CN110435354A - 具有散热功能的车轮 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有散热功能的车轮。车辆行驶中，胎温过高对形车安全、轮胎寿命影响较大。本发明技术方案包括轮辋本体、轮毂座、轮辐；轮毂座内部设有空腔，轮辐内部中空形成气流通道；轮辋本体与轮毂座通过轮辐连接，轮辐环绕轮毂座呈放射状布设，轮辐的气流通道一端与轮毂座的空腔连通，另一端开口于轮辋本体的辋底圆周面的外表面。本发明适用于中小型汽车，车辆行驶中，空气流经轮辐可为其内部气流通道中的气体降温，气流通道内的气体温度下降后与轮胎中的高温气体冷热交换，以实现降低胎温，防止胎压过大的目的，有效的避免了高速行车因胎温及胎压过高导致的爆胎事故。

Description

具有散热功能的车轮

技术领域

本发明涉及一种适用于中小型汽车的轮辋，具体地说是一种具有散热功能的车轮。

背景技术

车轮由轮辋、轮辐、连接座等构成，是汽车行走机构的重要组成部分，作为轮胎的载体，车轮连同轮胎对车辆的稳定性、安全性等起着重要作用。车辆在行驶过程中，由于轮胎受到伸张、压缩和摩擦，引起胎温升高，胎压增大，而与车轮相连接的刹车系统制动时产生的热量，以及车轮旋转轮毂轴承（轴端）摩擦产生的热量，均通过轮辐、轮辋传递到轮胎，过高的温度和胎压容易加剧轮胎磨损甚至发生爆胎事故。数据显示，高速公路42%的意外交通事故是因爆胎造成的，而时速100km/h时的事故死亡率接近100%。在炎热天气里行车，路面及环境温度高，车辆高速滚动与地面摩擦，胎温往往攀升至近100℃；研究发现，当轮胎的温度从0℃升高到100℃，橡胶的强度和轮胎内部帘线的吸附力降低约50%；而升高的胎温使轮胎内部的压力大幅增加，高胎压导致了橡胶弹性下降、轮胎变硬变脆、寿命缩短，通过实验得出当气压超出标准10%，轮胎寿命减少4%左右，气压超出20%，轮胎寿命减少25%。

车轮设计大多考虑材料强度、稳定性以及轻量化等因素，而行车时流经车轮表面的空气难以使轮胎快速降温，因此，现代汽车防止轮胎爆胎大多采取胎壁支撑（防爆胎），或改变橡胶配方以提高轮胎的高温耐受能力，但这类方法只能在一定程度上增强轮胎的防爆性能，而无法降低胎温，且直接导致轮胎的制作成本上升。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有散热功能的车轮，结构合理，适用于中小型汽车，车辆行驶中可大幅降低轮胎内的气体温度，避免胎压过大，防止高速行车的爆胎事故。

本发明的技术方案是：包括轮辋本体、位于轮辋本体中央的轮毂座、轮辐；

所述的轮辋本体由辋底及与辋底边缘连接的突缘组成；

所述的轮毂座内侧为安装端；轮毂座设有螺栓通孔，轮毂座内部设有空腔，空腔的开口位于轮毂座的内侧或外侧端面，空腔开口通过端盖封闭；

所述的轮辋本体与轮毂座通过轮辐连接成一体结构；轮辐环绕轮毂座呈放射状布设，向外延伸至轮辋本体的辋底并与辋底圆周内侧连接；

所述的轮辋本体与轮毂座内部的空腔之间设有气流通道，所述的气流通道穿过轮辐内部，气流通道内侧端口与轮毂座的空腔连通，气流通道的外侧端口开口于轮辋本体的辋底圆周外侧表面。

进一步，所述的轮辐呈叶片状，各轮辐呈扇叶形环绕轮毂座布设成叶轮状；车轮向前滚动时轮辐绕中心转动产生由车轮轴向内侧向轴向外侧流动的气流。

进一步，所述轮毂座的空腔为筒状腔体，空腔的开口位于轮毂座的内侧；轮毂座的螺栓通孔布设在筒状腔体外侧，且螺栓通孔位于气流通道之间。

进一步，所述所述的端盖边缘设有与螺栓通孔相对应的连接孔，端盖的中部向筒状腔体侧内凹。

进一步，所述筒状腔体的内壁设有一固定端盖的环形梯台，端盖与环形梯台固定连接，端盖外表面与轮毂座安装端面之间形成一凹腔。

进一步，所述轮毂座的空腔为截面呈环状的环形腔体，轮毂座的中部设有中心孔，环形腔体的空腔环绕中心孔设置；轮毂座的螺栓通孔布设在环形腔体外侧，且螺栓通孔位于气流通道之间。

进一步，所述的中心孔呈圆柱状，环形腔体空腔开口于轮毂座内侧端面；所述端盖的板体呈环形，并设有与轮毂座的螺栓通孔相对应的连接孔；端盖中央镂空处与轮毂座的中心孔相对应。

进一步，所述的中心孔呈圆台状，其大径端位于轮毂座内侧；环形腔体呈环形圆台状空腔，空腔开口于轮毂座外侧端面；所述端盖的板体呈环形，并设有与轮毂座的螺栓通孔相对应的连接孔；端盖的内环与轮毂座的中心孔相对应。

进一步，所述轮辋本体的辋底设有充气嘴。

本发明的优点是：结构合理，适用于中小型汽车，本装置轮毂座的空腔与轮辐内的中空气流通道构成一散热容腔，该散热容腔与轮胎内部连通，车辆在高速行驶中，轮辐随车轮高速旋转，带动其周围的空气流动，为轮辐内部通道中的气体降温，轮辐内的气体温度下降后与橡胶轮胎中高温气体冷热交换，可大幅降低轮胎内的气体温度，防止胎压过大，有效的避免了高速行车因胎温及胎压过高导致的爆胎事故。此外，可将轮辐制成叶片形状且布设形成叶轮状，加速车轮周围的气体流动，避免轮胎快速升温；该结构的另一优点是，将车辆底部的气体排出，加快车底与地面之间的气体流动，提高了车身的行驶稳定性。

附图说明

图1为本发明实施例1的结构示意图；

图2为本发明实施例1的剖视图；

图3为本发明的结构示意图；

图4为本发明实施例2的剖视图；

图5为本发明实施例3的结构示意图；

图6为本发明实施例3的剖视图；

图7为本发明实施例4的剖视图。

具体实施方式

图中：1、轮辋本体，11、辋底，12、突缘，2、气流通道，201、外侧端口，3、轮辐，4、轮毂座，51、筒状腔体，52、环形腔体，6、螺栓通孔，7、轮胎，8、端盖，9、中心孔。

实施例1

从图1～图3可知，本发明技术方案包括用于安装轮胎的轮辋本体1、位于轮辋本体1中央的轮毂座4、轮辐3；

所述的轮辋本体1由辋底11及连接于辋底边缘的突缘12组成；所述的轮毂座4内侧为车轮的安装端，轮毂座4布设有螺栓通孔6（PCD 孔），车轮通过轮毂座4安装端与车辆轴端连接并用螺栓紧固。

所述的轮毂座4内部设有空腔，空腔的开口位于轮毂座4的内侧（安装端）或外侧端面，空腔开口通过焊接连接端盖8封闭。

所述的轮辋本体1与轮毂座4通过轮辐3连接成一体结构，轮辐3环绕轮毂座4呈放射状布设且向外延伸至轮辋本体1的辋底11，并与辋底圆周内侧壁连接。

所述的轮辋本体1与轮毂座4内部空腔之间设有气流通道2，气流通道2由轮辐3内部穿过，气流通道2内侧端口与轮毂座4的空腔连通，气流通道2的外侧端口201开口于轮辋本体1的辋底11圆周的外表面；当轮胎7与轮辋装配后，轮胎7的充气内腔通过气流通道2与轮毂座内的空腔连通形成一封闭的气体容腔；所述轮辋本体1的辋底11设有充气嘴。

轮辐车辆行驶中，轮辐3可作为散热机构为气流通道内的气体降温，气流通道中冷却后的气体再通过自然对流的方式，与轮胎腔及轮毂座空腔内较高温度的气体交换，以达到降低胎温及胎压的目的。此外，轮毂座温度下降可进一步降低车轴端部的环境温度。

优选的，所述的轮辐3呈叶片形状，各条叶片形的轮辐3环绕轮毂座4呈风扇叶状排列布设形成叶轮，汽车前进时车轮向前滚动，轮辐绕车轴中心高速转动（即叶轮旋转），片状轮辐的叶片角度可产生由车轮的轴向内侧向车轮轴向外侧流动的气流，将流经车辆底部的空气由轮辐间导出；流过轮辐的高速气流可有效的为轮辐及车辆的制动系统（制动盘或制动鼓）降温，加速充气容腔内高温气体与气流通道中的冷却气体对流，缓解并降低胎温及胎压。

此外该结构还可加速车底的气体流速，以增强车辆高速行驶的稳定性。

本实施例中轮毂座4的空腔为筒状腔体51，且空腔的开口位于轮毂座4的内侧（即安装端侧）。所述轮毂座4的螺栓通孔6围绕筒状腔体布设在腔体外侧，即法兰孔分布节圆直径（PCD）大于筒状腔体51直径，且螺栓通孔6位于气流通道2之间。

为了便于生产加工，轮辋本体、轮辐、轮毂座采用一体结构设计，轮毂座的空腔开口于轮毂座侧部，由辋底侧开孔加工轮辐内的气流通道并与空腔连通，然后通过焊接装配端盖8将空腔开口封闭。

本实施例中端盖8的中部向筒状腔体侧内凹形成凹孔状，以容纳车轴端部；端盖8边缘设有与轮毂座螺栓通孔6相对应的连接孔；端盖8与轮毂座4固定连结后，端盖8的外表面为车轮的法兰安装面。安装车轮时螺栓依次穿过轮毂座的螺栓通孔6及端盖连接孔与轴端（轮毂轴承）固接。

实施例2

从图4可知，本实施例与实施例1的不同之处在于，所述筒状腔体51的内壁设有一固定端盖8的环形梯台，所述的端盖8与该环形梯台固定连接；即端盖8封闭空腔后，所述轮毂座4安装端的端面为法兰安装面，端盖8外表面与轮毂座4的法兰安装面之间形成一容纳车轴端部的凹腔。

本实施例的其它技术特征与实施例1相同。

实施例3

从图5～图6可知，本实施例与实施例1的不同之处在于，所述轮毂座4的中部开有容纳车轴端部的中心孔9，以利于车轴端部散热；中心孔9呈圆柱状；所述的空腔为截面呈环状的环形腔体52，环形腔体环绕中心孔设置；轮毂座的螺栓通孔6围绕环形腔体布设在腔体外侧，即法兰孔分布节圆直径（PCD)大于环形腔体的外径，螺栓通孔6设置在气流通道2之间。

环形腔体空腔开口于轮毂座4内侧端面；所述端盖的板体呈环形，并设有与轮毂座的螺栓通孔相对应的连接孔；所述端盖的中央镂空处与轮毂座4的中心孔9相对应；端盖封闭环形腔体后，端盖外表面为车轮的法兰安装面。

本实施例的其它技术特征与实施例1相同。

实施例4

从图7可知，本实施例与实施例3的不同之处在于，所述的中心孔9呈圆台状，其大径端位于轮毂座的内侧（即安装端侧），环形腔体呈环形圆台状空腔并依中心孔9布设，且腔体的开口端环形面积大于腔体的底面积，为方便加工，将环形腔体开口设置在轮毂座4外侧端面；轮毂座的螺栓通孔6环绕环形腔体布设在空腔外侧，并使螺栓通孔6布置在气流通道2之间；所述端盖的板体呈环形，端盖设有与轮毂座的螺栓通孔相对应的连接孔；所述端盖的内环（环形板体的中部镂空处）与轮毂座4的中心孔9外端（即小径端）孔径相对应；本实施例轮毂座4安装端的环形端面为车轮的法兰安装面。

本实施例的其它技术特征与实施例3相同。

最后应当说明的是：以上实施例用于说明本发明的技术方案而非对其限制，所属领域的技术人员对实施方式进行修改或对部分技术特征进行等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质，均应涵盖在本发明所要求保护的范围之内。

Claims (9)

1.一种具有散热功能的车轮，其特征在于：包括轮辋本体（1）、位于轮辋本体（1）中央的轮毂座（4）、轮辐（3）；

所述的轮辋本体（1）由辋底（11）及与辋底边缘连接的突缘（12）组成；

所述的轮毂座（4）内侧为安装端；轮毂座（4）设有螺栓通孔（6），轮毂座（4）内部设有空腔，空腔的开口位于轮毂座（4）的内侧或外侧端面，空腔开口通过端盖（8）封闭；

所述的轮辋本体（1）与轮毂座（4）通过轮辐（3）连接成一体结构；轮辐（3）环绕轮毂座（4）呈放射状布设，向外延伸至轮辋本体（1）的辋底（11）并与辋底圆周内侧连接；

所述的轮辋本体（1）与轮毂座（4）内部的空腔之间设有气流通道（2），所述的气流通道（2）穿过轮辐（3）内部，气流通道（2）内侧端口与轮毂座（4）的空腔连通，气流通道（2）的外侧端口（201）开口于轮辋本体（1）的辋底（11）圆周外侧表面。

2.根据权利要求1所述的一种具有散热功能的车轮，其特征在于：所述的轮辐（3）呈叶片状，各轮辐（3）呈扇叶形环绕轮毂座（4）布设成叶轮状；车轮向前滚动时轮辐绕中心转动产生由车轮轴向内侧向轴向外侧流动的气流。

3.根据权利要求1所述的一种具有散热功能的车轮，其特征在于：所述轮毂座（4）的空腔为筒状腔体（51），空腔的开口位于轮毂座（4）的内侧；轮毂座（4）的螺栓通孔（6）布设在筒状腔体外侧，且螺栓通孔（6）位于气流通道（2）之间。

4.根据权利要求3所述的一种具有散热功能的车轮，其特征在于：所述的端盖（8）边缘设有与螺栓通孔（6）相对应的连接孔，端盖（8）的中部向筒状腔体侧内凹。

5.根据权利要求3所述的一种具有散热功能的车轮，其特征在于：所述筒状腔体（51）的内壁设有一固定端盖（8）的环形梯台，端盖（8）与环形梯台固定连接，端盖（8）外表面与轮毂座安装端面之间形成一凹腔。

6.根据权利要求1所述的一种具有散热功能的车轮，其特征在于：所述轮毂座（4）的空腔为截面呈环状的环形腔体（52），轮毂座（4）的中部设有中心孔（9），环形腔体的空腔环绕中心孔设置；轮毂座的螺栓通孔（6）布设在环形腔体外侧，且螺栓通孔（6）位于气流通道（2）之间。

7.根据权利要求6所述的一种具有散热功能的车轮，其特征在于：所述的中心孔（9）呈圆柱状，环形腔体空腔开口于轮毂座（4）内侧端面；所述端盖的板体呈环形，并设有与轮毂座的螺栓通孔相对应的连接孔；端盖中央镂空处与轮毂座（4）的中心孔（9）相对应。

8.根据权利要求6所述的一种具有散热功能的车轮，其特征在于：所述的中心孔（9）呈圆台状，其大径端位于轮毂座内侧；环形腔体呈环形圆台状空腔，空腔开口于轮毂座（4）外侧端面；所述端盖的板体呈环形，并设有与轮毂座的螺栓通孔相对应的连接孔；端盖的内环与轮毂座（4）的中心孔（9）相对应。

9.根据权利要求1至8中任意一项权利要求所述的一种具有散热功能的车轮，其特征在于：所述轮辋本体（1）的辋底（11）设有充气嘴。