CN104669929A - 一种改进的分体式车轮 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种分体式车轮，其包括，轮盘部分1、轮辋部分2、金属紧固圈3；所述的轮盘部分1由铝合金制成；所述的金属紧固圈3由65Mn钢制成；所述的轮辋部分2由碳纤维复合材料制成；以及所述的轮辋部分3通过螺栓或者铆钉和金属紧固圈3固定到轮盘部分1。本发明的技术方案具有以下优点：金属紧固环有效增加铆钉或螺母与复合材料轮辋连接处的接触面积，分散紧固力并使其更均匀；在金属紧固环作用下，可增大预紧力矩。通过以上两点，有效解决了紧固力矩下降、车轮失效问题。

Description

一种改进的分体式车轮

技术领域

本发明涉及汽车用车轮，尤其是分体式车轮。

背景技术

在汽车工业中，希望尽量减轻汽车车轮等部件的重量。在保持原有机械强度的基础上，如果能够降低汽车车轮的重量，将能够提高汽车的操控性能并且节约用油，产生良好的经济和社会效益。

为了满足这一需求，有两种方法。对于一体式车轮，一般将车轮的材料替换为密度更小的合金，例如镁合金。对于分体式车轮，一般将车轮受力较少的部位更换为密度更小的材料。例如将轮辋部分替换为密度较小的金属合金或者复合材料。

分体式车轮可以满足多种复杂的工作条件，并且可以针对车轮不同的受力环境不同的特点使用针对性的设计和材料。因此，分体式车轮正成为日益受关注的热点。分体式车轮的优点在于轻量化效果好、成形工艺相对容易。在采用铝合金轮盘、复合材料轮辋设计分体式车轮时，轮盘部分与轮辋部分采用铆钉或螺栓连接，使用过程中，此种连接方式易出现紧固力矩下降、车轮失效问题，严重影响车辆行驶安全性。

发明内容

本发明要的目的在于，提供一种改进的分体式车轮，一方面将轮辋替代为复合材料轮辋，一方面克服铝合金轮盘和复合材料轮辋连接的部分铆钉或螺栓连接的机械性能低下的缺点。

为了实现以上的发明目的，本发明提供了以下的技术方案：

在本发明的一个方面，提供了一种分体式车轮，其包括，轮盘部分1、轮辋部分2、金属紧固圈3；所述的轮盘部分1由铝合金制成；所述的轮辋部分2由碳纤维复合材料制成；以及所述的轮辋部分3通过螺栓或铆钉和金属紧固圈3固定到轮盘部分1。

在本发明的一个优选的方面，所述的金属紧固圈3由轮盘圆周上均匀分布的1-5片圆弧状金属紧固片组成。

在本发明的一个优选的方面，所述的圆弧状金属紧固片上每隔8-9°安装一枚螺栓。

在本发明的一个优选的方面，所述的金属紧固环3采取直角包边的形式进行增强。

在本发明的一个优选的方面，所述的金属紧固环3的材料为65Mn钢，厚度为3±0.2mm，外圆直径461±0.25mm，内圆直径431±0.25mm，金属紧固环3对应处的轮辋厚度为13+0.5mm。(在本发明中“+”表示正公差)。

在本发明的一个优选的方面，所述的螺栓可采用平头螺栓，也可采用60°锥面螺栓或球头螺栓。螺栓预紧力矩50Nm。

在本发明的一个优选的方面，所述的金属紧固圈3由65Mn钢制成。

在本发明的一个优选的方面，为使车轮更加轻量化，所述的螺栓和紧固片都可采用钛合金材料制造。

本发明的技术方案还包括，分体式车轮，包括铝合金轮盘部分、复合材料轮辋部分，所述的复合材料轮辋连接处安装金属紧固环。作为改进，所述的复合材料轮辋连接处安装金属紧固环，金属紧固环布置通孔进行装配和减重。作为改进，通过螺栓或铆钉将铝合金轮盘部分、复合材料轮辋部分、金属紧固环把合在一起。

与原有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：金属紧固环有效增加铆钉或螺母与复合材料轮辋连接处的接触面积，分散紧固力并使其更均匀；在金属紧固环作用下，可增大预紧力矩。通过以上两点，有效解决了紧固力矩下降、车轮失效问题。

附图说明

图1是本发明的实施例中的改进的分体式车轮的结构示意图。

图2是本发明的实施例中的改进的分体式车轮局部放大图。

图中：1-铝合金车轮轮盘；2-复合材料轮辋；3-金属紧固环。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。

如图1-2所示，本发明为一种改进的分体式车轮，包括铝合金车轮轮盘1、复合材料轮辋2、金属紧固环3。

为了提升接触面积改善紧固可靠性，在复合材料轮辋2连接部位安装金属紧固环3，铝合金车轮轮盘1、复合材料轮辋2和金属紧固环3通过螺栓或铆钉连接在一起。金属紧固环3采取直角包边的形式进行增强。

为了限制重量增加，金属紧固环3的均匀布置通孔。

与此同时，其他的试验参数如下：

表1：分体式车轮的结构参数

使用的螺栓的材料为Q235碳钢，螺栓规格M8x1.25。螺栓预紧力矩是50Nm。

按照以上的尺寸参数制造和组装之后，得到第1-9号的分体式轮毂。对这十组分体式车轮进行了弯曲疲劳试验。结果表明，第1-9号的分体式轮毂的弯曲疲劳寿命表征参数如表2所示：

表2：第1-9号的分体式轮毂的轻载和重载弯曲疲劳寿命表征参数。

结果表明，3、6、7三种方案较好。其中，发明人惊喜地发现，当使用单片式的垫片并且螺栓按照9度的角度来进行分布时(第3种方案)，分体式车轮的机械性能远远高于其他的各组试验结果。

以上仅就本发明较佳的实施例做了说明，但不能理解为是对权利要求的限制。本发明不仅局限于以上实施例，金属紧固环也可采用带直角包边等形式进行增强。总之，凡在本发明独立权利要求的保护范围内所作的各种变化均在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种分体式车轮，其特征在于，其包括轮盘部分1、轮辋部分2、金属紧固圈3，所述的轮盘部分1由铝合金制成；所述的轮辋部分2由碳纤维复合材料制成；以及所述的轮辋部分3通过螺栓或者铆钉和金属紧固圈3固定到轮盘部分1。

2.权利要求1所述的分体式车轮，其特征在于，所述的金属紧固圈3由轮盘圆周上均匀分布的1～5片圆弧状金属紧固片组成；优选地，所述的金属紧固圈3由轮盘圆周上均匀分布的1片圆弧状金属紧固片组成。

3.权利要求1或2所述的分体式车轮，其特征在于，所述的圆弧状金属紧固片上每隔8-9°的角度安装一枚螺栓或者铆钉。

4.权利要求1或2所述的分体式车轮，其特征在于，所述的金属紧固环3采取直角包边的形式进行增强。

5.权利要求1或2所述的分体式车轮，其特征在于，所述的金属紧固环3的材料为65Mn钢，厚度为3±0.2mm，金属紧固环3对应处的轮辋厚度为13+0.5mm。

6.权利要求1或2所述的分体式车轮，其特征在于，所述的轮盘部分1包含10根轮辐，轮辐分为5组且每组2根。

7.权利要求1或2所述的分体式车轮，其特征在于，所述的螺栓是平头螺栓、60°锥面螺栓或球头螺栓。

8.权利要求1或2所述的分体式车轮，其特征在于，所述的螺栓预紧力矩是35-65Nm，优选地为50Nm。

9.权利要求1或2所述的分体式车轮，其特征在于，所述的金属紧固圈3由钛合金、Q235碳钢或者65Mn钢制成。