一种具有组合式散热结构的非充气安全车轮制造技术

本发明专利技术公开了一种具有组合式散热结构的非充气安全车轮，主要包括輮轮体和輮轮体侧面布置的非等宽肋形通风道及辅助散热孔。一种新型非充气安全车轮，主要由輮轮、铰链组和轮毂组成。在保持原挂胶厚度不变的情况下，通过对輮轮胎侧实体部分进行非等宽肋形散热风道与辅助散热孔结构的组合式设计，可以增大其对流换热面积，提高輮轮的散热效果，保证輮轮在工作过程中避免出现局部温度过高的情况，改善并提高非充气安全车轮在实际工作中的热状态与散热能力，最终达到提高非充气车轮的工作稳定性、使用寿命及轻量化、经济适用性的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种具有组合式散热结构的非充气安全车轮
本专利技术属于汽车制造
，具体涉及一种非充气车轮的散热结构，尤其涉及一种具有组合式散热结构的非充气安全车轮。
技术介绍
轮胎是车辆接触地面的唯一媒介，其主要功能是支撑整车重量，与车轮一起传递力矩，提供吸振与缓冲作用。对于普通充气轮胎，行驶中会出现爆胎等事故，造成人员伤亡和财产损失。为了改变这种状况，一种新型非充气安全车轮应运而生。一种特殊的非充气安全轮胎，它打破了传统车轮和轮胎的界线，将车轮与轮胎集成于一体。车轮主要由轮毂、铰链组和輮轮组成，由于采用非充气结构，这种车轮理论上不存在充气轮胎爆胎的问题。热破坏是影响轮胎使用寿命的重要因素。对于此非充气安全车轮而言，它在实际复杂工况中的生热、散热状况与普通充气轮胎有着本质的区别，所以必须针对其结构特点与热状态，合理进行车轮散热结构的优化设计。目前，减少实心轮胎内部积累热量的方法主要包括降低轮胎生热与加速内部热量散失两种。减小实心轮胎的挂胶厚度可以达到加快内部积累热量散失的目的，但是轮胎挂胶厚度减小会影响车体的减震效果与承载能力，因此，在保持原挂胶厚度不变的情况下，采用对车轮胎侧实体部分进行肋形散热风道与辅助散热孔结构的组合式设计，在保证车轮综合性能不改变的前提下，最终达到提高非充气车轮的工作稳定性、使用寿命及轻量化、经济适用性的目的。
技术实现思路
专利技术目的：为了克服现有技术中存在的不足，本专利技术提供一种具有组合式散热结构的非充气安全车轮，是一种具有肋形散热结构及辅助散热孔的非充气车轮，以提高輮轮部分的散热效果，避免出现輮轮局部温度过高的情况。技术方案：为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：一种具有组合式散热结构的非充气车轮，包括輮轮体、铰链组和轮毂，所述輮轮体的外侧面设置有若干辅助散热孔组、非等宽肋形通风道，所述辅助散热孔组由若干辅助散热孔排列组成；所述辅助散热孔组、非等宽肋形通风道沿车轮前进方向均匀周向分布在輮轮的外侧面上，数量与铰链组保持一致；相邻的非等宽肋形通风道之间设置有一辅助散热孔组；且所述非等宽肋形通风道的出口端的中心位置、相邻的所述辅助散热孔组的中心位置，两者均位于相邻的铰链组的径向轴线所在的车轮横截平面上。进一步的，所述非等宽肋形通风道呈圆弧曲线状，其曲线形状和弯曲程度由入口角度γ1、出口角度γ2确定，入口角度和出口角度相等即γ1＝γ2，范围在30°～50°之间；通风道的指向型圆心角β范围在15°～35°。进一步的，所述肋形通风道的入口端与出口端采用非等宽设计，所述肋形通风道的截面满足入口端宽度w1：出口端宽度w2＝7：3，且w2＝0.03B，B是胎侧宽度。进一步的，每组所述辅助散热孔组由L排相同数量的辅助散热孔组成，L为整数；每排辅助散热孔沿周向均匀间隔设置。进一步的，相邻辅助散热孔组的中心呈α分布，α＝360°/铰链组数；每组所述辅助散热孔组中，每组同排分布相邻的辅助散热孔间呈等θ角分布，且θ1＝θ2＝0.25α。进一步的，单个辅助散热孔的孔径Φ相同，即Φ＝0.2B，且做圆整处理；满足：当50≤B≤99mm时，Φ＝10mm；当100≤B≤149mm时，Φ＝20mm；当150≤B≤200mm时，Φ＝30mm；以此类推，且列阵均匀分布在相邻肋形通风道的中心区域；L排辅助散热孔均依次分布在半径为r1、r2、……rL的圆上，其中，r1＝0.96R1，rL＝1.075R2，且rL-rL-1＝50mm，其中，R1、R2分别为輮轮体的外径与内径。进一步的，所述辅助散热孔组的排数L由輮轮体的胎侧宽度B限定，满足：L＝0.02B/排，且当50≤B≤99mm时，L＝1；当100≤B≤149mm时，L＝2；当150≤B≤200mm时，L＝3；以此类推；所述辅助散热孔组中，每排均由M个辅助散热孔组成，满足：M＝0.02B/个，M≥3且为整数，其中，B是胎侧宽度；且当50≤B≤149mm时，M＝3；当150≤B≤200mm时，M＝4；以此类推。进一步的，所述每组辅助散热孔组由N个辅助散热孔组成，满足：N＝0.06B/个，N≥3且为整数，其中，B是胎侧宽度；且当50≤B≤99mm时，N＝3；当100≤B≤149mm时，N＝6；当150≤B≤200mm时，N＝12；进一步的，所述肋形通风道的深度h1与散热孔的深度h2保持一致，均为10mm～50mm。进一步的，所述輮轮体的胎侧宽度B，其中，B＝R1-R2，B为50mm～500mm，R1、R2分别是輮轮体的外径与内径。有益效果：本专利技术提供的一种具有组合式散热结构的非充气安全车轮，与现有技术相比，具有以下优势：通过在輮轮侧面设计肋形通风道和辅助散热孔组合结构，可以增大其对流换热面积，提高輮轮的散热效果，保证輮轮在工作过程中避免出现局部温度过高的情况，改善并提高非充气安全车轮在实际工作中的热状态与散热能力，最终达到提高非充气车轮的工作稳定性及使用寿命的目的。附图说明图1为一种具有肋形散热风道及辅助散热孔组合结构的非充气车轮结构示意图；图2为非等宽肋形散热风道结构示意图；图3为辅助散热孔结构分布示意图。具体实施方式本专利技术公开了一种具有组合式散热结构的非充气安全车轮，主要包括輮轮体和輮轮体侧面布置的非等宽肋形通风道及辅助散热孔。一种新型非充气安全车轮，主要由輮轮、铰链组和轮毂组成。在保持原挂胶厚度不变的情况下，通过对輮轮胎侧实体部分进行非等宽肋形散热风道与辅助散热孔结构的组合式设计，可以增大其对流换热面积，提高輮轮的散热效果，保证輮轮在工作过程中避免出现局部温度过高的情况，改善并提高非充气安全车轮在实际工作中的热状态与散热能力，最终达到提高非充气车轮的工作稳定性、使用寿命及轻量化、经济适用性的目的。为了使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作出说明。如图1所示，一种具有组合式散热结构的非充气车轮，包括輮轮体(1)，所述輮轮体侧面设置有辅助散热孔(2)，非等宽肋形通风道(3)及铰链组(4)。如图1所示，非等宽肋形通风道(3)均匀周向分布在輮轮(1)的外侧面上，数量与铰链组(4)保持一致。如图1所示，辅助散热孔(2)的组数与肋形通风道(3)的数量保持一致，散热孔组均匀分布在輮轮侧面。如图2所示，非等宽肋形通风道(3)的曲线形状和弯曲程度由入口角度γ1、出口角度γ2确定，入口角度γ1是过肋形通风道入口端截面中点位置做车轮中心点O的连线，此连线与风道中心线之间的夹角；出口角度γ2同理；肋形通风道入口角度和出口角度相等，即γ1＝γ2，范围在30°～50°之间。此取值范围是依据车轮胎侧的外观尺寸、加工制造与轻量化的角度考虑的，只能确定角度的最大与最小范围，即可限定通风道的大小。通风道的指向型圆心角β是分别过通风道入、出口端截面中点位置与车轮中心连线，两连线相交于车轮中心点O所成的夹角，β范围在15°～35°。如图2所示，肋形通风道(3)的入口端与出口端采用非等宽设计，将散热肋截面特征纳入考察因素，设计入口端宽度(w1)：出口端宽度(w2)＝7：3，出口端宽度w2由B限定，其中，w2＝0.03B。其中，针对出、入口端宽度之比的最佳取值效果，本专利技术做了三种方案，分别是6：4，7：3和8：2，通过对正交方案的CFD(计算流体动力学)分析的仿真结果，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有组合式散热结构的非充气车轮，其特征在于：包括輮轮体(1)、铰链组(4)和轮毂，所述輮轮体(1)的外侧面设置有若干辅助散热孔组、非等宽肋形通风道(3)，所述辅助散热孔组由若干辅助散热孔(2)排列组成；所述辅助散热孔组、非等宽肋形通风道(3)沿车轮前进方向均匀周向分布在輮轮(1)的外侧面上，数量与铰链组(4)保持一致；相邻的非等宽肋形通风道(3)之间设置有一辅助散热孔组；且所述非等宽肋形通风道(3)的出口端的中心位置、相邻的所述辅助散热孔组的中心位置，两者均位于相邻的铰链组(4)的径向轴线所在的车轮横截平面上。

【技术特征摘要】
1.一种具有组合式散热结构的非充气车轮，其特征在于：包括輮轮体(1)、铰链组(4)和轮毂，所述輮轮体(1)的外侧面设置有若干辅助散热孔组、非等宽肋形通风道(3)，所述辅助散热孔组由若干辅助散热孔(2)排列组成；所述辅助散热孔组、非等宽肋形通风道(3)沿车轮前进方向均匀周向分布在輮轮(1)的外侧面上，数量与铰链组(4)保持一致；相邻的非等宽肋形通风道(3)之间设置有一辅助散热孔组；且所述非等宽肋形通风道(3)的出口端的中心位置、相邻的所述辅助散热孔组的中心位置，两者均位于相邻的铰链组(4)的径向轴线所在的车轮横截平面上。2.根据权利要求1所述的一种具有组合式散热结构的非充气车轮，其特征在于：所述非等宽肋形通风道(3)呈圆弧曲线状，其曲线形状和弯曲程度由入口角度γ1、出口角度γ2确定，入口角度和出口角度相等即γ1＝γ2，范围在30°～50°之间；通风道的指向型圆心角β范围在15°～35°。3.根据权利要求1所述的一种具有组合式散热结构的非充气车轮，其特征在于：所述肋形通风道(3)的入口端与出口端采用非等宽设计，所述肋形通风道(3)的截面满足入口端宽度w1：出口端宽度w2＝7：3，且w2＝0.03B，B是胎侧宽度。4.根据权利要求1所述的一种具有组合式散热结构的非充气车轮，其特征在于：每组所述辅助散热孔组由L排相同数量的辅助散热孔(2)组成，L为整数；每排辅助散热孔(2)沿周向均匀间隔设置。5.根据权利要求4所述的一种具有组合式散热结构的非充气车轮，其特征在于：相邻辅助散热孔组的中心呈α分布，α＝360°/铰链组数；每组所述辅助散热孔组中，每组同排分布相邻的辅助散热孔(2)间呈等θ角分布，且θ1＝θ2＝0.25α。6.根据权利要求4所述的一种具有组合式散热结构的非充气车轮，其特征在于：单个辅助散热孔(2)的孔径Φ...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵又群，朱明敏，白毅强，张桂玉，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32