WO2011076009A1 - 一种汽车用轻量化车轮轮辐 - Google Patents

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    • Y02T10/80—Technologies aiming to reduce greenhouse gasses emissions common to all road transportation technologies
    • Y02T10/86—Optimisation of rolling resistance, e.g. weight reduction 

Description

技术领域 本实用新型涉及一种汽车用轻量化车轮轮辐， 特别涉及一种载重 汽车、客车等大型车辆的车轮轮辐。它是对现有汽车的车轮轮辐所作 出的新的改进。
背景技术 车轮是车辆行走时传递车身与路面的力的支撑件，而轮辐又是保 证车轮承受支撑载荷时的主要受力件， 尤其是载重汽车、客车等大型 车辆， 对车轮轮辐的承载力、 安全性等要求更高。 因此， 为了保证足 够的承载力， 轮辐辐板及整体的厚度往往采用较厚的钢板制造。现有 载重车的车轮轮辐均采用钢板压力成型或旋压制造而成，仅轮辐的重 量就占到整个车轮重量的 50%左右。 在节能减排日益严峻、 石油资源 日益紧张的现代社会， 车辆的轻量化必然是汽车发展的趋势。据研究 车辆自重减轻 10%， 可降低油耗 5%-8% (摘自中国汽车导讯杂志）。
发明内容 本实用新型的目的， 是为解决车辆的轻量化问题， 提供一种经改 进的车轮轮辐。
本实用新型车轮轮辐的结构是：轮辐为锥台筒形， 其大直径端为 一敞口， 小直径端为环形的安装面， 安装面上均布有螺栓孔， 安装面 的中心是车轴孔； 在轮辐的锥形体轮廓上均布有风孔， 相邻风孔之间 的加强筋形成统一的外凸或统一的内凹状结构，使整体的锥形体轮廓 形成了凹凸相间形状。
本实用新型的设计要点是，利用风孔与风孔之间区域的凹凸状结 构减少了轮辐的用材厚度， 大大减轻了轮辐的重量。经试验， 同样条 件的钢板制造的轮辐， 轮辐锥形体轮廓改为内凹或者外凸结构状态， 其强度高于非内凹或者外凸结构状态的车轮轮辐强度，其径向疲劳强 度比结构为非内凹或者外凸结构状态的车轮轮辐提高了约 40%左右， 弯曲疲劳强度提高了约 30%左右。 因此原有轮辐锥形体轮廓壁厚可降 低 30%,重量可降低 30%左右。按每个车轮可降低 5Kg,—辆大货车 25 个轮计算，整车轻量化明显，可降低自重 125Kg，长期使用效益可观， 对轮辐生产企业来讲又节约了原材料。
本实用新型通过对轮辐上风孔与风孔之间， 独特凹凸结构的设 计， 使轮辐整体强度提升， 进而可以使整个轮辐在保证车轮的承载力 不受影响的前提下，减少轮辐锥形体轮廓的用材量，减轻车轮轮辐的 重量， 从而可以降低整车的重量、 降低油耗。 同时， 基于检测数据， 该实用新型还可以提升疲劳强度， 达到延长轮辐使用寿命的目的。
附图说明 图 1是本实用新型轮辐的主视图；
图 2是使用本实用新型轮辐的车轮的立体结构图；
图中： 1安装面， 2螺栓孔， 3车轴孔， 4风孔， 5加强筋， 6内 凹部， 7凸峰。 具体实施方式 参见图 1， 本实用新型汽车用轻量化车轮轮辐结构是： 轮辐为锥 台筒形， 其大直径端为一敞口， 小直径端为环形安装面 1。 安装面 1 上均布有螺栓孔 2， 用于车轮整体的固定。 安装面 1的中心是车轴孔 3。 在轮辐的锥形体轮廓上均布有风孔 4， 风孔 4依车轮的大小， 其 设计的数量不等。风孔 4的设计不但可以减轻轮辐的重量， 而且起着 对轮辐降温的作用。风孔 4可以是圆形孔、椭圆形孔或其他形状的孔。 作为本实用新型的较佳实施例， 图 1中的风孔 4是椭圆形孔，椭圆形 孔的长方向与轮辐中心轴线的方向垂直，在风孔 4与相邻风孔 4之间 区域的加强筋 5形成统一的外凸或统一的内凹状，使整体的锥形体轮 廓形成了凹凸相间形状， 即整体的锥形体轮廓形成为： 当加强筋 5都 向外凸时，风孔 4周边区域则相对于加强筋 5呈向内凹的凹凸状结构； 或者是当加强筋 5都向内凹时，风孔 4周边区域则相对于加强筋 5呈 向外凸的凹凸状结构。 以此增强了该类型轮辐整体强度。 由于轮辐整 体形成的凹凸状构造， 车轮轮辐的厚度就可以做得相对较薄， 车轮轮 辐的重量被大大减轻， 并且承载力不会受到影响。 同时， 风孔 4也可 以适当做得较大， 使风孔 4的孔缘紧邻两侧的加强筋 5， 进一步减轻 了轮辐的重量。
本实用新型较佳实施例如图 1、 2所示， 风孔外周侧设有一圈与 风孔形状相对应的内凹部 6， 在风孔 4与相邻风孔 4之间区域的加强 筋 5形成统一的内凹状， 以此增强了该类型轮辐 2整体强度。 由于轮 辐 2整体形成的凹凸状构造，车轮轮辐 2的厚度就可以做得相对较薄， 在承载力相同的情况下， 车轮轮辐 2的重量大大减轻， 并且有利于防 止应力的集中。 另外， 在该较佳实施例中， 与轮辐连接的轮辋 1的单侧或两侧胎 圈座部位上设有凸峰 7， 设置凸峰 7， 一方面， 有利于防止车辆在转 向时， 轮胎受到侧向力的作用， 胎体容易脱离胎圈座而滑移到槽底， 造成轮胎漏气； 另一方面， 有利于进一歩加强胎圈座的强度， 使轮辋 不容易变形。
综上所述，本实用新型轮辐的特点在于利用风孔与风孔之间区域 的凹凸状结构减少了轮辐的用材厚度， 大大减轻了轮辐的重量。经试 验， 同样条件的钢板制造的轮辐， 轮辐锥形体轮廓改为内凹或者外凸 结构状态， 其强度高于非内凹或者外凸结构状态的车轮轮辐强度，其 径向疲劳强度比结构为非内凹或者外凸结构状态的车轮轮辐提高了 约 40%左右， 弯曲疲劳强度提高了约 30%左右。 因此原有轮辐锥形体 轮廓壁厚可降低 30%, 重量可降低 30%左右。 按每个车轮可降低 5Kg, 一辆大货车 25个轮计算， 整车轻量化明显， 可降低自重 125Kg， 长 期使用效益可观， 对轮辐生产企业来讲又节约了原材料。
本实用新型通过对轮辐上风孔与风孔之间， 独特凹凸结构的设 计， 使轮辐整体强度提升， 进而可以使整个轮辐在保证车轮的承载力 不受影响的前提下，减少轮辐锥形体轮廓的用材量，减轻车轮轮辐的 重量， 从而可以降低整车的重量、 降低油耗。 同时， 基于检测数据， 该实用新型还可以提升疲劳强度， 达到延长轮辐使用寿命的目的。 本实用新型虽然已有较佳实施例揭示如上，但并非用以限定本实用新 型，任何在车轮轮辐的锥形体轮廓上均布有风孔， 相邻风孔之间的加 强筋形成统一的外凸或统一的内凹状结构，使整体的锥形体轮廓形成 了凹凸相间形状； 即落入本实用新型的保护范围， 不论风孔的形状、 尺寸和数量。

Claims

权利要求书
1、 一种汽车用轻量化车轮轮辐， 为锥台筒形， 其大直径端为一 敞口， 小直径端为一环形安装面， 安装面上均布有螺栓孔， 安装面的 中心是车轴孔； 其特征在于： 在轮辐的锥形体轮廓上均布有风孔，相 邻风孔之间的加强筋形成统一的外凸或统一的内凹状结构，使整体的 锥形体轮廓形成了凹凸相间形状。
2、 根据权利要求 1所述的轮辐， 其特征在于： 所述风孔是圆形 孔。
3、 根据权利要求 1所述的轮辐， 其特征在于： 所述风孔是椭圆 形孔。
4、 根据权利要求 2或 3所述的轮辐， 其特征在于： 所述风孔的 孔缘紧邻两侧的加强筋。
5、 根据权利要求 4所述的轮辐， 其特征在于： 所述风孔外周侧 设有一圈与风孔形状相对应的内凹部。
6、 根据权利要求 5所述的轮辐， 其特征在于： 所述与轮辐连接 的轮辋的单侧或两侧胎圈座部位上设有凸峰。
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