CN114425924A - 轮毂结构及车辆 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种轮毂结构及车辆，属于车辆轮毂领域，包括轮毂本体、刚性件和弹性件；刚性件设于轮毂本体中轮盘的外侧，且刚性件与轮盘的外周面间隔设置，刚性件上设有沿内外方向贯通刚性件的通孔；弹性件连接于刚性件和轮盘的外周面之间；弹性件、刚性件和轮盘的外周面之间形成空腔，空腔与通孔配合形成谐振腔结构；刚性件与弹性件配合形成弹性吸振器结构。本发明提供的轮毂结构及车辆通过吸振器结构和谐振腔结构组合使用，能提升能量衰减性能，降低轮胎模态导致路噪的问题，同时，由于轮毂处于激励源处，在激励源头降低激励，避免振动、噪声扩散传递，消声效果较单独使用吸振器的手段有大幅度提升。

Description

轮毂结构及车辆

技术领域

本发明属于车辆轮毂技术领域，更具体地说，是涉及一种轮毂结构及车辆。

背景技术

随着汽车行业的发展，消费者对汽车加成舒适度的要求日益提高，其中，汽车噪声是影响驾乘舒适度的重要因素之一。汽车噪声的主要来源之一为路面激励引起的噪声，轮胎总成在路面噪声中既是激励源又是传递路径。轮胎激励引起的噪声即包括低频鼓噪、中低频路噪和高频花纹噪声，中低频路噪主要是由于轮胎模态导致，主要频率为50-300Hz，在此宽频能量带集中着轮胎胎皮主要模态频率。

现有的降噪手段主要包括：1)胎皮调整，由于模态频率是受质量和刚度限制，且为保证轮胎制动、滚阻、操稳等性能，胎皮需有相应的刚度、阻尼等参数限制，所以轮胎模态频率不可能有大的移动，在保证轮胎整体性能的前提下通过轮胎调整进行降噪的调节空间较小，调整参数主要有匹配胎皮配方、花纹结构、带束层结构、帘布层结构、胎面半径等胎皮结构参数，受到轮胎各项性能的制约，在胎皮结构中寻找所有性能的折中点进行调整的难度很大；2)提升轮毂结构刚度来降低噪声传递的灵敏程度，但是会增加轮毂重量，进而影响整车重量，增加油耗，针对性也不强；3)匹配悬架刚度、阻尼或结构，以降低传递灵敏度，但是悬架匹配需考虑操作稳定性、制动性等性能，调整空间较小，匹配周期长；4)提升车身刚度和质量，进而降低噪声响应程度，但是增加整车重量势必会增加油耗；5)增加吸振器来进行声学抑制，但吸振器多布置于悬架或车身的外部空间，影响整车美观性，且路径较多不易进行控制。

发明内容

本发明的目的在于提供一种轮毂结构，旨在解决现有技术的降噪手段控制难度大的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种轮毂结构，包括：

轮毂本体；

刚性件，设于所述轮毂本体中轮盘的外侧，且所述刚性件与所述轮盘的外周面间隔设置，所述刚性件上设有沿内外方向贯通所述刚性件的通孔；以及

弹性件，连接于所述刚性件和所述轮盘的外周面之间；

所述弹性件、所述刚性件和所述轮盘的外周面之间形成空腔，所述空腔与所述通孔配合形成谐振腔结构；

所述刚性件与所述弹性件配合形成弹性吸振器结构。

作为本申请另一实施例，所述刚性件为与所述轮毂本体同轴设置的弧形板。

作为本申请另一实施例，所述弹性件包括多个呈条状的弹性连接体，多个所述弹性连接体沿所述轮毂本体的轴向间隔设置。

作为本申请另一实施例，所述轮盘的外周面上设有向外延伸的连接凸起，所述弹性件设于所述连接凸起的外端。

作为本申请另一实施例，在所述轮毂本体的径向上，所述弹性件的厚度小于所述连接凸起的厚度。

作为本申请另一实施例，所述弹性件和所述刚性件分别呈环状设于所述轮盘的外周。

作为本申请另一实施例，所述弹性件和所述刚性件分段设于所述轮盘的外周。

作为本申请另一实施例，在所述轮盘的周向上，所述空腔的两端具有开口。

作为本申请另一实施例，所述刚性件上设有多个所述通孔。

本发明提供的轮毂结构的有益效果在于：与现有技术相比，本发明轮毂结构在轮盘的外周设置的弹性件能够起到阻尼作用，刚性件具有一定的质量，弹性件与刚性件配合形成弹性吸振器结构，能够吸收模态共振，空腔与通孔配合形成的谐振腔结构也能够吸收模态共振，吸振器结构和谐振腔结构组合使用，能提升能量衰减性能，降低轮胎模态导致路噪的问题，同时，由于轮毂处于激励源处，在激励源头降低激励，避免振动、噪声扩散传递，消声效果较单独使用吸振器的手段有大幅度提升。

本发明还提供一种车辆，包括上述的轮毂结构。

本发明提供的车辆的有益效果与上述轮毂结构的有益效果相同，在此不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一实施例提供的轮毂结构的剖视结构示意图；

图2为图1的A部放大图；

图3为本发明另一实施例提供的轮毂结构的局部结构立体图，其中轮盘仅显示被截断部分；

图4为本发明另一实施例提供的轮毂结构的主视结构示意图；

图5为图4的后视图；

图6为传统轮毂与本发明轮毂结构的仿真分析结果；

图7为本发明再一实施例提供的刚性件和弹性件在轮毂本体上的分布状态示意图；

图8为本发明又一实施例提供的刚性件和弹性件在轮毂本体上的分布状态示意图。

图中：1、轮毂本体；101、轮盘；102、轮圈；2、刚性件；3、弹性件；301、弹性连接体；4、通孔；5、空腔；6、连接凸起。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，本申请中的术语“内”指的是朝向轮毂本体1轴线的方向，反之则为“外”。

请一并参阅图1至图5，现对本发明提供的轮毂结构进行说明。所述轮毂结构，包括轮毂本体1、刚性件2和弹性件3；刚性件2设于轮毂本体1中轮盘101的外侧，且刚性件2与轮盘101的外周面间隔设置，刚性件2上设有沿内外方向贯通刚性件的通孔4；弹性件3连接于刚性件2和轮盘101的外周面之间；弹性件3、刚性件2和轮盘101的外周面之间形成空腔5，空腔5与通孔4配合形成谐振腔结构；刚性件2与弹性件3配合形成弹性吸振器结构。

本申请中的轮毂本体1包括轮盘101及设于轮盘外周的轮圈102，轮圈102用于与轮胎直接配合。弹性件3、刚性件2和通孔4的形状、尺寸、质量均可根据需求进行模拟调试，进而使得弹性吸振器结构的质量、弹性相加阻尼、刚度可依据需求进行匹配调价，谐振腔结构的谐振频率可依据空腔5大小通孔4的大小及数量进行匹配调校，以降低路噪影响车内多点频率的能量。

与现有技术相比，本发明轮毂结构在轮盘101的外周设置的弹性件3能够起到阻尼作用，刚性件2具有一定的质量，弹性件3与刚性件2配合形成弹性吸振器结构，能够吸收模态共振，空腔5与通孔4配合形成的谐振腔结构也能够吸收模态共振，吸振器结构和谐振腔结构组合使用，能提升能量衰减性能，降低轮胎模态导致路噪的问题，同时，由于轮毂处于激励源处，在激励源头降低激励，避免振动、噪声扩散传递，消声效果较单独使用吸振器的手段有大幅度提升(能提升30％左右)。

另外，弹性件3和刚性件2的设置充分利用胎皮与轮毂结构1之间的空间，易于在轮毂本体1上进行加工设计，不会对轮胎的其它性能造成较大影响，采用本申请的结构设计可有效降低路噪能量，为胎皮其它性能匹配(例如操稳、滚阻、制动等性能匹配)留出更大匹配空间，并能适用于多种车型。

将本发明的轮毂结构进行仿真模拟实验，得到仿真模拟曲线，图6中实线为传统轮毂的仿真模拟曲线，虚线为本发明轮毂结构的仿真模拟曲线，横坐标为频率，纵坐标为能量数值。可以看出，本发明轮毂结构可针对多频率的能量进行削弱。

本申请中的通孔4可以是圆孔、椭圆孔、多边形孔等，在此不对其形状做出限定，能满足谐振的功能需求即可。

作为本发明提供的轮毂结构的一种具体实施方式，刚性件2和弹性件3之间可粘接，可焊接，也可铆接；弹性件3和轮毂本体1之间可粘接，可焊接，也可铆接。

作为本发明提供的轮毂结构的一种具体实施方式，请参阅图1至图5，刚性件2为与轮毂本体1同轴设置的弧形板。弧形板能适应轮盘101的外形，以形成适配于轮毂的户型谐振腔。

作为本发明实施例的一种具体实施方式，请参阅图1至图5，弹性件3包括多个呈条状设置的弹性连接体301，多个弹性连接体301沿轮毂本体1的轴向间隔设置。使用条状的弹性连接体301方便灵活调整弹性件的质量、长度等参数，提高设计的灵活性，同时能保证弹性连接体301和刚性件2之间连接的可靠性。

作为本发明实施例的一种具体实施方式，参阅图1至图5，轮盘101的外周面上设有向外延伸的连接凸起6，弹性件3设于连接凸起6的外端。弹性件3的弹性能和弹性件3的厚度(在轮毂本体1径向上的厚度)有关，为协调弹性件3的弹性和空腔5的大小，采用连接凸起6作为连接弹性件3的延伸部，连接凸起6和轮毂本体1一体成型，通过调节连接凸起6的厚度和弹性件3的厚度，能在满足弹性要求的前提下合理优化空腔5的大小。

具体地，连接凸起6具有多个，且均为条状，弹性连接体301设于连接凸起6的外端。

作为本发明实施例的一种具体实施方式，参阅图1至图5，在轮毂本体1的轴向上，弹性连接体301的宽度和连接凸起6的宽度一致。

作为本发明实施例的一种具体实施方式，请参阅图1至图5，在轮毂本体1的径向上，弹性件3的厚度小于连接凸起6的厚度。这种设置方式是对空腔5大小和弹性件3厚度的平衡，使得弹性吸振能力和谐振能力达到合理平衡。

作为本发明实施例的一种具体实施方式，请参阅图3至图5及图7，弹性件3和刚性件2分别呈环状设于轮盘101的外周。本实施方式中，弹性件3和刚性件2可以为弧形段状构件，首尾对接的方式呈环形设于轮盘101的外周；也可以是弹性件3和刚性件2均为连续的环状构件，或者弹性件3和刚性件2中的其中一种为弧形段状构件。本实施方式对弹性件3和刚性件2是否为连续构件不做特别限制，能满足降噪的功能需求即可。

作为本发明实施例的一种具体实施方式，请参阅图8，根据不同车型的降噪需求，弹性件3和刚性件2还可分段设于轮盘101的外周。

作为本发明实施例的一种具体实施方式，请参阅图3至图5，为了方便制造、组装，同时提升使用稳定性，轮盘101的周向上，空腔5的两端具有开口。

作为本发明实施例的一种具体实施方式，请参阅图3及图4，刚性件2上设有多个通孔4。通孔4作为谐振腔结构的开口，其数量根据实际性能需求进行设置。

作为本发明实施例的一种具体实施方式，弹性件3为弹性橡胶构件。

作为本发明实施例的一种具体实施方式，刚性件2为金属构件，更具体的，其为钢构件。

需要说明的是，本发明的轮毂结构，在设计时需要遵循如下流程：

1)依据车型选定轮胎进行分析测试，确定轮胎频率，依据轮胎模态分布情况，对弹性件3和刚性件2形成的吸振器结构进行质量、刚度、阻尼分析调整，匹配出针对轮胎模态频率吸振器结构；

2)依据轮胎模态分布对弹性件3、刚性件2、空腔5和通孔4形成的谐振腔结构进行匹配，在吸振器结构基础上主要调整通孔4的数量、分布及大小，匹配适合的谐振腔结构；

3)通过上述分析制造出弹性件3和刚性件2，并将其安装于轮毂本体1上。

本发明还提供一种车辆。所述车辆包括上述的轮毂结构。

本发明提供的车辆的有益效果与上述轮毂结构的有益效果相同，在此不再赘述。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.轮毂结构，其特征在于，包括：

轮毂本体；

刚性件，设于所述轮毂本体中轮盘的外侧，且所述刚性件与所述轮盘的外周面间隔设置，所述刚性件上设有沿内外方向贯通所述刚性件的通孔；以及

弹性件，连接于所述刚性件和所述轮盘的外周面之间；

所述弹性件、所述刚性件和所述轮盘的外周面之间形成空腔，所述空腔与所述通孔配合形成谐振腔结构；

所述刚性件与所述弹性件配合形成弹性吸振器结构。

2.如权利要求1所述的轮毂结构，其特征在于，所述刚性件为与所述轮毂本体同轴设置的弧形板。

3.如权利要求1所述的轮毂结构，其特征在于，所述弹性件包括多个呈条状的弹性连接体，多个所述弹性连接体沿所述轮毂本体的轴向间隔设置。

4.如权利要求1所述的轮毂结构，其特征在于，所述轮盘的外周面上设有向外延伸的连接凸起，所述弹性件设于所述连接凸起的外端。

5.如权利要求4所述的轮毂结构，其特征在于，在所述轮毂本体的径向上，所述弹性件的厚度小于所述连接凸起的厚度。

6.如权利要求1所述的轮毂结构，其特征在于，所述弹性件和所述刚性件分别呈环状设于所述轮盘的外周。

7.如权利要求1所述的轮毂结构，其特征在于，所述弹性件和所述刚性件分段设于所述轮盘的外周。

8.如权利要求7所述的轮毂结构，其特征在于，在所述轮盘的周向上，所述空腔的两端具有开口。

9.如权利要求1所述的轮毂结构，其特征在于，所述刚性件上设有多个所述通孔。

10.车辆，其特征在于，包括如权利要求1-9中任意一项所述的轮毂结构。

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