CN116802062A - 用于车辆的车轮及包括所述车轮的系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于一车辆(44)的车轮(10)，所述车轮(10)可绕一旋转轴线(12)旋转并且包括：一座空间(14)，用于一制动盘(30)，所述制动盘(30)在所述旋转轴线(12)周围延伸；一轮辋(16)，具有一辋井(18)，所述轮辋(16)在所述座空间(14)及所述旋转轴线(12)周围延伸，其中所述辋井(18)从所述轮辋(16)朝向所述旋转轴线(12)突出；及至少一个轮辐(20)，被连接到所述轮辋(16)，所述至少一个轮辐(20)被布置在所述车轮(10)的一外侧(22)并且至少部分径向延伸到所述旋转轴线(12)；其中沿着所述旋转轴线(12)，所述座空间(14)被布置成比所述辋井(18)更接近所述外侧(22)。本发明改善所述车轮(10)附近空气流动，以减少所述车辆(44)上的气动阻力及升力。

Description

用于车辆的车轮及包括所述车轮的系统

技术领域

本发明涉及一种用于一车辆的车轮及包括所述车轮的系统。

背景技术

用于汽车的车轮包括一轮辋(wheel rim)，所述轮辋具有用于支撑一轮胎(tire)的一外径向表面。所述车轮被附接到制动器，以降低所述车轮的旋转速度并制动所述汽车。传统的轮辋围住一制动器(brake)。所述制动器通过将所述汽车的动能转化为热能以降低所述车轮的速度。这种转换加热所述制动器。因此，所述制动器需要冷却。所述制动器的所述冷却系统使用空气来吸收热能。空气沿着及/或通过在所述制动器上及/或内的通道被引导。所述车轮的一轮毂将空气从所述汽车底部导向所述制动器。所述空气被用于冷却制动盘。在所述空气从所述制动器吸收热能后，所述空气离开在所述制动器中的通道。所述离开的空气被导向所述轮辋，使得所述空气撞击所述轮辋。所述轮辋将来自所述制动器的热空气重新引导到所述汽车的底部。这样的一种气流会在所述汽车上诱导气动阻力及升力。

DE 43 42 138 A1描述一种用于汽车的一轮辋。所述轮辋包括一风扇，用于提供从所述车轮的外侧朝向一制动盘的一气流，所述制动盘被所述车轮围住。所述气流流过所述制动盘中的通道，用于冷却所述制动盘。离开所述通道后，所述轮辋引导所述空气流到所述汽车下方。

发明内容

需要改善所述车轮附近的空气流动，以进一步减少在所述汽车上的气动阻力及升力。

权利要求1、7及11描述本发明的诸多特征。权利要求2至6及8至10描述本发明的诸多示例性实施例。

根据本发明的一第一方面，提供一种用于一车辆的车轮，所述车轮能够绕一旋转轴线旋转并且包括：一座空间，用于一制动盘，所述制动盘在所述旋转轴线周围延伸；及一轮辋，具有一辋井，所述轮辋在所述座空间及所述旋转轴线周围延伸，其中所述辋井从所述轮辋向所述旋转轴线突出；及至少一个轮辐被连接到所述轮辋，所述至少一个轮辐被布置在所述车轮的一外侧并且至少部分径向延伸到所述旋转轴线；其中沿着所述旋转轴线，所述座空间被布置成比所述辋井更接近所述外侧。

本发明提供一种车轮，所述车轮将来自一制动盘的所述座空间的空气导向所述车轮的所述外侧。当所述车轮被安装在所述汽车上时，所述车轮的外侧背向所述汽车。所述车轮包括一轮辋，所述轮辋具有一辋井，所述辋井在一旋转轴线周围延伸。所述车轮可绕所述旋转轴线旋转。所述辋井还从所述轮辋沿着径向朝向所述旋转轴线突出。此外，所述轮辋在一制动盘的座空间周围延伸。当所述车轮安装在一汽车上时，所述座空间可以容纳一制动盘。所述座空间沿着所述旋转轴线位于所述辋井与所述车轮的外侧之间。被安装在所述座空间中的一制动盘会将空气吹向所述轮辋。来自所述座空间的空气在所述辋井与所述车轮的外侧之间撞击所述轮辋。然后空气沿着所述轮辋流动。由于所述辋井朝向所述旋转轴线突出，因此所述辋井成为空气从所述车轮的外侧流出的一障碍物。因此，所述辋井使空气偏向并将空气重新导向所述外侧。因此，大部分撞击所述轮辋的空气流向所述外侧。所述气流通过减少所述车轮附近及所述车辆处的轮罩中的湍流来减少所述车轮附近的气动阻力。此外，所述气流会导致所述汽车的底部处的压力降低，从而抵消提升力道。此外，避免被所述制动盘加热的空气在所述轮罩中再循环并返回所述制动盘。这改善所述制动盘的冷却效果。因此，本发明改善所述车轮附近的空气流动，减少所述汽车上的气动阻力及升力。

在一个示例中，所述轮辋可以包括在所述辋井与外侧之间的一气导部，其中所述气导部可以被配置成引导空气朝向外侧。

所述气导部可以增加及最佳化从所述辋井朝向外侧的气流。因此，在所述汽车上的气动阻力及升力进一步减小。

在另一示例中，所述气导部可以是锥形的，其中沿着所述旋转轴线，所述气导部可以包括朝向外侧增加的一直径。

来自所述座空间的空气然后可以撞击所述锥形的气导部上的所述轮辋。由于所述锥形的形状，在从所述辋井到所述外侧的方向上，所述气导部与所述径向具有大于90°的角度。因此，来自所述座空间撞击所述锥形气导部的空气可能偏向所述外侧。这进一步增加空气流动朝向外侧，并进一步减少在所述汽车上的气动阻力及升力。

根据一示例性实施例，如果所述车轮以绕所述旋转轴线的一预定旋转方向转动，则所述至少一个轮辐可以被配置成加速空气，所述空气从所述辋井朝向所述外侧流动。

这可以进一步增加朝向所述外侧的气流。所述被增加的气流导致从所述汽车的底部吸入空气的增加。因此，进一步减小气动阻力。

此外，在一个示例中，所述至少一个轮辐可以包括一叶部，所述叶部在所述外侧与所述辋井之间延伸，其中若所述车轮以绕所述旋转轴线的所述预定旋转方向旋转，所述叶部可以被配置成朝向所述外侧加速空气。

这能够以一简单方式增加朝向所述外侧的气流。

在另一示例中，沿着所述旋转轴线，至少一个轮辐可以具有不对称的形状。

由于所述不对称的形状，所述轮辐可以将通过所述外侧流出的空气重新导向远离所述轴向。此外，所述不对称的形状可以进一步加速通过所述外侧的气流。

根据本发明的另一方面，提供一种系统，所述系统包括一制动盘、一轮毂及根据如上描述的一车轮，所述轮毂可连接到一车辆，其中所述制动盘被布置在所述座空间中，其中所述制动盘及所述车轮被附接到所述轮毂上。

根据本发明的系统的效果及进一步的实施例类似于根据如上描述的所述车轮的效果及实施例。因此，所述车轮的描述被参考。

根据一示例，所述制动盘可以包括至少一个冷却空气通道，所述冷却空气通道至少部分径向延伸到所述旋转轴线，其中所述冷却空气通道可以被配置成将空气朝向所述轮辋推出。

在另一示例中，所述冷却空气通道包括一出气开口，所述出气开口在所述辋井与所述外侧之间面向所述轮辋。

朝向所述轮辋喷出的空气可能会撞击所述辋井与所述外侧之间的所述轮辋。由于所述辋井朝向所述旋转轴线突出，大部分空气可流向外侧。

此外，在另一示例中，所述轮毂包括一引导通道，所述引导通道被配置成引导空气从所述车轮的一内侧朝向所述制动盘，所述内侧与所述外侧相对。

在另一方面，提供一种车辆，所述车辆包括根据如上描述的一车轮及/或根据如上描述的一系统，其中所述车轮及/或所述系统以一可旋转的方式被安装在所述车辆。

根据本发明的所述车辆的效果及进一步的实施例分别类似于根据如上描述的所述车轮及/或所述系统的效果及实施例。因此，所述车轮及/或所述系统的如上描述分别被参考。

结果是一气流从所述车辆的底部流过所述车轮，而在所述车轮附近没有很多湍流。由于湍流量的减少，气动阻力因气流而得到改善。此外，离开所述车辆的底部的气流会导致所述车辆与地面之间的一压力降低。这减少由所述车辆的移动引起的提升力道。

附图说明

示例性实施例的以下描述、权利要求的措辞及附图提供本发明的进一步的特征、细节及优点。附图显示：

图1是一车辆来自一底视的一示意图；

图2是一车轮的一示意性径向横截面；

图3是具备一车轮的一系统的一示意性径向横截面；

图4是根据图3的A-A线的一系统的一示意性横截面。

具体实施方式

图1从下方显示一车辆44。此示例的所述车辆44是具有四个车轮10的一汽车。所述些车轮10被布置在所述车辆44的多个轮罩(wheel houses)41中。

每个车轮10可绕所述旋转轴线12旋转，并且包括背离所述汽车的一外侧22及面向所述汽车的一内侧44。每个车轮10被附接到一制动盘(brake disk)30。所述制动盘30被布置在所述车轮10与汽车44之间，即，所述制动盘30被布置在所述车轮10的内侧40上。

在所述车辆44的移动期间，由诸多箭头54表示的空气从所述车辆44的鼻部(nose)43流动在所述车辆44下方。所述空气进一步沿着所述车辆44的下侧流动并且在所述车辆44的尾部(tail)45离开所述车辆44。

在所述些轮罩41附近，由多个箭头56表示的一部分空气朝向所述车轮10流向所述轮罩41。

图2显示所述车轮10沿着与所述旋转轴线12呈径向的一方向的一详细示意性横截面。

所述车轮10可以包括一轮辋(wheel rim)16、一轮胎(tire)60及至少一个轮辐(spoke)20。所述轮胎60被安装在所述轮辋16的一径向朝外的侧。

所述轮辋16包括一辋井(rim well)18，所述辋井18沿着径向朝向所述旋转轴线12突出。此外，所述轮辋16在所述旋转轴线12周围延伸并且围住用于一制动盘(brake disk)30的一座空间(seating space)14。当所述车轮10被安装在一车辆44上时，所述座空间14被配置成容纳一制动盘30。

沿着平行于所述旋转轴线12的一方向，所述座空间14比所述辋井18更接近所述外侧22。所述辋井18被布置比所述座空间14更接近所述内侧40。因此，所述辋井18被布置在所述车轮10的内侧。

所述轮辋16还包括一气导部(air guide portion)24，所述气导部24在所述辋井18与所述外侧22之间延伸。所述气导部24被配置成引导来自所述座空间14的空气朝向所述外侧22。此外，所述气导部24呈一锥形，其中所述轮辋16在所述气导部24处的一直径从所述辋井18朝向所述外侧22增加。

所述至少一个轮辐20被布置在所述车轮10的所述外侧22上。所述轮辐20从所述轮辋16朝向所述旋转轴线12延伸。此外，所述轮辐20包括一附接部(attachment portion)62，所述附接部62接近所述旋转轴线12。所述附接部62被配置成附接到一车辆44。例如，所述附接部62可包括至少一个开口，用于插入一附接装置(attachment means)，像是一螺钉、一螺栓或一铆钉。

所述轮辐22还可包括一叶部(blade portion)28，所述叶部28沿着所述气导部24的至少一部分平行于所述旋转轴线延伸。所述叶部28可以将所述至少一个轮辐22附接到所述轮辋16。

图3显示一系统42的一示意性横截面，所述系统42包括所述车轮10、一制动盘30及一轮毂(hub)32。所述车轮10及所述制动盘30被附接到所述轮毂32。

所述轮毂32可以被附接到所述车辆44。此外，所述轮毂32包括至少一个引导通道38，所述引导通道38被配置成引导空气从所述车辆44的下侧朝向所述制动盘30。箭头46表示来自所述车辆44的下侧并且被所述引导通道38接收及引导的空气。

所述制动盘30被布置在所述车轮10的所述座空间14中并且包括至少一个冷却空气通道34。在此示例中，所述制动盘30包括多个冷却空气通道34。所述冷却空气通道34可以在一入气开口(inlet opening)35与一出气开口(outlet opening)36之间延伸于所述制动盘30内部或其面向所述轮毂32的一表面上。所述入气开口35从所述引导通道38接收由箭头47表示的所述被引导的空气。箭头48表示流过冷却所述制动盘30的所述冷却空气通道34的空气。

当所述制动盘30旋转时，在所述冷却空气通道34中的空气被离心力加速朝向所述出气开口36。在所述冷却空气通道34中冷却所述制动盘30的空气通过所述出气开口36离开所述冷却空气通道34。所述出气开口36被布置以使得从所述出气开口36流出的空气在所述辋井18与所述外侧22之间的所述气导部24处撞击所述轮辋16。撞击所述气导部24的空气由箭头49表示。在所述示例中，空气具有与所述旋转轴线12呈径向的一流动分量。

当空气撞击所述气导部24时偏向所述外侧22。所述箭头52表示空气流动。所述气导部24的所述锥形的形状支持所述偏向，因为在朝向外侧22的方向上，所述锥形的形状与所述径向具有大于90°的一角度64。所述角度64可以在90°到100°之间的范围内。特别地，所述角度64可以是95°。

此外，朝向所述旋转轴线12突出的所述辋井18还致使来自所述座空间14的空气49朝向所述外侧22流动。所述辋井18是空气流向所述内侧40的一障碍物。因此，所述辋井18将撞击所述气导部24的空气朝向所述外侧22偏向，所述气导部24接近所述辋井18。

沿着所述气导部24流动的被偏向的空气引起对被布置在所述车轮10的所述内侧40处的空气的抽吸。空气因而朝向所述外侧22被抽吸。箭头50表示空气。因此，来自所述车辆44的下侧的额外空气经从所述内侧40、所述车轮10流向所述外侧22。

沿着所述气导部24延伸的所述叶部28被配置成使得沿着所述气导部24流动的空气朝向所述外侧22加速。这在图4中被详细示出，图4是沿着图3中的A-A线在朝向所述旋转轴线12的一视图中的一横截面。

图4以箭头66表示所述车轮10的较佳旋转方向。箭头66表示的是，当所述车轮10绕所述旋转轴线12旋转时，所述辋井18及所述轮辋16的被显示部分沿着箭头66的方向移动。当将所述车轮10安装在一车辆44上使得在所述车辆44向前运动方向，所述车轮10沿着较佳旋转方向旋转，所述较佳旋转方向为预定旋转方向。

根据图4，所述叶部28包括一不对称的形状。在所述外侧22，所述叶部28的一部分远离所述预定旋转方向弯曲。因此，沿着所述气导部24流动的空气52偏向远离所述旋转方向。这产生一吸力，所述吸力使得沿着所述气导部24流动的空气朝向所述外侧22加速。

在至少一个轮辐20的一替代示例性实施例中，所述叶部28包括一对称的形状。在所述示例性实施例中，所述叶部28还可以加速沿着所述气导部24流动的空气。所述加速效果比所述非对称的叶部28的示例中还弱。然而，所述加速效果发生在两个旋转方向上。因此，所述对称的叶部28的加速效果与所述车轮10的旋转方向无关。

总而言之，空气从所述内侧40通过所述车轮10流向所述外侧22。在通过所述车轮10的一第一路径中，空气可以流过所述轮毂32及所述制动盘30。在另一路径中，空气从所述轮毂32周围的所述内侧40沿着所述轮辋16朝向所述外侧22流动。

这致使一气流从所述车辆44的下侧通过所述车轮10，而在所述车轮10附近没有很多湍流。由于湍流量的减少，气动阻力因气流而得到改善。此外，离开所述车辆44的下侧的气流导致所述车辆44与地面之间的压力降低。这减小由所述车辆44的运动引起的升力。

本发明不限于所描述的诸多实施例中的一个，而是能够以多种方式进行修改。由权利要求书、说明书及附图产生的所有特征及优点，包括结构细节、空间布置及程序步骤，对于本发明而言可能是本质上的，无论是单独地还是以各种组合。

参考符号列表

10：车轮；12：旋转轴线；14：座空间；16：轮辋；18：辋井；20：轮辐；22：外侧；24：气导部；26：直径；28：叶部；30：制动盘；32：轮毂；34：冷却空气通道；35：入气开口；36：出气开口；38：引导通道；40：内侧；41：轮罩；42：系统；43：鼻部；44：车辆；45：尾部；46：气流；47：气流；48：气流；50：气流；52：气流；54：气流；56：气流；58：气流；60：轮胎；62：附接部；64：角度；66：旋转方向。

Claims (11)

1.一种用于一车辆(44)的车轮，其特征在于：所述车轮(10)可绕一旋转轴线(12)旋转并且包括：

一座空间(14)，用于一制动盘(30)，所述制动盘(30)在所述旋转轴线(12)周围延伸；

一轮辋(16)，具有一辋井(18)，所述轮辋(16)在所述座空间(14)及所述旋转轴线(12)周围延伸，其中所述辋井(18)从所述轮辋(16)朝向所述旋转轴线(12)突出；及

至少一轮辐(20)，被连接到所述轮辋(16)，所述至少一个轮辐(20)被布置在所述车轮(10)的一外侧(22)并且至少部分径向延伸到所述旋转轴线(12)；

其中沿着所述旋转轴线(12)，所述座空间(14)被布置成比所述辋井(18)更接近所述外侧(22)。

2.根据权利要求1所述的车轮，其特征在于：所述轮辋(16)包括一气导部(24)，所述气导部(24)位于所述辋井(18)与所述外侧(22)之间，其中所述气导部(24)被配置成引导空气朝向所述外侧(22)。

3.根据权利要求2所述的车轮，其特征在于：所述气导部(24)是锥形的，其中沿着所述旋转轴线(12)，所述气导部(24)包括朝向所述外侧(22)增加的一直径(26)。

4.根据权利要求1至3中的一项所述的车轮，其特征在于：所述至少一个轮辐(20)被配置成若所述车轮(10)以绕所述旋转轴线(12)的一预定旋转方向旋转，则加速从所述辋井(18)流向所述外侧(22)的空气。

5.根据权利要求4所述的车轮，其特征在于：所述至少一个轮辐(20)包括一叶部(28)，所述叶部(28)在所述外侧(22)与所述辋井(18)之间延伸，其中所述叶部(28)被配置成若所述车轮(10)以绕所述旋转轴线(12)的一预定旋转方向旋转则加速空气朝向所述外侧(22)。

6.根据权利要求4或5所述的车轮，其特征在于：沿着所述旋转轴线(12)，所述至少一个轮辐(20)具有一不对称的形状。

7.一种系统，其特征在于：包括一制动盘(30)、一轮毂(32)及根据权利要求1至6中的一项所述的一车轮(10)，所述轮毂(32)可连接到一车辆(44)，其中所述制动盘(30)被布置在所述座空间(14)中，其中所述制动盘(30)及所述车轮(10)被附接到所述轮毂(32)。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于：所述制动盘(30)包括至少一个冷却空气通道(34)，所述冷却空气通道(34)至少部分径向延伸到所述旋转轴线(12)，所述冷却空气通道(34)被配置成将空气朝向所述轮辋(16)推出。

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于：所述冷却空气通道(34)包括一出气开口(36)，所述出气开口(36)在所述辋井(18)与所述外侧(22)之间面向所述轮辋(16)。

10.根据权利要求7至9所述的系统，其特征在于：所述轮毂(32)包括一引导通道(38)，所述引导通道(38)被配置成引导空气从所述车轮(10)的一内侧(40)朝向所述制动盘(30)，所述内侧(40)与所述外侧(22)相对。

11.一种车辆，其特征在于：包括根据权利要求1至6中的一项所述的一车轮(10)及/或根据权利要求7至10中的一项所述的一系统(42)，其中所述车轮(10)及/或所述系统(42)以一可旋转的方式被安装在所述车辆(44)。