CN220904585U - 轮胎及车辆 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种轮胎及车辆，轮胎包括轮辋及与轮辋同轴设置的胎面，支撑体组件设于轮辋以及胎面之间，涡流发生组件设于支撑体组件的侧面，涡流发生组件包括外周叶片、挡片以及内周叶片，外周叶片以及内周叶片均沿径向延伸。本公开提供的轮胎，轮胎随车辆行驶时设于轮胎上的涡流发生组件受到气流冲击生成涡流，涡流发生组件还随轮胎旋转以使轮胎上的涡流发生组件与气流的相对速度显著提高，产生更强的涡流。内周叶片以及外周叶片通过高速旋转拍打气流产生强烈的旋转涡流，气流流经挡片时挡片后方会生成两股相向旋转方向的涡流，涡流发生组件能够有效的降低车辆行驶风阻，降低能源消耗的同时增加了续航里程。

Description

轮胎及车辆

技术领域

本公开涉及车辆技术领域，尤其涉及一种轮胎及车辆。

背景技术

车辆行驶时速大于80km/h时，风阻占乘用车行驶阻力的一半以上，其中车轮及轮腔风阻大约占整车风阻的25％～30％。汽车风阻系数每降低10counts，燃油车油耗降低约0.07L每百公里，电动汽车续航里程提高约6km每百公里。

车辆行驶时车辆风阻性能差会增加能源消耗且导致续航里程缩短，因此如何降低车辆行驶时风阻成为车辆领域技术人员亟待解决的技术问题之一。

发明内容

为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本公开提供了一种轮胎及车辆。

第一方面，本申请实施例提供一种轮胎，轮胎包括：

胎面，与轮辋同轴设置；

支撑体组件，设于所述轮辋以及所述胎面之间，所述轮辋的外周面和所述胎面的内表面之间设有所述支撑体组件，所述支撑体组件在径向具有相对的内端以及外端；

涡流发生组件，设于所述支撑体组件的侧面，所述涡流发生组件包括外周叶片、挡片以及内周叶片中的至少一者，所述外周叶片靠近所述外端设置，所述内周叶片靠近所述内端设置，所述外周叶片以及所述内周叶片均沿所述径向延伸设置。

可选的，所述支撑体组件包括沿径向由内到外依次设置的第一缓冲层、支撑体以及第二缓冲层；

所述第一缓冲层连接于所述外周面以及所述内端之间，所述第二缓冲层连接于所述外端以及所述内表面之间。

可选的，所述外周叶片部分连接于所述第二缓冲层；

所述内周叶片部分连接于所述第一缓冲层。

可选的，所述挡片连接于所述第二缓冲层，所述挡片沿第一方向延伸设置，所述第一方向与所述径向以及所述轮辋的轴向均垂直设置。

可选的，所述支撑体包括多个沿径向延伸的支撑单体，多个所述支撑单体沿周向间隔分布，所述外周叶片以及所述内周叶片中的至少一者设于一个所述支撑单体。

可选的，所述外周叶片以及所述内周叶片沿周向交替分布。

可选的，所述挡片在径向具有相对的内侧面以及外侧面；

所述外周叶片在径向具有相对的内端面以及外端面；

沿径向所述外侧面不位于所述外端面以外。

可选的，所述支撑体、所述第一缓冲层以及所述第二缓冲层呈一体成型结构体。

可选的，所述支撑体、所述第一缓冲层、所述第二缓冲层以及所述涡流发生组件呈一体成型结构体。

第二方面，本申请实施例提供了一种车辆，车辆包括本申请第一方面的实施例提供的轮胎以及底盘，所述轮胎包括所述涡流发生组件，所述涡流发生组件设于所述轮胎靠近所述底盘中心的侧面。

本公开实施例提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：

本公开实施例提供的轮胎及车辆，轮胎随车辆行驶时设于轮胎上的涡流发生组件受到气流冲击生成涡流，涡流发生组件还随轮胎旋转以使轮胎上的涡流发生组件与气流的相对速度显著提高，产生更强的涡流。涡流发生组件包括内周叶片以及外周叶片，支撑体组件在径向具有相对的内端以及外端，外周叶片靠近支撑体的外端设置，内周叶片靠近支撑体的内端设置，内周叶片以及外周叶片通过高速旋转拍打气流产生强烈的旋转涡流，气流流经挡片时挡片后方会生成两股相向旋转方向的涡流，涡流在流经车身表面时会促进车身表面边界层的动量交换，延迟并改善车身周围气流的流动分离，进而改善车身所受的压差阻力，涡流发生组件能够有效的降低车辆行驶风阻，降低能源消耗的同时增加了续航里程。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。

为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，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，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本公开实施例所述的轮胎的结构示意图；

图2为图1中A处的结构放大图；

图3为图1中的B-B向剖视图；

图4为本公开实施例所述的轮胎的立体结构示意图；

图5为本公开实施例所述的车辆的结构示意图。

其中，1、轮辋；2、胎面；21、胎面侧壁；

3、支撑体组件；31、第一缓冲层；

32、支撑体；321、支撑单体；33、第二缓冲层；

4、涡流发生组件；41、外周叶片；42、挡片；43、内周叶片；

100、轮胎内侧。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本公开的上述目的、特征和优点，下面将对本公开的方案进行进一步描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本公开，但本公开还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施；显然，说明书中的实施例只是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。

车辆行驶时速大于80km/h时，风阻占乘用车行驶阻力的一半以上，其中车轮及轮腔风阻大约占整车风阻的25％～30％。汽车风阻系数每降低10counts，燃油车油耗降低约0.07L每百公里，电动汽车续航里程提高约6km每百公里。

涡流发生器是一种被动流动控制气动减阻附件，涡流发生器的叶片形状为薄板、翼型或楔形等类似的形式。涡流发生器产生的涡流可以促进下游边界层与主流的动量交换，延缓下游流动分离，从而降低流动分离导致的压差阻力。相关技术中通过在车身上布置涡流发生器，布置在车身上的涡流发生器受到前方气流冲击，在涡流发生器下游生成涡流。

涡流发生器生成的涡流强度与相对气流速度相关，相对气流速度越快则生成越强的涡流。车身上的涡流发生器相对前方气流仅具有水平运动，涡流发生器与气流的相对速度即为行驶速度，涡流强度受到行驶速度的限制难以进一步提升。于是，发明人将类似于涡流发生器的涡流发生组件设于轮胎上，利用涡流发生器的减阻原理，在非充气轮胎结构上设计涡流发生组件。行驶中的车轮不仅发生水平运动还具有旋转运动，相比车身上的涡流发生器，车轮上的涡流发生组件与前方气流的相对速度显著提高，可以产生强烈的旋转涡流。

充气轮胎胎面在宽度方向上具有较大的曲率，非充气轮胎的胎面宽度方向上的曲率远小于充气轮胎，因此非充气轮胎相比充气轮胎在气动外形方面上具有风阻性能劣势，导致搭载非充气轮胎的车辆风阻性能较差，即油耗或电耗增加、续航里程缩短。

基于此，本公开实施例提供一种轮胎，布置在轮胎上的涡流发生组件所产生的涡流主要影响轮胎下游的底盘周围的气流和车身尾部周围的气流，可以延缓车身尾部气流的流动分离并降低车身压差阻力，因此对于车辆具有减阻效果。

下面通过具体的实施例对该轮胎进行详细说明：

图1为本公开实施例所述的轮胎的结构示意图；图2为图1中A处的结构放大图；图3为图1中的B-B向剖视图；图4为本公开实施例所述的轮胎的立体结构示意图；图5为本公开实施例所述的车辆的结构示意图。

参照图1至图5所示，本实施例提供一种轮胎，包括轮辋1、与轮辋1同轴设置的胎面2、设于轮辋1以及胎面2之间的支撑体组件3以及设于支撑体组件3侧面的涡流发生组件4。

支撑体组件3设于所述轮辋1以及所述胎面2之间，所述轮辋1的外周面和所述胎面2的内表面之间设有所述支撑体组件3，所述支撑体组件3在径向具有相对的内端以及外端。涡流发生组件4包括外周叶片41、挡片42以及内周叶片43中的至少一者，所述外周叶片41靠近所述外端设置，所述内周叶片43靠近所述内端设置，外周叶片41以及内周叶片43均沿径向延伸设置。

涡流发生组件4包括外周叶片41、挡片42以及内周叶片43中的至少一者。示例性的，涡流发生组件4包括外周叶片41以及挡片42。或者涡流发生组件4包括外周叶片41、挡片42以及内周叶片43。再者，涡流发生组件4包括外周叶片41以及内周叶片43。

本实施例提供的轮胎在使用时，轮胎随车辆行驶时设于轮胎上的涡流发生组件4受到气流冲击生成涡流，涡流发生组件4还随轮胎旋转以使轮胎上的涡流发生组件4与气流的相对速度显著提高，产生更强的涡流。涡流发生组件4包括内周叶片43以及外周叶片41，外周叶片41靠近支撑体组件3的外端设置，内周叶片43靠近支撑体组件3的内端设置，内周叶片43以及外周叶片41通过高速旋转拍打气流产生强烈的旋转涡流，气流流经挡片42时挡片42后方会生成两股相向旋转方向的涡流，涡流在流经车身表面时会促进车身表面边界层的动量交换，延迟并改善车身周围气流的流动分离，进而改善车身所受的压差阻力，涡流发生组件能够有效的降低车辆行驶风阻，降低能源消耗的同时增加了续航里程。

充气轮胎利用轮胎气压承载车辆的载荷，具有良好的乘坐舒适性。但是当充气轮胎被扎破时容易发生漏气，使轮胎承载能力减弱，并会导致轮胎胎面2磨损加剧或不规则磨损，在高温天气、充气压力过大、长时间连续行驶或遭受冲击时还易发生爆胎，影响车辆行驶安全。而非充气轮胎则没有上述漏气、爆胎风险，且免维护。非充气轮胎的支撑体32结构，需要在保证工艺简便的同时，保证良好的承载性能、操控稳定性和制动驱动性能。

在一些实施例中，支撑体组件3包括沿径向由内到外依次设置的第一缓冲层31、支撑体32以及第二缓冲层33。第一缓冲层31连接于外周面以及内端之间，第二缓冲层33连接于外端以及内表面之间。支撑体32可以为一体式结构体带有镂空结构的环形支撑体32，当然支撑体32亦可以为多个沿径向延伸的支撑单体321。胎面2通过第二缓冲层33与支撑体32连接，轮辋1通过第一缓冲层31与支撑体32连接，支撑体32为具有良好的承载性能的结构体。

第一缓冲层31和第二缓冲层33的材料包括但不限于聚氨酯、橡胶等高分子弹性体。胎面2包括橡胶、多层钢丝带束/玻璃纤维带束/玻纤纤维增强树脂带束/碳纤维带束/碳纤维增强树脂带束/涤纶/人造丝/芳纶等。

示例性的，第一缓冲层31与轮辋1粘接连接，第二缓冲层33与胎面2粘接连接。

在一些实施例中，外周叶片41部分连接于第二缓冲层33，内周叶片43部分连接于第一缓冲层31，外周叶片41剩余部分连接于支撑体32，内周叶片43剩余部分连接于支撑体32。即外周叶片41以及内周叶片43均位于支撑体32两端的根部。支撑体32为轮胎的承载部件，随着轮胎旋转而发生周期性拉伸以及压缩变形。外周叶片41以及内周叶片43均设于支撑体32两端的根部，以避免外周叶片41以及内周叶片43随支撑体32发生较大变形而影响减阻效果。

在一些实施例中，挡片42连接于第二缓冲层33，挡片42沿第一方向延伸设置，第一方向与径向以及所述轮辋1的轴向均垂直设置。即第一方向、径向以及轴向两两互相垂直。

在一些实施例中，支撑体32包括多个沿径向延伸的支撑单体321，多个支撑单体321沿周向间隔分布，外周叶片41以及内周叶片43中的至少一者设于一个支撑单体321。示例性的，支撑单体321可为在径向沿弧形轨迹延伸的具有厚度的板体。示例性的，支撑体32由沿周向分布的若干辐板组成。

为了降低涡流发生组件4导致的气动力波动及气动噪声，在一些实施例中，外周叶片41以及内周叶片43沿周向交替分布。

在一些实施例中，挡片42在径向具有相对的内侧面以及外侧面，外周叶片41在径向具有相对的内端面以及外端面，沿径向外侧面不位于外端面以外。车辆行驶时，挡片42随轮胎旋转，当挡片42相对于地面处于水平状态或者接近水平状态时，挡片42处基本不具有生成涡流的作用，为了尽量降低该状态下的挡片42的风阻，沿径向外周叶片41的外端面位于挡片42外侧面的外围，以使外周叶片41阻挡挡片42前方的气流而起到遮挡作用，从而降低挡片42的风阻。

为了降低涡流发生组件的气动旋转噪声，在一些实施例中，外周叶片41的数目是内周叶片43数目的两倍及以上。

外周叶片41以及内周叶片43通过高速旋转拍打气流产生涡流。外周叶片41以及内周叶片43生成的涡流强度主要由叶片弦长和间距H决定，间距H为涡流发生组件4凸出于胎面侧壁21的高度。间距H主要影响涡流发生组件4自身的风阻大小和其生成的涡流强度，为了平衡涡流减阻效果以及涡流发生组件4自身的风阻，当胎面2宽度为W，间距H需要满足0.05≤H/W≤0.25。具体的，涡流发生组件(外周叶片41、内周叶片43、挡片42)与胎面侧壁21的最小间距为H。

在一些实施例中，支撑体32、第一缓冲层31以及第二缓冲层33呈一体成型结构体。

在一些实施例中，支撑体32、第一缓冲层31、第二缓冲层33以及涡流发生组件4呈一体成型结构体。

一体成型结构体可通过浇筑、注塑或者嵌入式成型。嵌入式成型，即先通过注塑工艺制成涡流发生组件4，然后将涡流发生组件4预先固定于用于制作支撑体32、第一缓冲层31以及第二缓冲层33的模具中，最后采用浇筑或注塑工艺成型。一体成型结构体制作效率高，连接稳定且强度高。

涡流发生组件4与支撑体组件3一体化成型有利于提升产品制造效率，并且有效避免了粘接失效、卡扣失效等结构紧固失效形式。

本公开实施例还提供一种车辆，包括底盘以及上述轮胎，涡流发生组件4设于所述轮胎靠近所述底盘中心的侧面。汽车底盘气流对涡流发生组件4产生的涡流较为敏感，因此外周叶片41、内周叶片43和挡片42布置在轮胎内侧100。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本公开的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本公开。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本公开的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本公开将不会被限制于本文所述的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种轮胎，包括轮辋，其特征在于，所述轮胎还包括：

胎面(2)，与所述轮辋(1)同轴设置；

支撑体组件(3)，设于所述轮辋(1)以及所述胎面(2)之间，所述轮辋(1)的外周面和所述胎面(2)的内表面之间设有所述支撑体组件(3)，所述支撑体组件(3)在径向具有相对的内端以及外端；

涡流发生组件(4)，设于所述支撑体组件(3)的侧面，所述涡流发生组件(4)包括外周叶片(41)、挡片(42)以及内周叶片(43)中的至少一者，所述外周叶片(41)靠近所述外端设置，所述内周叶片(43)靠近所述内端设置，所述外周叶片(41)以及所述内周叶片(43)均沿所述径向延伸设置。

2.根据权利要求1所述的轮胎，其特征在于，所述支撑体组件(3)包括沿径向由内到外依次设置的第一缓冲层(31)、支撑体(32)以及第二缓冲层(33)；

所述第一缓冲层(31)连接于所述外周面以及所述内端之间，所述第二缓冲层(33)连接于所述外端以及所述内表面之间。

3.根据权利要求2所述的轮胎，其特征在于，

所述外周叶片(41)部分连接于所述第二缓冲层(33)；

所述内周叶片(43)部分连接于所述第一缓冲层(31)。

4.根据权利要求3所述的轮胎，其特征在于，

所述挡片(42)连接于所述第二缓冲层(33)，所述挡片(42)沿第一方向延伸设置，所述第一方向与所述径向以及所述轮辋(1)的轴向均垂直设置。

5.根据权利要求1至4任一项所述的轮胎，其特征在于，

所述支撑体(32)包括多个沿径向延伸的支撑单体(321)，多个所述支撑单体(321)沿周向间隔分布，所述外周叶片(41)以及所述内周叶片(43)中的至少一者设于一个所述支撑单体(321)。

6.根据权利要求5所述的轮胎，其特征在于，

所述外周叶片(41)以及所述内周叶片(43)沿周向交替分布。

7.根据权利要求5所述的轮胎，其特征在于，

所述挡片(42)在径向具有相对的内侧面以及外侧面；

所述外周叶片(41)在径向具有相对的内端面以及外端面；

沿径向所述外侧面不位于所述外端面以外。

8.根据权利要求2至4任一项所述的轮胎，其特征在于，

所述支撑体(32)、所述第一缓冲层(31)以及所述第二缓冲层(33)呈一体成型结构体。

9.根据权利要求2至4任一项所述的轮胎，其特征在于，

所述支撑体(32)、所述第一缓冲层(31)、所述第二缓冲层(33)以及所述涡流发生组件(4)呈一体成型结构体。

10.一种车辆，包括底盘，其特征在于，所述车辆包括：

如权利要求1至9任一项所述的轮胎，所述轮胎包括所述涡流发生组件(4)，所述涡流发生组件(4)设于所述轮胎靠近所述底盘中心的侧面。