一种型钢轮辋及车轮

技术领域

本发明涉及汽车零部件制造技术领域，具体涉及一种型钢轮辋及车轮。

背景技术

目前汽车车轮按照使用轮胎的种类主要分为型钢车轮(又称为有内胎车轮)和无内胎车轮。有内胎车轮具有高承载的优点，但由于有内胎车轮主要包括车轮、内胎、内胎垫带和外胎等四种结构材料，当内胎达到合适的气压膨胀后四种结构材料之间将产生摩擦力，从而相互约束。但因为内胎强度限制，其所承载气压有限，当气压过大时将导致内胎爆裂，导致车辆发生严重安全问题；过低的气压又无法保障车轮轮胎总成间的相互约束，也会导致外胎变形、脱离等安全问题。同时由于有内胎车轮还包括金属气门嘴、金属垫片等结构，导致有内胎车轮存在重量重、能耗高、不够环保等缺点。

与之相比无内胎车轮具有重量轻、安全、节能、环保等优点，但是存在承载低、寿命短，无法满足大载荷货车、汽车的使用需求，如工程车、矿用车、自卸车等。

由于轮辋与轮胎的接触面为圆柱面，轮胎充气后轮胎端面存在一定的倾斜角，导致轮辋与轮胎之间存在间隙而发生轮胎漏气的问题，如图9所示。

因此，如何提供一种兼具高承载、使用寿命长、密封性好、安全性高且能够满足大载荷车辆使用的车轮，已是钢制车轮生产制造领域长久以来亟待解决的技术难题。

发明内容

本发明针对现有的技术问题，提供一种防止轮胎变形、脱离，提高安全性、避免漏气的无内胎的型钢轮辋及车轮。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种型钢轮辋，包括轮辋主体，所述轮辋主体的一侧设有固定轮缘，另一侧设有锁圈槽，所述固定轮缘与锁圈槽之间的轮辋主体上设有底槽，所述固定轮缘与底槽之间的轮辋主体上设有第一胎圈座和第二胎圈座，所述锁圈槽与底槽之间的轮辋主体上设有第三胎圈座，所述第一胎圈座与轮辋主体轴线的夹角A大于所述第二胎圈座与轮辋主体轴线的夹角C，所述第三胎圈座与轮辋主体轴线构成夹角G。

本发明的有益效果是：本申请通过设置第一胎圈座和第三胎圈座，并将两个胎圈座与轮辋主体的轴线呈夹角设置，即在轮辋主体上形成倾斜面，使倾斜面与安装的轮胎充分接触，避免漏气，提高密封性和安全性；通过设置第二胎圈座对安装轮胎具有导向作用，提高轮胎安装时的便捷性，操作简单；通过设置底槽结构减小了轮胎安装时被撑开内径的大小，使安装轮胎更加顺畅。

在上述技术方案的基础上，本发明为了达到使用的方便以及装备的稳定性，还可以对上述的技术方案作出如下的改进：

进一步，所述夹角A为3°～15°，所述夹角C为1°～10°。

采用上述进一步技术方案的有益效果是：根据安装要求采用不同的角度值，既能满足所安装轮胎的密封和安装要求，同时可提高该轮辋使用的范围。

进一步，所述夹角G为3°～7°。

采用上述进一步技术方案的有益效果是：既能满足密封性能，同时可减少加工量，提高加工效率。

进一步，所述夹角A与夹角G对称，所述第一胎圈座的直径与第三胎圈座的直径相等。

采用上述进一步技术方案的有益效果是：角度对称可确保轮辋与轮胎两侧水平对称，直径相等可确保轮胎两侧着胎水平对称，避免车辆行驶过程中的偏磨、跑偏、抖动等安全隐患。

进一步，所述第一胎圈座与固定轮缘之间设有胎圈座圆弧，所述固定轮缘与胎圈座圆弧相切。

采用上述进一步技术方案的有益效果是：可避免轮胎在固定轮缘处发生漏气的问题，提高密封性能。

进一步，所述轮辋主体的标定直径E大于所安装轮胎的胎圈着合直径d，两种之间的差值为Δ，所述差值Δ为2mm～4mm。

采用上述进一步技术方案的有益效果是：差值过大导致轮胎安装困难，甚至出现轮胎破损情况；差值过小，胎圈座和轮胎无法密封，导致漏气，同时车轮与轮胎出现滑移，轮胎与锁圈槽开口处出现切割现象，导致轮胎破裂、爆胎等严重安全隐患。

进一步，所述底槽的深度H为3mm～35mm，所述底槽两侧设有槽侧壁，两个所述槽侧壁构成夹角α，所述夹角α为35°～180°。

采用上述进一步技术方案的有益效果是：根据不同的轮胎，采用不同的深度值和夹角，提高轮辋的通用性。

进一步，所述槽侧壁与底槽之间设有过渡转角，其中位于锁圈槽一侧的过渡转角至锁圈槽外沿的直径L小于胎圈着合直径d。

采用上述进一步技术方案的有益效果是：保证轮胎正常安装，降低轮胎安装的难度。

进一步，所述底槽与第二胎圈座之间形成第一槽侧壁，所述第一槽侧壁与底槽的夹角为α1，所述底槽与第三胎圈座之间形成第二槽侧壁，所述第二槽侧壁与底槽的夹角为α2，所述夹角α1与夹角α2的角度相同；或者，所述夹角α1与夹角α2的角度不同。

采用上述进一步技术方案的有益效果是：因为车轮还需与车桥安装匹配，通过车轮夹角α1与夹角α2的不同设计，能更好适应各类车桥安装要求，确保车轮与车桥间装配不出现干涉问题，保障车辆正常行驶。

进一步，所述底槽上设有用于安装气门嘴的气门嘴孔，所述气门嘴孔与锁圈槽相邻。

采用上述进一步技术方案的有益效果是：保证气门嘴正常安装，方便向轮胎内充气。

进一步，所述锁圈槽内卡接有活动轮缘，所述活动轮缘的轮缘形状与固定轮缘相同。

采用上述进一步技术方案的有益效果是：确保车轮与轮胎安装后在两侧着胎水平对称，从而消除车辆行驶过程中发生偏磨、跑偏、抖动等安全隐患。

进一步，所述第一胎圈座的宽度B为10mm～20mm，所述第二胎圈座的宽度D为25mm～50mm，所述第三胎圈座的宽度F为25mm～45mm。

采用上述进一步技术方案的有益效果是：确保轮辋胎圈座与轮胎胎圈在宽度方向上充分着合，实现密封保压，同时对于不同轮胎胎圈可根据需要进行灵活设计调整。

进一步，所述第一胎圈座与第三胎圈座的表面呈波浪形。

采用上述进一步技术方案的有益效果是：提高轮辋与轮胎的接触面积，避免漏气，提高密封性能。

一种车轮，包括如上所述的型钢轮辋，还包括轮辐，所述轮辐安装在轮辋主体的端部，所述轮辐与锁圈槽相邻。

本发明的有益效果是：本发明不仅满足了型钢车轮高承载的特点，同时还能满足车轮安全、环保、节能、轻量化的需求，真正意义上实现了型钢车轮(有内胎车轮)与无内胎车轮的结合。经市场及试验验证，车轮整体疲劳寿命提高约10％，通过减少车轮的零部件数量，单件型钢车轮总成重量降低约7kg，按照整车装配11个型钢车轮轮胎总成，整车降重约77kg。在减轻重量的同时也减少了影响散热传导的介质，降低了汽车在行驶过程中的爆胎风险，减少了故障率和生产成本。通过去除内胎对环境保护起到积极作用，因此本发明的车轮具有结构合理、强度高、造价低廉、使用寿命长、维护方便、更加环保等优点。

附图说明

图1为型钢轮辋的断面示意图；

图2为夹角α、α1和α2的示意图；

图3为安装活动轮缘和轮辐的立体图；

图4为安装活动轮缘和轮辐的剖视图；

图5为安装气门嘴的示意图；

图6为安装轮胎时的示意图；

图7为轮辋主体上安装轮胎的示意图；

图8为图7中A处的局部放大图；

图9为现有技术中轮胎与轮辋主体结合面的示意图。

附图标记记录如下：1、轮辋主体；2、轮辐；3、活动轮缘；4、固定轮缘；5、第一胎圈座；6、第二胎圈座；7、轮辋腰部；8、底槽；9、过渡转角；10、气门嘴孔；11、气门嘴；12、第三胎圈座；13、锁圈槽；14、轮胎。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

如图1至图5所示，一种型钢轮辋，包括轮辋主体1，所述轮辋主体1的一侧设有固定轮缘4，另一侧设有锁圈槽13，所述固定轮缘4与锁圈槽13之间的轮辋主体1上设有底槽8，所述固定轮缘4与底槽8之间的轮辋主体1上设有第一胎圈座5和第二胎圈座6，所述锁圈槽13与底槽8之间的轮辋主体1上设有第三胎圈座12，所述第一胎圈座5与轮辋主体1轴线的夹角A大于所述第二胎圈座6与轮辋主体1轴线的夹角C，所述第三胎圈座12与轮辋主体1轴线构成夹角G。

所述固定轮缘4与轮辋主体1通过加工形成一体式结构，保证了型钢轮辋的结构强度，加工方便。

所述夹角A为3°～15°，所述夹角C为1°～10°。

所述夹角G为3°～7°。

例如当轮胎胎圈角度为5°，将夹角A设定为3°～7°，夹角C设定为5°～10°，夹角G设定为3°～5°，以上参数可确保轮胎着胎角度为5°时，车轮胎圈座与轮胎着胎的密封匹配，以及拆装胎便捷。其中轮胎胎圈角度为轮胎与第三胎圈座12接触的位置。

所述夹角A与夹角G对称，所述第二胎圈座6的直径与第三胎圈座12的直径相等。

夹角A与夹角G对称即两个夹角的角度相同，倾斜方向相反，保证轮胎14安装的对称性，避免车辆行驶过程中轮胎14发生偏磨或跑偏等问题，保证行驶的安全性。

所述第一胎圈座5与固定轮缘4之间设有胎圈座圆弧，所述固定轮缘4与胎圈座圆弧相切。

为了保证轮胎14与轮辋主体1紧密贴合，胎圈座圆弧的圆角与轮胎14端部的圆角相适配。

所述轮辋主体1的标定直径E大于所安装轮胎14的胎圈着合直径d，两种之间的差值为Δ，所述差值Δ为2mm～4mm。

其中，所述标定直径E为轮辋设计直径尺寸，由轮辋垂直线与胎圈座斜线的交点构成的直径尺寸。

所述底槽8的深度H为3mm～35mm，所述底槽8两侧设有槽侧壁，两个所述槽侧壁构成夹角α，所述夹角α为35°～180°。

所述槽侧壁与底槽8之间设有过渡转角9，其中位于锁圈槽13一侧的过渡转角9至锁圈槽13外沿的直径L小于胎圈着合直径d。

其中，所述胎圈着合直径d由胎圈垂直线与胎圈水平方向上的斜线的交点构成的直径尺寸，和轮辋标定直径E相呼应，均是设计尺寸。所述底槽8与第二胎圈座6之间形成第一槽侧壁，所述第一槽侧壁与底槽8的夹角为α1，所述底槽8与第三胎圈座12之间形成第二槽侧壁，所述第二槽侧壁与底槽8的夹角为α2，所述夹角α1与夹角α2的角度相同；或者，所述夹角α1与夹角α2的角度不同。

当车轮与车桥安装间隙宽裕的情况下，夹角α1与夹角α2采用相同的角度，从而利于轮辋成型。

当车轮与车桥安装间隙不宽裕的情况下，需要按照间隙要求对夹角α1和夹角α2进行分别设计，以利于车轮与车桥的安装。

为了降低加工难度，保证第二胎圈座6的倾斜角度，所述第二胎圈座6与第一槽侧壁之间设有轮辋腰部7，所述轮辋腰部7的侧壁与轮辋主体1的轴线平行。

为了保证轮胎14安装的顺畅性，避免划伤轮胎14，所述第一槽侧壁与轮辋腰部的相接处设有过渡圆角，所述第二槽侧壁与第三胎圈座12的相接处也设有过渡圆角。

所述底槽8上设有用于安装气门嘴11的气门嘴孔10，所述气门嘴孔10与锁圈槽13相邻。

所述锁圈槽13内卡接有活动轮缘3，所述活动轮缘3的轮缘形状与固定轮缘4相同。所述活动轮缘3也可采用其它可拆卸的连接方式。

所述第一胎圈座5的宽度B为10mm～20mm，所述第二胎圈座6的宽度D为25mm～50mm，所述第三胎圈座12的宽度F为25mm～45mm。

所述第二胎圈座6与第三胎圈座12的表面呈波浪形。

一种车轮，如图6至图8所示，包括如上所述的型钢轮辋，还包括轮辐2，所述轮辐2安装在轮辋主体1的端部，所述轮辐2与锁圈槽13相邻。

所述轮辐2焊接在轮辋主体1的端部。

所述固定轮缘4与活动轮缘3之间的轮辋主体1上安装有轮胎14，所述气门嘴11安装在气门嘴孔10内，用于对轮胎14进行充气。

轮胎安装的过程如下：

如图6所示，将轮胎14的内径一端套入轮辋主体1的底槽8内，将轮胎14调整至过渡转角9附近，然后将轮胎14的另一端沿锁圈槽13的外沿套入轮辋主体1上，由于过渡转角9至锁圈槽13外沿的直径L小于胎圈着合直径d，因此轮胎14能够顺利安装在轮辋主体1上，然后利用轮辋腰部7和第二胎圈座6将轮胎14的一端平滑移动至固定轮缘4处，然后通过气门嘴11向轮胎14内充气，轮胎14在充气的过程中不断膨胀直至轮胎14的端部分别与第一胎圈座5和第三胎圈座12完全形成面密封，保证轮胎14与轮辋主体1形成的密封腔不会漏气，保证车轮使用的安全性。

综上所述，本申请的车轮具有高承载、安全、节能、密封性能好、使用寿命长等优点。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。