CN205059051U - 复合材料汽车轮毂、汽车车轮总成以及汽车 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种复合材料汽车轮毂、汽车车轮总成以及汽车，其中，复合材料汽车轮毂，包括：短切纤维增强复合材料层，以及复合材料汽车轮毂的骨架；复合材料汽车轮毂的骨架包括连续纤维增强复合材料的轮辋骨架、连续纤维增强复合材料的轮辐骨架、以及轮毂轴承骨架；轮辋骨架与轮辐骨架固定连接，轮辐骨架与轮毂轴承骨架固定连接，满足轮毂承载需求；短切纤维增强复合材料层包覆在复合材料汽车轮毂的骨架的***，满足轮毂复杂外形的快速制造需求。从而减轻了汽车轮毂的重量，满足了汽车轮毂轻量化的要求。

Description

复合材料汽车轮毂、汽车车轮总成以及汽车

技术领域

本实用新型涉及汽车零部件制造技术，尤其涉及一种复合材料汽车轮毂、汽车车轮总成以及汽车。

背景技术

随着汽车技术的发展，对于汽车行驶速度的要求越来越高，从而对于汽车轮毂的轻量化要求越来越突显出来。

然而现有技术中，汽车轮毂通常采用铝合金材料进行制造而得，铝合金虽然比钢铁合金轻便，然而依旧无法满足汽车轮毂的轻量化的要求。

实用新型内容

本实用新型提供一种复合材料汽车轮毂、汽车车轮总成以及汽车，用以解决现有技术中的汽车轮毂无法满足汽车轮毂的轻量化的要求的问题。

本实用新型的一方面提供了一种复合材料汽车轮毂，包括：

短切纤维增强复合材料层，以及复合材料汽车轮毂的骨架；

所述复合材料汽车轮毂的骨架包括连续纤维增强复合材料的轮辋骨架、连续纤维增强复合材料的轮辐骨架、以及轮毂轴承骨架；

所述轮辋骨架与所述轮辐骨架固定连接，所述轮辐骨架与所述轮毂轴承骨架固定连接；

所述短切纤维增强复合材料层包覆在所述复合材料汽车轮毂的骨架的***。

如上所述的复合材料汽车轮毂中，所述轮毂轴承骨架为连续纤维增强复合材料的轮毂轴承骨架。

如上所述的复合材料汽车轮毂中，所述轮辐骨架包括至少3个辐条；

所述辐条沿周向方向设置在所述轮毂轴承骨架与所述轮辋骨架之间，所述辐条的一端与所述轮毂轴承骨架固定连接，所述辐条的另一端与所述轮辋骨架固定连接。

如上所述的复合材料汽车轮毂中，所述辐条为三叉型辐条、或扇型辐条、或二叉型辐条。

如上所述的复合材料汽车轮毂中，所述辐条为具有腔体的辐条，或所述辐条为实心辐条。

本实用新型的另一方面提供了一种汽车车轮总成，包括：轮胎和有如上所述的复合材料汽车轮毂；

其中，所述轮胎与所述复合材料汽车轮毂固定连接。

本实用新型的又一方面提供了一种汽车，包括：车体，所述车体上固定设置有如上所述的汽车车轮总成；

其中所述汽车车轮总成与所述车体固定连接。

本实用新型的技术效果是：提供一种由短切纤维增强复合材料层和复合材料汽车轮毂的骨架构成的复合材料汽车轮毂，复合材料汽车轮毂的骨架包括连续纤维增强复合材料的轮辋骨架、连续纤维增强复合材料的轮辐骨架、以及轮毂轴承骨架；轮辋骨架与轮辐骨架固定连接，轮辐骨架与轮毂轴承骨架固定连接；短切纤维增强复合材料层包覆在复合材料汽车轮毂的骨架的***。从而使得主要由短切纤维增强复合材料层和连续纤维增强复合材料构成的复合材料汽车轮毂相比较于铝合金材料具有较小的重量，可以满足汽车轮毂轻量化的要求；该复合材料汽车轮毂具有高比强、高比模、耐高温、耐腐蚀、耐疲劳、阻尼减震性的性能；同时，***包覆的短切纤维增强复合材料易于通过模压成型工艺或者注塑成型工艺进行复合材料汽车轮毂的外形制作，从而复合材料汽车轮毂的外形制作效率高，并且降低了复合材料汽车轮毂的外形制作的成本。

附图说明

图1为本实用新型实施例一提供的复合材料汽车轮毂的剖面结构示意图一；

图2为本实用新型实施例一提供的复合材料汽车轮毂中的正视图；

图3为本实用新型实施例一提供的复合材料汽车轮毂中的轮辋骨架的制造工艺流程示意图；

图4为本实用新型实施例一提供的复合材料汽车轮毂中的轮辐骨架的制造工艺流程示意图；

图5为本实用新型实施例一提供的复合材料汽车轮毂的剖面结构示意图二；

图6为本实用新型实施例一提供的复合材料汽车轮毂的剖面结构示意图三；

图7为本实用新型实施例一提供的复合材料汽车轮毂的剖面结构示意图四；

图8为本实用新型实施例一提供的复合材料汽车轮毂的辐条的剖面部分结构示意图一；

图9为本实用新型实施例一提供的复合材料汽车轮毂的辐条的剖面结构示意图二；

图10为本实用新型实施例一提供的复合材料汽车轮毂的辐条的剖面结构示意图三。

附图标记：

1-短切纤维增强复合2-复合材料汽车轮毂3-轮辋骨架4-轮辐骨架

材料层的骨架

5-轮毂轴承骨架6-轮辋7-轮辐8-轮毂轴承

9-第一纱架10-第一浸渍槽11-张力辊12-绕丝嘴

13-轮辋模具14-芯轴15-第二纱架16-第三纱架

17-第二浸渍槽18-第三浸渍槽19-成型模具20-热风道

21-牵引装置22-切刀23-辐条

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

图1为本实用新型实施例一提供的复合材料汽车轮毂的剖面结构示意图一，图2为本实用新型实施例一提供的复合材料汽车轮毂中的正视图，如图1和图2所示，本实施例提供的复合材料汽车轮毂，包括：短切纤维增强复合材料层1，以及复合材料汽车轮毂的骨架2；

复合材料汽车轮毂的骨架2包括连续纤维增强复合材料的轮辋骨架3、连续纤维增强复合材料的轮辐骨架4、以及轮毂轴承骨架5；

轮辋骨架3与轮辐骨架4固定连接，轮辐骨架4与轮毂轴承骨架5固定连接；

短切纤维增强复合材料层1包覆在复合材料汽车轮毂的骨架2的***。

在本实施例中，具体的，复合材料汽车轮毂包括了外部的短切纤维增强复合材料层1，以及内部的复合材料汽车轮毂的骨架2。复合材料汽车轮毂的骨架2包括轮辋骨架3、轮辐骨架4以及轮毂轴承骨架5，并且轮辋骨架3和轮辐骨架4的材料都是连续纤维增强复合材料。轮毂轴承骨架5的材料可以是金属材料，本实施例对于轮毂轴承骨架5的材料，不做具体限定。

轮辋骨架3与轮辐骨架4固定连接，轮辐骨架4与轮毂轴承骨架5固定连接。轮辋骨架3与轮辐骨架4可以进行卡接、或焊接、或铆接，轮辐骨架4与轮毂轴承骨架5可以进行卡接、或焊接、或铆接，本实施例对于轮辋骨架3与轮辐骨架4固定连接的具体形式，以及轮辐骨架4与轮毂轴承骨架5固定连接的具体形式不做限定。

并且，短切纤维增强复合材料层1以汽车轮毂的形态包覆在复合材料汽车轮毂的骨架2的***。可以采用模压成型工艺或者注塑成型工艺，将短切纤维增强复合材料层1包覆在复合材料汽车轮毂的骨架2的***。从而轮辋骨架3以及轮辋骨架3***包覆的短切纤维增强复合材料层1成为复合材料汽车轮毂的轮辋6，轮辐骨架4以及轮辐骨架4***包覆的短切纤维增强复合材料层1成为复合材料汽车轮毂的轮辐7，轮毂轴承骨架5以及轮毂轴承骨架5***包覆的短切纤维增强复合材料层1成为复合材料汽车轮毂的轮毂轴承8。

本实施例中，短切纤维增强复合材料层1可以采用环氧、酚醛、聚酯、聚氨酯等热固性树脂以及聚丙烯、聚苯硫醚等热塑性树脂基体；本实施例中，对于短切纤维增强复合材料层1的具体组分，不做限定。

本实施例中，连续纤维增强复合材料可以采用玻璃纤维、碳纤维和芳纶纤维等增强体；本实施例中，对于连续纤维增强复合材料的具体组分，不做限定。

在本实施例中，图3为本实用新型实施例一提供的复合材料汽车轮毂中的轮辋骨架的制造工艺流程示意图，如图3所示，连续纤维束被放置在第一纱架9上，在牵引力的作用下，被牵引至第一浸渍槽10中。第一浸渍槽10中盛放了树脂，树脂会连续浸渍纤维束，然后第一浸渍槽10会对浸渍了树脂的连续纤维束进行集束处理。集束处理后的连续纤维束通过张力辊11对集束处理后的连续纤维束施加一定的张力。然后在绕丝嘴12的作用下在套在芯轴14上的轮辋模具13的表面按一定角度进行连续缠绕，直至成形。在连续纤维束固化成型之后，去除轮辋模具13，得到成型的连续纤维增强复合材料的轮辋骨架3。

在本实施例中，图4为本实用新型实施例一提供的复合材料汽车轮毂中的轮辐骨架的制造工艺流程示意图，如图4所示，连续纤维束被放置在第二纱架15以及第三纱架16上。在牵引装置21的作用下，第二纱架15上的连续纤维束被牵引至第二浸渍槽17中，第二浸渍槽17中盛放了树脂，树脂浸渍完连续纤维束后并对纤维进行集束处理；集束处理后的连续纤维束在成型模具19中进行预成型处理，成为预成型的轮辐骨架4；预成型的轮辐骨架4被牵引至热风道20中进行后固化，最终被牵引装置21牵引至切刀22处切割成为成型的连续纤维增强复合材料的轮辐骨架4，并且轮辐骨架4为单向拉挤型。还可以在纤维束进入成型模具19前，将第三纱架16上的连续纤维束在第三浸渍槽18中浸渍完树脂后缠绕在第二浸渍槽17中牵出的连续纤维束上；在经过成型模具19的预成型处理，热风道20的热固化处理，以及切刀22的切割之后，成为成型的连续纤维增强复合材料的轮辐骨架4，并且此时的轮辐骨架4为拉挤包缠型。

本实施例中，连续纤维束可以是碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维、凯夫拉纤维、有机纤维等。本实施例中，对于连续纤维束的具体组分，不做限定。

本实施例中，树脂可以是所有适用于该复合材料汽车轮毂的制造的热固性和热塑性树脂，如环氧树脂、乙烯基树脂、不饱和聚酯、尼龙、聚苯硫醚等。本实施例中，对于树脂的具体组分，不做限定。

本实施例通过提供一种由短切纤维增强复合材料层1，以及复合材料汽车轮毂的骨架2构成的复合材料汽车轮毂；其中，复合材料汽车轮毂的骨架2包括轮辋骨架3、轮辐骨架4以及轮毂轴承骨架5，并且轮辋骨架3和轮辐骨架4的材料都是连续纤维增强复合材料；轮辋骨架3与轮辐骨架4固定连接，轮辐骨架4与轮毂轴承骨架5固定连接，短切纤维增强复合材料层1包覆在复合材料汽车轮毂的骨架2的***。从而由于连续纤维增强复合材料具有优异的力学性能、可设计性，同时相比较于铝合金材料具有较小的重量，从而由连续纤维增强复合材料作为复合材料汽车轮毂的骨架2结构，可以满足汽车轮毂轻量化的要求；并且，由于短切纤维增强复合材料层1具有易成型、流动性好的性能，从而将短切纤维增强复合材料层1作为复合材料汽车轮毂的外部填充结构，可以实现提高复合材料汽车轮毂的制造效率的效果。并且，复合材料汽车轮毂中的两部分结构都是复合材料，从而复合材料汽车轮毂具有高比强、高比模、耐高温、耐腐蚀、耐疲劳、阻尼减震性的性能。同时，***包覆的短切纤维增强复合材料层1易于通过模压成型工艺或者注塑成型工艺进行复合材料汽车轮毂的外形制作，内部的复合材料汽车轮毂的骨架2可以采用连续拉挤、模压或缠绕等成型工艺等进行制作，从而复合材料汽车轮毂的制作效率高，并且降低了复合材料汽车轮毂制作的成本。

进一步地，在上述实施例的基础上，轮毂轴承骨架5为连续纤维增强复合材料的轮毂轴承骨架5。

在本实施方式中，具体的，轮毂轴承骨架5的材料也可以采用连续纤维增强复合材料。从而可以进一步的降低汽车轮毂的骨架的重量，以及降低汽车轮毂的重量。

进一步地，在上述实施例的基础上，图5为本实用新型实施例一提供的复合材料汽车轮毂的剖面结构示意图二，图6为本实用新型实施例一提供的复合材料汽车轮毂的剖面结构示意图三，图7为本实用新型实施例一提供的复合材料汽车轮毂的剖面结构示意图四，图8为本实用新型实施例一提供的复合材料汽车轮毂的辐条的剖面部分结构示意图一，图9为本实用新型实施例一提供的复合材料汽车轮毂的辐条的剖面结构示意图二，图10为本实用新型实施例一提供的复合材料汽车轮毂的辐条的剖面结构示意图三，如图5、图6、图7、图8、图9和图10所示，本实用新型提供的复合材料汽车轮毂中，轮辐骨架4包括至少3个辐条23；

辐条23沿周向方向设置在轮毂轴承骨架5与轮辋骨架3之间，辐条23的一端与轮毂轴承骨架5固定连接，辐条23的另一端与轮辋骨架3固定连接。

辐条23为三叉型辐条、或扇型辐条、或二叉型辐条。

在本实施方式中，具体的，轮辐骨架4由至少3个辐条23构成，辐条23沿着圆周方向固定设置在轮毂轴承骨架5和轮辋骨架3之间，并且，辐条23的一端与轮毂轴承骨架5固定连接，辐条23的另一端与轮辋骨架3固定连接。其中，辐条23可以沿着圆周方向等间距的固定设置在轮毂轴承骨架5和轮辋骨架3之间，也可以沿着圆周方向不等间距的固定设置在轮毂轴承骨架5和轮辋骨架3之间，本实施例对此不作具体限定。

辐条23可以是三叉型辐条23，也可以是扇型辐条23、也可以是二叉型辐条23等等。举例来说，如图5和图8所示，辐条23可以是三叉型辐条，三叉型辐条中由两根实心直线型的支撑骨，一根弯曲型的支撑骨，图8显示出了三叉型辐条中的一个分支辐条的剖面结构。如图6和图9所示，辐条23可以是空心型辐条，辐条由一根空心型支撑骨构成，整个轮辐4呈现出大五角星的外形。如图7和图10所示，辐条23可以是圆柱型辐条，辐条由一根实心型支撑骨构成。

进一步地，在上述实施例的基础上，本实用新型提供的复合材料汽车轮毂中，辐条23为具有腔体的辐条，或辐条23为实心辐条。

在本实施方式中，具体的，轮辐骨架4上的辐条23可以是具有腔体的，从而，得到空心型的辐条，可以进一步的减轻复合材料汽车轮毂的重量。并且，轮辐骨架4上的辐条23也可以是实心辐条，不具有腔体。

本实用新型实施例二提供了一种汽车车轮总成，包括：轮胎和有如实施例一以及任一实施方式中的复合材料汽车轮毂；

其中，轮胎与复合材料汽车轮毂固定连接。

在本实施例中，具体的，汽车车轮总成由轮胎和复合材料汽车轮毂构成，复合材料汽车轮毂采用实施例一以及任一实施方式中的复合材料汽车轮毂。复合材料汽车轮毂包括了短切纤维增强复合材料层以及复合材料汽车轮毂的骨架，其中，复合材料汽车轮毂的骨架包括轮辋骨架、轮辐骨架以及轮毂轴承骨架，并且轮辋骨架和轮辐骨架的材料都是连续纤维增强复合材料；轮辋骨架与轮辐骨架固定连接，轮辐骨架与轮毂轴承骨架固定连接，短切纤维增强复合材料层以汽车轮毂的形态包覆在复合材料汽车轮毂的骨架的***。轮胎与复合材料汽车轮毂固定连接。

本实施例通过提供一种汽车车轮总成，包括了轮胎和有如实施例一以及任一实施方式中的复合材料汽车轮毂。从而由于连续纤维增强复合材料具有优异的力学性能、可设计性，同时相比较于铝合金材料具有较小的重量，从而由连续纤维增强复合材料作为复合材料汽车轮毂的骨架结构，可以满足汽车轮毂轻量化的要求；并且，由于短切纤维增强复合材料层具有易成型、流动性好的性能，从而将短切纤维增强复合材料层作为复合材料汽车轮毂的外部填充结构，可以实现提高复合材料汽车轮毂的制造效率的效果。并且，复合材料汽车轮毂中的两部分结构都是复合材料，从而复合材料汽车轮毂具有高比强、高比模、耐高温、耐腐蚀、耐疲劳、阻尼减震性的性能。同时，***包覆的短切纤维增强复合材料层易于通过模压成型工艺或者注塑成型工艺进行复合材料汽车轮毂的外形制作，内部的复合材料汽车轮毂的骨架可以采用连续拉挤、模压或缠绕等连续化生产成型工艺等进行制作，从而复合材料汽车轮毂的制作效率高，并且降低了复合材料汽车轮毂制作的成本，进而降低汽车车轮总成的制作成本。

本实用新型实施例三提供了一种汽车，包括：车体，车体上固定设置有如实施例二中的汽车车轮总成；

其中汽车车轮总成与车体固定连接。

在本实施例中，具体的，汽车包括了车体，在车体上固定设置汽车车轮总成，汽车车轮总成采用实施例二提供的汽车车轮总成，并且，汽车车轮总成与车体固定连接。汽车车轮总成包括了固定连接的轮胎和有如实施例一以及任一实施方式中的复合材料汽车轮毂，复合材料汽车轮毂包括了短切纤维增强复合材料层以及复合材料汽车轮毂的骨架，其中，复合材料汽车轮毂的骨架中的轮辋骨架和轮辐骨架的材料都是连续纤维增强复合材料；短切纤维增强复合材料层包覆在复合材料汽车轮毂的骨架的***。

本实施例通过提供一种汽车，包括了车体，车体上固定设置有如实施例二中的汽车车轮总成。从而由于连续纤维增强复合材料具有优异的力学性能、可设计性，同时相比较于铝合金材料具有较小的重量，从而由连续纤维增强复合材料作为复合材料汽车轮毂的骨架结构，可以满足汽车轮毂轻量化的要求；并且，由于短切纤维增强复合材料层具有易成型、流动性好的性能，从而将短切纤维增强复合材料层作为复合材料汽车轮毂的外部填充结构，可以实现提高复合材料汽车轮毂的制造效率的效果。并且，复合材料汽车轮毂中的两部分结构都是复合材料，从而复合材料汽车轮毂具有高比强、高比模、耐高温、耐腐蚀、耐疲劳、阻尼减震性的性能。同时，***包覆的短切纤维增强复合材料层易于通过模压成型工艺或者注塑成型工艺进行复合材料汽车轮毂的外形制作，内部的复合材料汽车轮毂的骨架可以采用连续拉挤、模压或缠绕等连续化生产成型工艺等进行制作，从而复合材料汽车轮毂的制作效率高，并且降低了复合材料汽车轮毂制作的成本，进而降低汽车的制作成本。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种复合材料汽车轮毂，其特征在于，包括：

短切纤维增强复合材料层，以及复合材料汽车轮毂的骨架；

所述复合材料汽车轮毂的骨架包括连续纤维增强复合材料的轮辋骨架、连续纤维增强复合材料的轮辐骨架、以及轮毂轴承骨架；

所述轮辋骨架与所述轮辐骨架固定连接，所述轮辐骨架与所述轮毂轴承骨架固定连接；

所述短切纤维增强复合材料层包覆在所述复合材料汽车轮毂的骨架的***。

2.根据权利要求1所述的复合材料汽车轮毂，其特征在于，所述轮毂轴承骨架为连续纤维增强复合材料的轮毂轴承骨架。

3.根据权利要求1所述的复合材料汽车轮毂，其特征在于，所述轮辐骨架包括至少3个辐条；

所述辐条沿周向方向设置在所述轮毂轴承骨架与所述轮辋骨架之间，所述辐条的一端与所述轮毂轴承骨架固定连接，所述辐条的另一端与所述轮辋骨架固定连接。

4.根据权利要求3所述的复合材料汽车轮毂，其特征在于，所述辐条为三叉型辐条、或扇型辐条、或二叉型辐条。

5.根据权利要求3或4所述的复合材料汽车轮毂，其特征在于，所述辐条为具有腔体的辐条，或所述辐条为实心辐条。

6.一种汽车车轮总成，其特征在于，包括：轮胎和有如权利要求1-5任一所述的复合材料汽车轮毂；

其中，所述轮胎与所述复合材料汽车轮毂固定连接。

7.一种汽车，其特征在于，包括：车体，所述车体上固定设置有如权利要求6所述的汽车车轮总成；

其中所述汽车车轮总成与所述车体固定连接。