轮罩以及具有它的车轮和车辆的制作方法

1.本发明涉及汽车领域，具体而言，涉及一种轮罩以及具有它的车轮和车辆。


背景技术：

2.汽车空气动力学性能是影响汽车行驶性能的重要特性之一，汽车匀速90km/h行驶时，约53％的油耗是用于克服空气阻力的，因此降低车辆的空气阻力，可以有效改善汽车的燃油经济性。
3.在相关技术中，使用轮罩封堵轮毂的外侧，可减少车轮内外的空气流动，降低车轮的风阻，轮罩对轮毂的封堵比例越大，车轮内外的空气流动越小，车轮的风阻也就越低，然而空气流动的降低影响车轮内侧制动系统的散热性能，容易导致制动系统由于散热不及时出现热衰退，影响行车安全，因此，如何平衡汽车的空气动力学性能与散热性之间的关系，具有重要的实际工程意义和社会效益。


技术实现要素：

4.本发明旨在至少在一定程度上解决现有技术中的上述技术问题之一。为此，本发明第一个目的在于提出一种轮罩，可改变轮罩的封堵比例，以保证车辆的燃油经济性和制动系统的安全性。
5.本发明第二个目的在于提出一种车轮。
6.本发明第三个目的在于提出一种车辆。
7.为实现上述目的，本发明第一方面实施例提出一种轮罩，该轮罩包括：多个分轮罩，相邻两个所述分轮罩之间通过第一弹性元件连接，且所述相邻两个所述分轮罩在所述轮罩的轴向方向靠近时，所述第一弹性元件被压缩；调节装置，所述调节装置用于调节至少相邻两个所述分轮罩在所述轮罩的轴向方向的距离。
8.根据本发明实施例的轮罩，在轮罩的轴向方向上，可通过调节装置改变分轮罩之间的距离，以改变轮罩的封堵比例，在将轮罩用于车辆时，可调节车轮的通风性和风阻系数，从而满足车辆在不同工况下的需求，平衡汽车的空气动力学性能与散热性能，以保证车辆的燃油经济性和制动系统的安全性。
9.根据本发明的一些实施例，多个所述分轮罩沿所述轮罩的轴向方向排布，多个所述分轮罩至少包括位于第一侧的第一分轮罩以及位于第二侧的第二分轮罩，其中，所述第一分轮罩具有适于与轮毂固定的第一固定部，所述调节装置设置在所述第二分轮罩上，且所述调节装置具有适于与所述轮毂固定的调节装置固定部。
10.根据本发明的一些实施例，所述第一分轮罩至所述第二分轮罩的径向外轮廓尺寸逐个递减，且多个所述分轮罩中，至少所述第一分轮罩构造为环形分轮罩。
11.根据本发明的一些实施例，所述调节装置包括：调节装置本体，所述调节装置本体上设置有调节块，所述调节块适于推动所述第二分轮罩向所述第一分轮罩方向运动。
12.进一步地，所述调节装置还包括：调节限位轴，所述调节限位轴的第一端连接在所
述调节装置本体上，所述调节限位轴的第二端朝向所述第二分轮罩延伸，且在从所述第二分轮罩向所述第一分轮罩的方向上，所述调节限位轴位于直径逐渐增大的圆锥面的母线上，所述调节块穿设于所述调节限位轴，所述调节块适于在所述调节限位轴的第一端和第二端之间移动。
13.进一步地，所述调节块处于所述调节限位轴的第一端时，多个所述分轮罩在所述轮罩的轴向方向间隔开；所述调节块处于所述调节限位轴的第二端时，多个所述分轮罩在所述轮罩的轴向方向贴合。
14.进一步地，所述调节块还与所述调节装置本体通过第二弹性元件相连。
15.进一步地，所述调节装置还包括：中间轴，所述第二分轮罩穿设于所述中间轴，且所述中间轴上设置有限制所述第二分轮罩运动极限的限位块。
16.为实现上述目的，本发明第二方面实施例提出一种车轮，该车轮包括：轮毂和上述的轮罩。
17.根据本发明实施例的车轮，轮罩可罩设于轮毂朝向车外一侧，通过利用调节块的在不同车轮转速下受到离心力的不同，控制轮罩的打开和关闭，以实现在需要给制动系统散热时自动将轮罩打开，在车辆高速行驶时自动将轮罩关闭，以平衡好汽车的空气动力学性能与散热性能，具有结构简单、稳定性好、安装使用简便、适于批量生产等优点。
18.为实现上述目的，本发明第三方面实施例提出一种车辆，该车辆包括上述的车轮。
19.根据本发明实施例的车辆，通过利用调节块的在不同车速下受到离心力的不同，控制轮罩的打开和关闭，以实现在需要给制动系统散热时自动将轮罩打开，在车辆高速行驶时自动将轮罩关闭，以平衡好汽车的空气动力学性能与散热性能，具有结构简单、稳定性好、安装使用简便、适于批量生产等优点。
20.本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
21.图1是多个分轮罩的示意图；
22.图2是调节装置的示意图；
23.图3是轮罩处于打开状态的示意图；
24.图4是轮罩处于打开状态的另一个示意图；
25.图5是轮罩处于关闭状态的示意图；
26.图6是调节装置本体、中间轴和调节限位轴的示意图。
27.附图标记：
28.第一分轮罩11、第一固定部111、第二分轮罩12、中间分轮罩13、第一弹性元件14、调节装置2、调节装置本体21、调节装置固定部211、凸起212、调节块22、调节限位轴23、第二弹性元件24、中间轴25、限位块251。
具体实施方式
29.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附
图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
30.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“轴向”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
31.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
32.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或可以互相通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
33.下面结合图1-图6详细描述根据本发明实施例的轮罩以及具有它的车轮和车辆。
34.根据本发明实施例的轮罩可罩设在车辆的轮毂外侧，轮罩包括：多个分轮罩和调节装置2。
35.参照图1所示，相邻两个分轮罩之间通过第一弹性元件14连接，且相邻两个分轮罩在轮罩的轴向方向靠近时，第一弹性元件14被压缩，以实现相邻两个分轮罩之间的轴向间隙可调节，且调节多个分轮罩中的一个分轮罩的位置时，其余分轮罩可实现联动，另外，被压缩后的第一弹性元件14还可以为分轮罩提供复位力。
36.参照图1所示，相邻两个分轮罩位于第一弹性元件14的两侧，第一弹性元件14的一端可连接相邻两个分轮罩中一个分轮罩的内表面，第一弹性元件14的另一端可连接相邻两个分轮罩中另一个分轮罩的外表面。可选地，相邻两个分轮罩之间通过多个第一弹性元件14连接，多个第一弹性元件14可沿分轮罩的周向均匀排布。
37.参照图2、图4和图5所示，调节装置2用于调节至少相邻两个分轮罩在轮罩的轴向方向的距离，以改变轮罩的封堵比例，换言之，改变轮罩的通风性，从而改变车轮的通风性和风阻系数，以满足车辆在不同工况下的需求，平衡汽车的空气动力学性能与散热性能。
38.具体地，在车辆的制动系统需要散热时，可通过调节装置2增大分轮罩之间的距离，以保证空气可通过多个分轮罩之间的间隙吹向制动系统，保证制动系统的散热效果。需要说明的是，制动系统包括：位于车轮内侧的制动盘和摩擦片。在车辆高速行驶需要降低空气阻力时，可通过调节装置2减小至少相邻两个分轮罩之间的距离，以减小流向轮毂的风量，从而有利于降低车轮的风阻系数，进而有利于提升车辆的燃油经济性或续航里程。
39.根据本发明实施例的轮罩，在轮罩的轴向方向上，可通过调节装置2改变多个分轮罩之间的距离，以改变轮罩的封堵比例，在将轮罩用于车辆时，可调节车轮的通风性和风阻系数，从而满足车辆在不同工况下的需求，平衡汽车的空气动力学性能与散热性能，以保证车辆的燃油经济性和制动系统的安全性。
40.参照图1-图5所示，多个分轮罩沿轮罩的轴向方向排布，多个分轮罩至少包括位于第一侧的第一分轮罩11以及位于第二侧的第二分轮罩12，其中，第一分轮罩11具有适于与
轮毂固定的第一固定部111，第一固定部111可以是卡槽或卡勾，调节装置2设置在第二分轮罩12上，且调节装置2具有适于与轮毂固定的调节装置固定部211，调节装置固定部211可以是多个安装柱，安装柱适于固定在轮毂螺栓孔内。
41.需要说明的是，当多个分轮罩的数量为两个以上时，位于第一分轮罩11和第二分轮罩12之间的为分轮罩为中间分轮罩13，中间分轮罩13的数量可根据实际需求设定。
42.在本发明的一些实施例中，第一分轮罩11至第二分轮罩12的径向外轮廓尺寸逐个递减，且多个分轮罩中，至少第一分轮罩11构造为环形分轮罩，也就是说，第一分轮罩11的中部具有可以通风的孔，位于第一分轮罩11内侧的中间分轮罩13的尺寸小于第一分轮罩11，以保证在增大相邻两个分轮罩之间的间隙时，可以改变轮罩的通风性。
43.参照图1所示的实施例，第一分轮罩11为圆环形，中间分轮罩13为圆环形，第二分轮罩12为圆形，中间分轮罩13外径小于第一分轮罩11外径，第二分轮罩12直径小于中间分轮罩13的外径，第一分轮罩11内径与中间分轮罩13外径的大小关系可根据实际情况设定，也就是说，第一分轮罩11内径与中间分轮罩13外径可以相等，也可以不等。第二分轮罩12直径与中间分轮罩13内径的大小关系可根据实际情况设定，也就是说，第二分轮罩12直径与中间分轮罩13内径可以相等，也可以不等。
44.参照图2、图4和图5所示，调节装置2包括：调节装置本体21，调节装置本体21上设置有调节块22，调节块22适于推动第二分轮罩12向第一分轮罩11方向运动，以改变多个分轮罩之间的距离。
45.具体地，由于第一分轮罩11与轮毂固定，且相邻两个分轮罩之间通过第一弹性元件14连接，在调节块22推动第二分轮罩12向第一分轮罩11方向运动时，中间分轮罩13也将随第二分轮罩12联动，也就是说，中间分轮罩13也随着第二分轮罩12向第一分轮罩11方向运动，从而减少所有分轮罩在轮罩的轴向方向的距离，以减小流向轮毂的风量，从而有利于降低车轮的风阻系数，进而有利于提升车辆的燃油经济性或续航里程。
46.参照图2、图4和图5所示，调节装置2还包括：调节限位轴23，调节限位轴23的第一端连接在调节装置本体21上，调节限位轴23的第二端朝向第二分轮罩12延伸，且在从第二分轮罩12向第一分轮罩11的方向上，调节限位轴23位于直径逐渐增大的圆锥面的母线上，调节块22穿设于调节限位轴23，调节块22适于在调节限位轴23的第一端和第二端之间移动，在轮罩转动时，调节块22在轮罩不同转速下受到的离心力不同，当轮罩转速增加，调节块22受到的离心力增大，调节块22由调节限位轴23的第一端向第二端方向移动，可推动第二分轮罩12向第一分轮罩11方向运动，第一弹性元件14被压缩，当轮罩转速降低，调节块22受到的离心力降低，第二分轮罩12在第一弹性元件14的复位力作用下向调节装置本体21方向复位，进而推动调节块22向调节限位轴23的第一端方向复位。
47.在本发明的另一些实施例中，调节限位轴23与轮罩转动时的离心力方向的夹角小于30
°
，且调节限位轴23朝向第二分轮罩12方向倾斜，在轮罩转动时，调节块22在轮罩不同转速下受到的离心力不同，当轮罩转速增加，调节块22受到的离心力增大，调节块22由调节限位轴23的第一端向第二端方向移动，可推动第二分轮罩12向第一分轮罩11方向运动，第一弹性元件14被压缩，当轮罩转速降低，调节块22受到的离心力降低，第二分轮罩12在第一弹性元件14的复位力作用下向调节装置本体21方向复位，进而推动调节块22向调节限位轴23的第一端方向复位。
48.可选地调节限位轴23和调节块22可以是多个，例如5个，调节限位轴23沿调节装置本体21的周向等间距布置，以保证调节块22推动第二分轮罩12时，第二分轮罩12的稳定性。
49.参照图4所示，调节块22处于调节限位轴23的第一端时，多个分轮罩在轮罩的轴向方向间隔开，空气可通过多个分轮罩之间的间隙吹向制动系统，以保证制动系统的散热效果，参照图5所示，调节块22处于调节限位轴23的第二端时，多个分轮罩在轮罩的轴向方向贴合，以减少轮罩内外侧气流流动，气流流过车轮侧面时更加平顺，达到降低风阻的目的。
50.参照图2、图4-图6所示，调节块22还与调节装置本体21通过第二弹性元件24相连，调节装置本体21上可设有适于固定第二弹性元件24的凸起212，第二弹性元件24的一端与凸起212固定，第二弹性元件24的另一端与调节块22固定，调节块22由调节限位轴23的第一端向第二端方向移动时，第二弹性元件24被拉伸，第二弹性元件24的可对调节块22施加向限位轴的第一端方向移动的弹力。
51.可选地，第一弹性元件14和第二弹性元件24均为弹簧。
52.参照图3和图6所示，调节装置2还包括：中间轴25，中间轴25与调节装置本体21固定，第二分轮罩12穿设于中间轴25，且中间轴25上设置有限制第二分轮罩12运动极限的限位块251，限位块251的直径可大于中间轴25的直径，第二分轮罩12可在调节装置本体21和限位块251之间沿中间轴25移动，以通过中间轴25限制第二分轮罩12的移动方向和最大移动距离。
53.参照图3-图5所示，轮罩具有多个分轮罩在轮罩的轴向方向间隔开的打开状态和多个分轮罩在轮罩的轴向方向贴合的关闭状态，通过调节调节块22的重量、第一弹性元件14的劲度系数、第二弹性元件24的劲度系数等参数，可以改变轮罩在打开状态与关闭状态切换时轮罩的临界转速，临界转速可通过实验得到，进一步地，根据使用轮罩的车轮尺寸，可将轮罩的临界转速换算为临界车速v。
54.具体地，当车速低于临界车速v时，轮罩的转速低于临界转速，调节块22受到的离心力较小，调节块22其沿调节限位轴23的轴向分力与第二弹性元件24的弹力处于平衡状态，调节块22不动，第一分轮罩11、中间分轮罩13和第二分轮罩12均静止不动，三者之间仍然留有较大间隙，气流可顺畅通过，由于此时的车速较低，车轮的风阻对车辆的燃油经济性或续航里程影响较小。
55.当车速高于临界车速v，轮罩的转速高于临界转速，调节块22受到的离心力增大，调节块22其沿调节限位轴23的轴向分力大于与第二弹性元件24的弹力，调节块22向限位轴的第二端移动，调节块22挤压第二分轮罩12，使第二分轮罩12向第一轮分罩方向移动，第二分轮罩12和中间分轮罩13之间的间隙减小，两者之间的第一弹性元件14被压缩，进而给中间分轮罩13一个向第一分轮罩11方向的推力，中间分轮罩13也向第一分轮罩11方向移动，此时中间分轮罩13和第一分轮罩11之间的间隙也减小，两者之间的第一弹性元件14均被压缩。因此在调节块22较大离心力作用下，第二分轮罩12和中间分轮罩13都向第一分轮罩11方向移动，多个分轮罩之间的间隙被压缩，从而减少轮罩内外侧气流流动，气流流过车轮侧面时更加平顺，达到降低风阻的目的。
56.当车速高于临界车速v进行制动，使车速低于临界车速v时，轮罩的转速由高于临界转速变为低于临界转速，调节块22受到的离心力减小，调节块22沿调节限位轴23的轴向分力小于与第二弹性元件24的弹力，调节块22向限位轴的第一端移动，同时，中间分轮罩13
和第二分轮罩12将向调节装置本体21方向复位，第一分轮罩11、中间分轮罩13和第二分轮罩12在轮罩的轴向方向间隔开，气流可顺畅通过轮罩，以在车辆处于刹车工况时，满足制动系统的散热需求。
57.可选地，临界车速v的取值范围为40km/h-100km/h之间，例如70km/h，当车速低于70km/h时，车轮空气阻力较小，轮罩处于打开状态，可以保证自动系统的散热，当车速高于70km/h时，轮罩处于关闭状态，以降低车轮的空气阻力，虽然此时流过制动系统的风量较小，但在通常情况下，车速高于70km/h时，车辆不会长时间处于制动工况，制动系统也不会产生较多的热量，因此不会影响制动系统的安全性，也就是说，若车辆长时间处于制动工况，车辆的车速会低于70km/h，从而使轮罩处于打开状态，以防止制动系统出现热衰退。
58.根据本发明实施例的轮罩，通过利用调节块22的在不同轮罩转速下受到离心力的不同，控制轮罩的打开和关闭，以实现在需要给制动系统散热时自动将轮罩打开，在车辆高速行驶时自动将轮罩关闭，以平衡好汽车的空气动力学性能与散热性能，具有结构简单、稳定性好、安装使用简便、适于批量生产等优点。
59.另外，本发明的实施例还提供一种车轮，车轮包括：轮毂和上述实施例的轮罩，轮罩可罩设于轮毂朝向车外一侧，通过利用调节块22的在不同车轮转速下受到离心力的不同，控制轮罩的打开和关闭，以实现在需要给制动系统散热时自动将轮罩打开，在车辆高速行驶时自动将轮罩关闭，以平衡好汽车的空气动力学性能与散热性能，具有结构简单、稳定性好、安装使用简便、适于批量生产等优点。
60.此外，本发明的实施例还提供一种车辆，车辆包括上述实施例的车轮，通过利用调节块22的在不同车速下受到离心力的不同，控制轮罩的打开和关闭，以实现在需要给制动系统散热时自动将轮罩打开，在车辆高速行驶时自动将轮罩关闭，以平衡好汽车的空气动力学性能与散热性能，具有结构简单、稳定性好、安装使用简便、适于批量生产等优点。
61.需要说明的是，上述实施例的轮罩可适用于家用轿车、越野车、商用车等各种车型，具有使用范围较广的优点
62.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。
63.尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。