述的旋风式车轮，其特征在于，所述通风孔处与轮辐之间平稳过渡 设置。7. 根据权利要求6所述的旋风式车轮，其特征在于，所述凸起的最凸点与凹槽的最低点 之间的垂直距离为15mm-25mm。8. 根据权利要求7所述的旋风式车轮，其特征在于，所述凸起的最凸点与凹槽的最低点 之间的垂直距离为20mm。
【文档编号】B60B3/00GK106042763SQ201610481597
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年6月25日
【发明人】付俊洪
【申请人】山东贞元汽车车轮有限公司