CN113771957B - 一种应用于太阳能赛车的轮包 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种应用于太阳能赛车的轮包，轮包沿车身的前后方向设置，包括一体成形的横向壁和纵向壁；横向壁设在纵向壁底部；纵向壁由直板部和弯板部构成一体成形的“J”形外部轮廓；横向壁包括弧形边、第一侧边和第二侧边；横向壁的板面上设有用于轮胎转向的轮槽；轮槽的开口设在第一侧边上；轮包成对使用，两个轮包关于第一侧边镜像对称。本发明制作工艺简单，轮包一体成型，省去注塑成本，同时结构紧凑，可以最大化减小风阻，轮包更换及维修方便，重量轻，易裁切。

Description

一种应用于太阳能赛车的轮包

技术领域

本发明主要涉及太阳能赛车技术领域，尤其涉及一种应用于太阳能赛车的轮包。

背景技术

对于太阳能赛车而言，又快又安全的跑到终点是最终目的，要想实现这一目的，除了要升级赛车自身的动力系统，最主要的就是阻力的减小，要想跑得远完成全部路程比赛，减少能耗是关键；太阳能赛车在高速行驶时，会撞击前面的空气，虽然空气轻，但车速快，气流会撞击车辆正面形成的阻力不可忽视，并伴随着较大的能量损耗，因此任何阻力的减小都可能提高比赛成绩，而轮胎轮包对于减小空气阻力、减少能耗进而提升太阳能赛车成绩具有重要作用。目前太阳能赛车已存在的轮包设计存在诸多不足：

第一是不可拆卸或拆装复杂，有的太阳能赛车轮包不可拆卸，直接通过轮包与轮胎之间的缝隙进行轮胎更换，毫无疑问，这种做法既耗时又费力，轮包虽然起到了减小风阻的作用，但通常这种做法会给轮胎装卸带来很大不便；第二是轮包与车身的一体性不够，轮胎轮包与车身只有完全吻合才能起到最佳效果，而轮包与车身不够吻合，存在较大缝隙，将无法最大化减小风阻，在实际的高速行驶过程中，将很大程度上增加太阳能车的能耗，影响比赛成绩；第三是轮包设计过于复杂，成本高，制作流程繁琐，相关零部件多达七八种。

发明内容

为了解决现有太阳能赛车不可拆卸、一体性不够、制作流程繁琐等技术问题，本发明提供一种应用于太阳能赛车的轮包，所述轮包沿车身的前后方向设置，包括一体成形的横向壁和纵向壁；所述横向壁设在所述纵向壁底部；所述纵向壁由直板部和弯板部构成一体成形的“J”形外部轮廓；所述弯板部的弯曲角75°≦α≦85°，或弯曲比1.5≦r/t≦2.5；所述横向壁包括弧形边、第一侧边和第二侧边；所述弧形边与“J”形所述纵向壁的底边重合；所述第一侧边与所述直板部相对设置；所述第二侧边与所述弯板部相对设置；所述横向壁的板面上设有用于轮胎转向的轮槽；所述轮槽的开口设在所述第一侧边上；所述轮包成对使用，两个所述轮包关于所述第一侧边镜像对称；其中一个所述轮包的所述第一侧边上和所述第二侧边上均固设有若干第一垫片；另一个所述轮包上设有若干与所述第一侧边上的所述第一垫片配合使用的第一锁孔；所述直板部远离所述横向壁的一侧边缘处设有若干第二锁孔；所述车身固设有若干与第二锁孔配合使用的第二垫片。

优选的，所述轮包、所述第一垫片和所述第二垫片的材料均为内部中空的碳纤维板；所述中空部分内填NOMAX纸蜂窝。

优选的，所述第一垫片上设有用于装配膨胀螺栓的第一螺孔；两个所述轮包通过第一锁孔、所述第一螺孔和所述膨胀螺栓的相互配合固定相对位置。

优选的，所述第二垫片上设有用于装配膨胀螺栓的第二螺孔；所述轮包通过所述第二锁孔、所述第二螺孔和所述膨胀螺栓的相互配合固定在所述车身上。

优选的，所述膨胀螺栓包括螺母、垫圈、套管和螺杆；所述螺母、所述垫圈和所述套管依次连接且同心设置；所述螺杆穿过所述螺母、所述垫圈和所述套管设置，螺杆底部设有圆台部；所述套管包括靠近所述垫圈设置的直管部和靠近所述圆台部设置的限位部；所述限位部为带有径向切口的圆管；所述限位部外壁设有橡胶涂层。

优选的，所述轮槽为“M”形或扇形，以满足轮胎转向需求。

本发明提供的应用于太阳能赛车的轮包，具有以下有益效果：

1.制作工艺简单，直接从原车壳裁切，一体成形，无须单独定制，省去了轮包单独注塑成型所耗费的成本；

2.轮胎轮包与下车壳完全吻合，结构紧凑，可以最大化减小风阻，节约能耗，提高太阳能赛车的比赛成绩；

3.第一垫片和第一锁孔相互配合、第二垫片和第二锁孔相互配合使轮包可拆卸的安装在车身底部，便于轮包的后期检修以及更换；

4.轮包和车身的材料均为中空碳纤维板内嵌NOMAX纸蜂窝的结构，刚度强，重量轻，抗振动，加工工序方便，易裁切；

5.轮包所采用的中空碳纤维板本身就是一种耐用耐腐蚀材料，后期维护和更换成本更低。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明及其特征、外形和优点将会变得更加明显。在全部附图中相同的标记指示相同的部分。并未刻意按照比例绘制附图，重点在于示出本发明的主旨。

图1为本发明的立体结构图；

图2为本发明的轮包组合示意图；

图3为本发明中用于安装轮包的车身部分示意图；

图4为本发明关于膨胀螺栓的安装示意图；

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。需要注意的是，本发明所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。

应当理解的是，当在本说明书中如使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

如出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等，其所指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

如出现术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

除非另有明确的规定和限定，如出现术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行说明，显然所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。因此，以下对附图中提供的本发明实施例中的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

实施例1

为了解决现有太阳能赛车不可拆卸、一体性不够、制作流程繁琐等技术问题，本发明的实施例提供一种应用于太阳能赛车的轮包，轮包1沿车身16的前后方向设置，包括一体成形的横向壁17和纵向壁2；横向壁17设在纵向壁2底部；纵向壁2由直板部201和弯板部202构成一体成形的“J”形外部轮廓；弯板部202的弯曲角75°≦α≦85°，或弯曲比1.5≦r/t≦2.5，以此保证轮包1前部的流线形；横向壁17包括弧形边3、第一侧边4和第二侧边5；弧形边3与“J”形纵向壁2的底边重合；第一侧边4与直板部201相对设置；第二侧边5与弯板部202相对设置；横向壁17的板面上设有用于轮胎6转向的轮槽7；轮槽7的开口设在第一侧边4上；轮包1成对使用，两个轮包1关于第一侧边4镜像对称；其中一个轮包1的第一侧边4上和第二侧边5上均固设有若干第一垫片8；另一个轮包1上设有若干与第一侧边上的第一垫片8配合使用的第一锁孔(图中未示)；直板部201远离横向壁17的一侧边缘处设有若干第二锁孔9；车身16固设有若干与第二锁孔9配合使用的第二垫片10。

本实施例涉及的应用于太阳能赛车的轮包，为保证轮胎6轮包1与车身16衔接紧密，以及不破坏整车的流线型结构，轮包1整体是从整车车身16的车轮部切割下来，进行再加工的，因此轮包1与车身16底部完全吻合，可以最大化减小风阻，节约能耗，加工步骤主要包括切割轮槽7和第一垫片8、第二垫片10的焊接，其中轮槽7的切割位置以轮胎6的活动范围为依据，轮槽7的形状为扇形或“M”形，以满足轮胎6的转向需求，使轮包1包裹住轮胎6且不干涉轮胎6的转动；在切割轮槽7后，还应确定第一锁孔和第二锁孔9的位置，分别对两个轮包1再次进行切割；第一垫片8以焊接等方式粘连在轮包1内侧，具体位置为车身16与轮包1的衔接处，即第一侧边4和第二侧边5处；起固定作用的第二垫片10粘接在车身16内侧，延伸出的第二垫片10与通过与第二锁孔9配合，固定轮包1上边缘；第一垫片8和第二垫片10应根据轮包1的实际受力情况进行位置分布。

现有太阳能赛车用轮包和实施例1中所涉及的轮包所受阻力对比数据如下：

由上表可以看出，本实施例所提供的轮包1各区域所受压力和摩擦阻力均低于现有太阳能赛车所使用的轮包，因此行驶过程中，可以降低太阳能赛车用于抵消风阻所产生的能耗，提高太阳能赛车的续航能力。

在本实施中优选的，轮包1、第一垫片8和第二垫片10的材料均为内部中空的碳纤维板；中空部分内填NOMAX纸蜂窝；碳纤维板是将同一方向排列的碳素纤维使用树脂浸润硬化形成碳纤维板材，其抗拉强度是普通钢材的数倍以上，弹性模量优于钢材，具有优异的抗蠕变性能，耐腐蚀性和抗震性，不需定期维护；同时单位体积碳纤维板的质量仅为钢的1/5，而减轻车身16任何部位的质量对提高太阳能赛车续航能力都有积极作用。

在本实施中优选的，第一垫片8上设有用于装配膨胀螺栓11的第一螺孔；两个轮包1通过第一锁孔、第一螺孔(图中未示)和膨胀螺栓11的相互配合固定相对位置；第二垫片10上设有用于装配膨胀螺栓11的第二螺孔(图中未示)；轮包1通过第二锁孔9、第二螺孔和膨胀螺栓11的相互配合固定在车身16上；膨胀螺栓11包括螺母1101、垫圈1102、套管1103和螺杆1104；螺母1101、垫圈1102和套管1103依次连接且同心设置；螺杆1104穿过螺母1101、垫圈1102和套管1103设置，螺杆1104底部设有圆台部12；套管1103包括靠近垫圈1102设置的直管部13和靠近圆台部12设置的限位部14；限位部14为带有径向切口的圆管；限位部14外壁设有橡胶涂层15；当膨胀螺栓11的垫圈1102与碳纤维板板面接触，拧动中心的螺杆1104，使限位部14扩张，两块碳纤维板(如第二垫片10和直板部201)被固定在垫圈1102和限位部14之间，限位部14的橡胶涂层15一方面可以增大摩擦力，另一方面可以避免对碳纤维板造成刮擦；本发明选择易拆卸的膨胀螺栓11，第一螺孔、第二螺孔、第一锁孔以及第二锁孔9的内径相同，套管1103外径与圆台部12下底半径相同，套管1103的外径≦第一螺孔的内径，而扩张后的限位部14尺寸应大于第一螺孔的内径，保证膨胀螺栓11可安装以及安装后的稳固性。

上述实施例仅例示性说明本专利申请的原理及其功效，而非用于限制本专利申请。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本专利申请的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本专利申请所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本专利请的权利要求所涵盖。

Claims (6)

1.一种应用于太阳能赛车的轮包，其特征在于，所述轮包沿车身的前后方向设置，包括一体成形的横向壁和纵向壁；所述横向壁设在所述纵向壁底部；

所述纵向壁由直板部和弯板部构成一体成形的“J”形外部轮廓；所述弯板部的弯曲角75°≦α≦85°，或弯曲比1.5≦r/t≦2.5；

所述横向壁包括弧形边、第一侧边和第二侧边；所述弧形边与“J”形所述纵向壁的底边重合；所述第一侧边与所述直板部相对设置；所述第二侧边与所述弯板部相对设置；

所述横向壁的板面上设有用于轮胎转向的轮槽；所述轮槽的开口设在所述第一侧边上；

所述轮包成对使用，两个所述轮包关于所述第一侧边镜像对称；

其中一个所述轮包的所述第一侧边上和所述第二侧边上均固设有若干第一垫片；另一个所述轮包上设有若干与所述第一侧边上的所述第一垫片配合使用的第一锁孔；所述直板部远离所述横向壁的一侧边缘处设有若干第二锁孔；所述车身固设有若干与第二锁孔配合使用的第二垫片。

2.根据权利要求1所述的应用于太阳能赛车的轮包，其特征在于：所述轮包、所述第一垫片和所述第二垫片的材料均为内部中空的碳纤维板；所述中空部分内填NOMAX纸蜂窝。

3.根据权利要求2所述的应用于太阳能赛车的轮包，其特征在于：所述第一垫片上设有用于装配膨胀螺栓的第一螺孔；两个所述轮包通过第一锁孔、所述第一螺孔和所述膨胀螺栓的相互配合固定相对位置。

4.根据权利要求3所述的应用于太阳能赛车的轮包，其特征在于：所述第二垫片上设有用于装配膨胀螺栓的第二螺孔；所述轮包通过所述第二锁孔、所述第二螺孔和所述膨胀螺栓的相互配合固定在所述车身上。

5.根据权利要求4所述的应用于太阳能赛车的轮包，其特征在于：所述膨胀螺栓包括螺母、垫圈、套管和螺杆；所述螺母、所述垫圈和所述套管依次连接且同心设置；所述螺杆穿过所述螺母、所述垫圈和所述套管设置，螺杆底部设有圆台部；所述套管包括靠近所述垫圈设置的直管部和靠近所述圆台部设置的限位部；所述限位部为带有径向切口的圆管；所述限位部外壁设有橡胶涂层。

6.根据权利要求5所述的应用于太阳能赛车的轮包，其特征在于：所述轮槽为“M”形或扇形，以满足轮胎转向需求。

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