最佳空氣動(dòng)力學(xué)自行車(chē)車(chē)輪的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本文描述的實(shí)施例通過(guò)提供以下中的一種或多種來(lái)改善自行車(chē)車(chē)輪周?chē)目諝饬鳎?1)輪輞的最佳前緣寬度，用于防止側(cè)風(fēng)中的早期失速同時(shí)仍然允許充分的穩(wěn)定性并且沒(méi)有過(guò)分的阻力，而且不會(huì)不必要地增加旋轉(zhuǎn)車(chē)輪和車(chē)架上的阻力；(2)在前緣處具有精細(xì)外傾角的側(cè)壁形狀，其限定輪輞的最大寬度處的半徑變化率，其進(jìn)一步限定最大寬度和沿弦長(zhǎng)度的布置，從而優(yōu)化輪輞的空氣動(dòng)力特性；(3)輻條面處的連續(xù)的曲率變化率，其通過(guò)在較大偏航角時(shí)產(chǎn)生側(cè)向力而根本地提高性能和穩(wěn)定性；以及(4)具有相對(duì)于較窄后輪而言較寬的前輪輞的車(chē)輪組，用于幫助在高側(cè)風(fēng)區(qū)的流動(dòng)附著。
【專(zhuān)利說(shuō)明】最佳空氣動(dòng)力學(xué)自行車(chē)車(chē)輪
[0001]相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
本申請(qǐng)要求于2010年11月25日提交的美國(guó)臨時(shí)專(zhuān)利申請(qǐng)第61/417，278號(hào)的權(quán)益，該專(zhuān)利申請(qǐng)的內(nèi)容以參考的方式并入本文中。
【背景技術(shù)】
[0002]幾乎每個(gè)人在其一生中的某個(gè)時(shí)間點(diǎn)會(huì)感受到騎自行車(chē)的樂(lè)趣，許多人在很小的時(shí)候便學(xué)會(huì)騎自行車(chē)。因?yàn)橛變嚎梢哉莆镇T自行車(chē)的基本原理，所以騎自行車(chē)本身似乎非常簡(jiǎn)單。然而，使人興奮的騎車(chē)背后的物理學(xué)原理決不是過(guò)于簡(jiǎn)單。騎車(chē)人需克服作用于平衡、轉(zhuǎn)向、剎車(chē)、加速、避震啟動(dòng)、振動(dòng)的各特性以及許多其它自行車(chē)運(yùn)動(dòng)特性的許多類(lèi)型的力。此外，這些力中的許多力在各物理領(lǐng)域是易于變化的并且取決于其周?chē)h(huán)境和/或來(lái)自其它特性的力，因此使復(fù)雜程度增加了數(shù)個(gè)數(shù)量級(jí)。
[0003]考慮自行車(chē)的整體復(fù)雜性變得稍微占據(jù)優(yōu)勢(shì)。然而，單獨(dú)地評(píng)價(jià)作用于自行車(chē)騎行的各種特性的力使得該任務(wù)變得稍微易于控制。例如，如果我們把自行車(chē)運(yùn)動(dòng)員或騎車(chē)人與其自行車(chē)看作單一系統(tǒng)，則出現(xiàn)作用于該系統(tǒng)及其部件的兩組力:內(nèi)力和外力。外力主要是由騎車(chē)人以及騎車(chē)人與自行車(chē)的相互作用(例如，自行車(chē)部件的摩擦)所造成。另一方面，內(nèi)力是由于重力、慣性、與地面的接觸、以及與大氣的接觸所造成。
[0004]雖然內(nèi)力會(huì)對(duì)自行車(chē)性能具有顯著影響，但大部分自行車(chē)運(yùn)動(dòng)員都會(huì)贊同最大的阻力來(lái)自于自行車(chē)在空氣中運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的外力。當(dāng)騎車(chē)人試圖運(yùn)動(dòng)得更快時(shí)空氣阻力和側(cè)風(fēng)力會(huì)變得更大，這相應(yīng)地要求騎車(chē)人花費(fèi)更多的能量來(lái)克服這些力。因此，這些力成為自行車(chē)設(shè)計(jì)中的重要考慮因素，特別是在自行車(chē)競(jìng)賽和鐵人三項(xiàng)運(yùn)動(dòng)的領(lǐng)域。
[0005]傳統(tǒng)地，自行車(chē)結(jié)構(gòu)(例如車(chē)架、座管、前叉腿、變速桿等)通常具有圓形或者通常呈均勻平滑曲線的剖面形狀。這種結(jié)構(gòu)具有長(zhǎng)度/寬度的縱橫比相對(duì)較小的剖面。本文中使用的剖面的“縱橫比”的定義是在單位寬度上的單位長(zhǎng)度，其中長(zhǎng)度的取向通常與自行車(chē)結(jié)構(gòu)的行進(jìn)方向一致。例如，具有圓形剖面的自行車(chē)結(jié)構(gòu)的縱橫比大約為I。在騎行期間，縱橫比大約為I的自行車(chē)結(jié)構(gòu)在自行車(chē)結(jié)構(gòu)剖面的一部分周邊附近發(fā)生氣流分離。氣流分離會(huì)在緊接在各自行車(chē)輪胎后面的尾流區(qū)形成旋流并且經(jīng)常形成氣流的湍流區(qū)?？諝饬髦械奈擦魇悄芰繐p耗以及與自行車(chē)結(jié)構(gòu)(因此自行車(chē))相關(guān)的相對(duì)較高水平阻力的指示物。
[0006]為了減小與自行車(chē)空氣流作用相關(guān)的外部阻力，自行車(chē)制造商現(xiàn)在設(shè)計(jì)并制造出具有改進(jìn)的空氣動(dòng)力學(xué)特性的自行車(chē)結(jié)構(gòu)。這種被廣泛采納的方案為自行車(chē)結(jié)構(gòu)提供翼型形狀，該翼型形狀常常與飛機(jī)機(jī)翼、汽車(chē)擾流板、船用部件(通常稱(chēng)為水翼或水翼穩(wěn)定板)、以及其它空氣動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)相關(guān)。
[0007]無(wú)論翼型形狀結(jié)構(gòu)的具體用途是什么，翼型的剖面通常都具有比其寬度大數(shù)倍的長(zhǎng)度。翼型的前部、或者前緣通常是彎曲的(盡管其它形狀是可行的)并且構(gòu)造成取向在相對(duì)于預(yù)定行進(jìn)方向?yàn)橄蚯胺较?。通常，面朝相反方向的?cè)壁從前緣向后延伸并且在翼型剖面的后緣會(huì)聚。
[0008]后緣構(gòu)成翼型的結(jié)束部分并且通常與翼型的變窄的尖尾翼部相鄰。在剖面的前緣和后緣之間延伸的弦是機(jī)翼長(zhǎng)度的指示物，并且通常比在剖面的面朝相反方向的側(cè)壁之間延伸的最長(zhǎng)弦長(zhǎng)許多倍。在機(jī)翼相鄰側(cè)壁的最寬部分之間延伸的弦是機(jī)翼寬度。提供具有大于寬度的長(zhǎng)度的翼型，產(chǎn)生具有縱橫比通常比I大許多倍的剖面的翼型。
[0009]較大的縱橫比使得空氣流的運(yùn)動(dòng)方向在翼型上從而與翼型形狀一致并且減小空氣流與自行車(chē)結(jié)構(gòu)的壁發(fā)生分離的可能性(與具有接近于I的較小縱橫比的自行車(chē)結(jié)構(gòu)相比)。類(lèi)似地，增大的縱橫比減小通常緊接在自行車(chē)結(jié)構(gòu)后面所形成湍流尾流區(qū)的大小，因此減小自行車(chē)或系統(tǒng)的總體外部阻力。盡管與具有較小縱橫比的結(jié)構(gòu)相比這種翼型形狀提供減小阻力性能，但這種形狀具有它們各自的缺陷或限制。
[0010]例如，國(guó)際自行車(chē)競(jìng)賽規(guī)則限制自行車(chē)車(chē)架管的容許剖面。這些規(guī)則規(guī)定了剖面形狀的最大長(zhǎng)度和最小寬度，因此有效地規(guī)定了最大容許縱橫比。對(duì)于許多有經(jīng)驗(yàn)的騎車(chē)人而言，該最大容許縱橫比遠(yuǎn)小于理想地減小騎車(chē)人所遇到阻力的量。亦即，許多有經(jīng)驗(yàn)的騎車(chē)人更喜歡超過(guò)規(guī)定限制的增大縱橫比的自行車(chē)；然而，如果他們希望參加許多賽事，他們必須遵守強(qiáng)加的限制。因此，雖然翼型形狀的自行車(chē)結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)的鈍剖面(例如圓形)相比遇到較低水平的阻力，但受管制的翼型形狀的管不能實(shí)現(xiàn)利用具有較大縱橫比的翼型所能夠獲得的空氣動(dòng)力學(xué)改進(jìn)。
[0011]除了上述受管制的性能考慮因素外，實(shí)際的考慮因素也限制可達(dá)到的自行車(chē)結(jié)構(gòu)縱橫比。例如，當(dāng)隨著縱橫比增大剖面長(zhǎng)度增大且剖面寬度減小時(shí)，自行車(chē)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和/或側(cè)向剛度下降。換句話說(shuō)，改進(jìn)空氣流的剖面細(xì)長(zhǎng)形狀也減損自行車(chē)結(jié)構(gòu)的側(cè)向強(qiáng)度。盡管解決此關(guān)系的努力產(chǎn)生了具有改進(jìn)側(cè)向強(qiáng)度性能的車(chē)架組件，但這些組件經(jīng)常導(dǎo)致重量增加，這幾乎抵消了由于改進(jìn)的空氣動(dòng)力學(xué)性能所獲得的利益。因此，當(dāng)把剖面形狀變成期望的縱橫比時(shí)，在結(jié)構(gòu)完整性與自行車(chē)車(chē)架重量之間存在著細(xì)微的平衡。
[0012]許多已知的翼型構(gòu)造的另一個(gè)缺點(diǎn)是難以形成翼型形狀的錐形尾翼部。普通翼型形狀結(jié)構(gòu)的尾翼相對(duì)較窄并且逐漸變化到翼型的通常為尖的后緣。形成無(wú)缺陷的尖尾翼部是相當(dāng)難以制造的，尤其在通常用于制造自行車(chē)結(jié)構(gòu)(例如車(chē)架、車(chē)架管、叉管等)的復(fù)合成型工藝中是成問(wèn)題的。簡(jiǎn)單地說(shuō)，利用目前自行車(chē)車(chē)架構(gòu)造中的常用材料和工藝難以維持車(chē)架管部的期望形狀。
[0013]因此，對(duì)于不過(guò)度減損系統(tǒng)的側(cè)向強(qiáng)度并且優(yōu)選地符合國(guó)際自行車(chē)競(jìng)賽規(guī)則的、具有改進(jìn)空氣動(dòng)力學(xué)性能的自行車(chē)結(jié)構(gòu)存在著需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014]本發(fā)明的示例性實(shí)施例克服了目前自行車(chē)結(jié)構(gòu)的上述不足和缺陷。例如，本文中所描述實(shí)施例優(yōu)化了自行車(chē)部件的翼型形狀(最顯著地在自行車(chē)輪中)，這些實(shí)施例提供總體增強(qiáng)性能同時(shí)仍然保持剛性和耐用性并且符合國(guó)際競(jìng)賽規(guī)則。更具體地，本發(fā)明的示例性實(shí)施例通過(guò)提供以下特征中的一種或多種來(lái)改進(jìn)自行車(chē)車(chē)輪周?chē)目諝饬?(1)輪輞的最佳前緣寬度，該寬度是用于防止在側(cè)風(fēng)中的早期失速同時(shí)仍然能夠獲得充分的穩(wěn)定性并且沒(méi)有過(guò)分的阻力；(2)在前緣具有精細(xì)外傾角的側(cè)壁形狀，在該側(cè)壁形狀輪輞的最大寬度處限定半徑變化率；(3)基于最佳前緣和精細(xì)外傾角，另一個(gè)實(shí)施例進(jìn)一步限定最大寬度以及沿簾線長(zhǎng)度的布置以便優(yōu)化輪輞的空氣動(dòng)力特性；(4)在輻條面中的連續(xù)、均勻分布的、均勻的、和/或逐漸的曲率變化率，該變化率通過(guò)在較大偏航角處產(chǎn)生側(cè)向力而根本地提高性能和穩(wěn)定性；(5)實(shí)質(zhì)的雙前緣機(jī)翼輪輞，該輪輞將輪胎組合成在后緣具有大輻條孔面半徑的輪輞的前緣，由此在兩個(gè)方向上提供最佳空氣流；(6)輪輞，該輪輞使曲率變化率最小化并且使輻條孔半徑最大化到在各流動(dòng)方向上產(chǎn)生平衡的空氣流側(cè)向力的水平，因此實(shí)質(zhì)地排除側(cè)風(fēng)影響；(7)通過(guò)將前述特征組合到單個(gè)輪輞中，而獲得形成最佳空氣流和附著的輪輞總體復(fù)合幾何形狀；以及(8)具有不同于后輪輞的前輪輞的車(chē)輪組，該不同的目的是幫助在自行車(chē)周?chē)蜕弦约霸诟邆?cè)風(fēng)區(qū)的總體流動(dòng)附著和最小阻力。應(yīng)注意，本“
【發(fā)明內(nèi)容】
”簡(jiǎn)單地以簡(jiǎn)化形式介紹下面在“【具體實(shí)施方式】”中作進(jìn)一步描述的概念選擇。因此，本“
【發(fā)明內(nèi)容】
”不必確定要求保護(hù)的主題的主要特征或基本方面，且并非意圖用來(lái)幫助確定請(qǐng)求保護(hù)的主題的范圍。
[0015]本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中加以陳述，并且將部分地基于描述而理解或者可以通過(guò)本發(fā)明的實(shí)施而獲知。本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)可借助于特別是在所附權(quán)利要求中所指出的方法及組合而實(shí)現(xiàn)和獲得。本發(fā)明的這些特征和其它特征將基于下面的描述和所附權(quán)利要求而變得更加完全理解或者可以通過(guò)下文中說(shuō)明的本發(fā)明的實(shí)施而獲知。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0016]為了描述可以獲得本發(fā)明上述特征和其它有利特征的方式，將通過(guò)參考附圖中所說(shuō)明的本發(fā)明具體實(shí)施例來(lái)提供對(duì)上面簡(jiǎn)略描述的本發(fā)明的更具體描述。應(yīng)理解的是，這些附圖只是描繪本發(fā)明的典型實(shí)施例，因此不應(yīng)被認(rèn)為限制本發(fā)明的范圍；下面將通過(guò)使用附圖來(lái)更具體和更詳細(xì)地描述和解釋本發(fā)明，其中:
圖1是具有可以受益于本發(fā)明一種或多種改進(jìn)的相關(guān)部件和結(jié)構(gòu)的典型自行車(chē)的總體視圖；
圖2是可應(yīng)用本發(fā)明各種實(shí)施例的車(chē)輪的側(cè)視圖；
圖3是圖2中的車(chē)輪的透視圖；
圖4是在由圖3中直線5-5所限定平面中的圖2和圖3中所描繪車(chē)輪的剖面，示出了管型輪輞的剖面圖并且還限定了可應(yīng)用本發(fā)明各種實(shí)施例的外傾角；
圖5是由圖2和圖3中的直線5-5所構(gòu)成的橫剖面，圖中示出了也可應(yīng)用本發(fā)明各種實(shí)施例的替代的緊鉗輪輞；
圖6A和圖6C示出了具有標(biāo)準(zhǔn)尺寸的典型形狀輪輞及其相應(yīng)的單向翼型形狀的剖面
圖；
圖6B和圖6D示出了根據(jù)示例性實(shí)施例的實(shí)質(zhì)雙前緣形狀的輪輞及其相應(yīng)的雙向翼型形狀或氣流型狀的剖面圖；
圖7示出了在典型的現(xiàn)有技術(shù)輪輞剖面周?chē)那首兓实牟贿B續(xù)性；
圖8示出了用于描述本發(fā)明示例性實(shí)施例的、如何限定半徑和曲率變化率；
圖9示出了用于標(biāo)準(zhǔn)輪輞與應(yīng)用本發(fā)明各種有利特征的最佳輪輞的空氣動(dòng)力學(xué)阻力比較的、測(cè)量的偏航角；
圖1OA和圖1OB示出了根據(jù)本文中所描述示例性實(shí)施例的70毫米(mm)深度輪輞的剖面的許多最佳特征、以及基于這種優(yōu)化所實(shí)現(xiàn)的連續(xù)曲率變化率；
圖11示出了根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的具有各種標(biāo)準(zhǔn)尺寸車(chē)輪深度的G3連續(xù)性的連續(xù)曲率變化率； 圖12A、12B和12C示出了根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的前緣寬度以及沿簾線的輪輞深度的百分率最大寬度的布置；
圖13是表3中所描述35毫米深度輪輞的剖面圖；
圖14是表3中所描述45毫米深度輪輞的剖面圖；
圖15是表3中所描述60毫米深度輪輞的剖面圖；
圖16是表3中所描述70毫米深度輪輞的剖面圖；
圖17是表3中所描述85毫米深度輪輞的剖面圖；
圖18是表3中所描述95毫米深度輪輞的剖面圖；并且
圖19是輪輞的剖面圖，示出了各個(gè)點(diǎn)，在所述各個(gè)點(diǎn)處測(cè)量曲率半徑以獲得表3至表9中所包含的數(shù)據(jù)。
【具體實(shí)施方式】
[0017]本發(fā)明延伸到用于最佳地減小由側(cè)風(fēng)和其它外部因素產(chǎn)生的自行車(chē)車(chē)輪阻力的方法、系統(tǒng)和裝置。例如，一個(gè)實(shí)施例限制了為實(shí)現(xiàn)自行車(chē)周?chē)罴芽諝鈩?dòng)力學(xué)的輪輞前緣寬度，同時(shí)具有用于限制失速的充分寬度。類(lèi)似地，其它實(shí)施例通過(guò)優(yōu)化具有精細(xì)外傾角的側(cè)壁形狀來(lái)減小自行車(chē)車(chē)輪的總體阻力，所述外傾角是用于在一系列多種偏航角中防止側(cè)壁分離和湍流并且維持最佳空氣流。其它實(shí)施例提供具有連續(xù)的、均勻分布的、均勻的、和/或逐漸的曲率變化率(即，在表面積角中特別是在輪輞后緣的周?chē)蚋浇鼪](méi)有突然的階梯或變化)的輪輞的輻條面，該輻條面的目的是通過(guò)在較大偏航角處產(chǎn)生側(cè)向力(即，當(dāng)流動(dòng)在相反方向上時(shí)作用于輪輞或車(chē)輪的背側(cè))來(lái)提高總體穩(wěn)定性和性能。另一個(gè)實(shí)施例提供實(shí)質(zhì)的雙前緣機(jī)翼輪輞，該輪輞的目的是通過(guò)將作為車(chē)輪前緣的輪胎與在后緣(從輪輞或車(chē)輪的返流側(cè)看則變?yōu)榍熬?的大輻條孔面半徑組合而優(yōu)化在所有方向上的空氣流。因此，車(chē)輪或輪輞變得平衡，這是因?yàn)樽饔糜谳嗇y或車(chē)輪的前部和后部的側(cè)向力被調(diào)整為彼此平衡從而減小或消除任何旋轉(zhuǎn)力矩的產(chǎn)生。另外，另一個(gè)實(shí)施例是通過(guò)限定具有不同前輪和后輪形狀和尺寸的車(chē)輪組而改進(jìn)自行車(chē)系統(tǒng)總體空氣動(dòng)力學(xué)，從而幫助實(shí)現(xiàn)在自行車(chē)周?chē)妥孕熊?chē)上以及高側(cè)風(fēng)區(qū)中的總體流動(dòng)附著和最小阻力。
[0018]在詳細(xì)描述本發(fā)明上述有利特征之前，下面的一些段落一般性地描述了用于理解本發(fā)明各種實(shí)施例的術(shù)語(yǔ)的定義。另外，以下圖示中的部分圖示一般性地描述了可應(yīng)用由本發(fā)明所實(shí)現(xiàn)的許多益處(如后面更詳細(xì)描述)的目前自行車(chē)結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)的各種方面、特性或特征。
[0019]定義
翼型:自行車(chē)胎的二維剖面，該剖面通常代表被限定在水線平面中的流線型空氣動(dòng)力學(xué)形狀。
[0020]縱橫比:二維翼型的大弦(長(zhǎng)度或總輪輞深度)與小弦(最大寬度)的比率。
[0021]邊界層:緊靠翼型壁的運(yùn)動(dòng)較慢的流體層。
[0022]CFD:模擬流體流動(dòng)并且可以用于預(yù)測(cè)空氣動(dòng)力學(xué)的計(jì)算流體力學(xué)或者計(jì)算機(jī)軟件。
[0023]外傾角(側(cè)壁):本文中使用的外傾角(側(cè)壁)是指輪輞側(cè)壁和與該側(cè)壁相鄰的假設(shè)垂直線之間的角度。[0024]端部效應(yīng):經(jīng)過(guò)有限長(zhǎng)度翼型部分的端部的流動(dòng)，其通常增加阻力且減小升力。
[0025]輪輞的前緣(LE):是輪輞的兩個(gè)邊緣之一，其保持輪胎側(cè)壁并且形成將輪胎固定到輪輞的輪床的一部分。這種邊緣在傳統(tǒng)“緊鉗”型車(chē)輪的情況下可采用凸緣的形式或者可以采用淺唇部的形狀，該唇部構(gòu)成輪胎位于管狀或者上縫合輪輞中的尖端。應(yīng)注意，基于其用途這也可以是指輪胎床與前緣前端之間的距離(以毫米為單位進(jìn)行測(cè)量)。
[0026]前緣寬度:是在其最前端或者朝向胎圈或邊緣的最遠(yuǎn)點(diǎn)處兩個(gè)前緣之間的內(nèi)部寬度。
[0027]LE側(cè)壁:與前緣有關(guān)并且限定側(cè)壁相對(duì)于前緣在何處開(kāi)始。雖然側(cè)壁通常具有大的逐漸曲率，但輪輞是在具有小得多的半徑的前緣的數(shù)毫米內(nèi)。
[0028]LE側(cè)壁寬度:限定在LE側(cè)壁處的輪輞寬度，該寬度通常是在輪胎或車(chē)胎嵌在輪輞側(cè)壁內(nèi)的輪床處。
[0029]最大寬度:是指輪輞的最大寬度，該最大寬度通常超過(guò)LE側(cè)壁寬度并且是在從前緣開(kāi)始測(cè)量的沿輪輞弦的部分距離處(即，考慮總輪輞深度)，該最大寬度可以進(jìn)一步被上述和下文中的外傾角所限定。
[0030]傾斜度:部件的豎直傾斜角，例如下管具有接近45度的傾斜度。
[0031]曲率變化率或梯度:限定在給定表面上每曲線毫米(mm)的曲率或半徑變化中的差異。具體地，在一點(diǎn)處的曲線的曲率半徑R是最佳地近似在該點(diǎn)處的曲線的圓弧半徑的量度。應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到的是，在沿二維剖面的曲線的任意交叉點(diǎn)處，可以畫(huà)出與該曲線相切的一條直線。然后測(cè)量在該點(diǎn)處的垂直于切線的曲率半徑(R)?；谠撉拾霃?R)，可以利用以下公式I來(lái)表示曲率(K)，該公式I在其最簡(jiǎn)單的形式中可以被看作是圓半徑的倒數(shù)。
[0032]公式 I
【權(quán)利要求】
1.一種制造物件，包括: 自行車(chē)輪輞，所述自行車(chē)輪輞具有: 前緣，所述自行車(chē)輪輞構(gòu)造成在所述前緣處接合輪胎； 輻條面，從所述輻條面，一根或多根輻條從所述自行車(chē)輪輞延伸； 側(cè)壁，所述側(cè)壁從所述輻條面向所述前緣延伸，并且 所述輻條面和所述側(cè)壁具有逐漸的和連續(xù)的曲率變化率。
2.如權(quán)利要求1所述的制造物件，其中，所述曲率變化率沿所述輻條面均勻地分布。
3.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的制造物件，其中，輻條面周?chē)那矢卟⑶宜銮实淖兓实汀?br> 4.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的制造物件，其中，所述曲率變化率小于85毫米每線性毫米。
5.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的制造物件，其中，沿所述輻條面的任意點(diǎn)處的半徑大于6毫米。
6.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的制造物件，其中，沿所述輻條面的任意點(diǎn)處的半徑具有不大于15毫米的下限。
7.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的制造物件，其中，所述輻條面具有在大約51毫米和60暈米之間的長(zhǎng)度。
8.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的制造物件，其中，所述自行車(chē)輪輞是35毫米型輪輞，其沿所述輻條面和所述側(cè)壁具有150毫米的最大曲率半徑。
9.如權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的制造物件，其中，所述自行車(chē)輪輞是深剖面型輪輞，其沿所述輻條面和所述側(cè)壁具有420毫米及更大的曲率半徑。
10.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的制造物件，其中，所述自行車(chē)輪輞在所述前緣處具有大約23毫米至27毫米的寬度。
11.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的制造物件，其中，所述自行車(chē)輪輞在所述前緣處具有24毫米至26毫米之間的寬度。
12.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的制造物件，其中: 從所述前緣到所述輻條面的端部測(cè)量的弦距離限定所述自行車(chē)輪輞的總輪輞深度；并且 所述自行車(chē)輪輞具有位于從所述前緣測(cè)量的所述總輪輞深度的大約40%或更小處的最大寬度。
13.如權(quán)利要求12所述的制造物件，其中，所述最大寬度比所述前緣處的自行車(chē)輪輞的寬度寬大約0.75毫米。
14.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的制造物件，還包括: 所述自行車(chē)輪輞具有位于所述前緣和所述側(cè)壁之間的剎車(chē)面； 所述剎車(chē)面和所述側(cè)壁限定外傾角；并且 所述外傾角大于175°且小于178°。
15.如權(quán)利要求14所述的制造物件，其中，所述外傾角至少為177.5°并且至多為177.8。。
16.如權(quán)利要求1所述的制造物件，還包括:所述自行車(chē)輪輞在所述前緣處具有24毫米至26毫米之間的寬度； 所述自行車(chē)輪輞具有位于從所述前緣測(cè)量的總輪輞深度的大約40%或更小處的最大寬度； 所述自行車(chē)輪輞具有位于所述前緣和所述側(cè)壁之間的剎車(chē)面； 所述剎車(chē)面和所述側(cè)壁限定外傾角；并且 所述外傾角大于175°且小于178°。
17.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的制造物件，還包括: 在所述前緣處聯(lián)接到所述輪輞的輪胎； 其中，所述輻條面大；并且 其中，所述輪胎和輪輞形成具有可逆前緣的雙向翼型。
18.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的制造物件，還包括: 所述輻條；` 輪轂，所述輪轂連接到所述輻條；并且 所述輻條面具有輻條孔，所述輻條從所述輻條孔延伸到所述輪轂。
19.一種包括如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的自行車(chē)輪輞的自行車(chē)。
20.一種自行車(chē)輪輞，包括: 一對(duì)相對(duì)的側(cè)壁，所述一對(duì)相對(duì)的側(cè)壁在輪胎通常安置處從所述輪輞的前緣向后延伸；以及 輻條面，所述輻條面被定向成具有類(lèi)似于翼型形狀的前部的剖面形狀，其中，所述剖面形狀開(kāi)始于所述相對(duì)側(cè)壁的曲率變化率發(fā)生變化處的最大值點(diǎn)，并且其中，所述剖面形狀在整個(gè)輻條面上包括連續(xù)的和逐漸的曲率變化率，用于改進(jìn)在側(cè)風(fēng)環(huán)境中在寬程度的偏航角上的車(chē)輪性能。
21.如權(quán)利要求20所述的自行車(chē)輪輞，連續(xù)的曲率變化率小于50毫米每線性毫米。
22.—種自行車(chē)輪輞，包括: 彎曲的輪胎基部，用于將輪胎安置到所述輪輞，其中，所述輪胎當(dāng)被附接時(shí)充當(dāng)輪輞的前剖面指向所述自行車(chē)的行進(jìn)方向時(shí)的實(shí)質(zhì)的雙前緣翼型的第一前緣；以及 輻條孔面，當(dāng)所述輪胎充當(dāng)所述第一前緣時(shí)，所述輻條孔面具有在所述實(shí)質(zhì)的雙前緣翼型的第一后緣上限定的表面區(qū)，其中，所述輻條孔面的表面在總輪輞深度的點(diǎn)處包括超過(guò)預(yù)定閾值的最小半徑，均勻分布的增大的半徑從所述最小半徑點(diǎn)向后延伸至大致均勻半徑的側(cè)壁表面，由此提供具有在所述輻條面上的連續(xù)曲率和盡可能大的半徑的輪輞。
23.一種自行車(chē)輪輞，包括: 一對(duì)相對(duì)的前緣側(cè)壁，所述一對(duì)相對(duì)的前緣側(cè)壁在輪胎通常安置處從所述輪輞的前緣向后延伸；以及 一對(duì)前緣側(cè)壁，所述一對(duì)前緣側(cè)壁從所述一對(duì)相對(duì)的側(cè)壁向前延伸至輪胎通常安置處的所述輪輞的前緣，其中，沿所述輪輞的外表面在各對(duì)相對(duì)的側(cè)壁和各對(duì)前緣側(cè)壁之間形成的低外傾角產(chǎn)生小于178度但大于175度的角度。
24.如權(quán)利要求23所述的自行車(chē)輪輞，其中，所述外傾角在177.5和177.8度之間。
25.一種設(shè)計(jì)自行車(chē)輪輞的方法，包括: 基于最佳期望性能和基于側(cè)壁的長(zhǎng)度和前緣長(zhǎng)度的所述的總深度來(lái)設(shè)定前緣寬度；基于期望的弦深度百分率和預(yù)定的外傾角來(lái)限定所述輪輞的最大寬度；以及基于由所述輪輞的最大寬度和深度限定的矩形來(lái)限定輻條孔面的最佳形狀，其中，所述輻條孔面包括用以減小前緣處的流動(dòng)分離的大半徑以及基于所述限定的矩形的最小曲率變化率。
26.如權(quán)利要求25所述的方法，其中，所述前緣寬度不超過(guò)26毫米。
27.如權(quán)利要求26所述的方法，其中，所述前緣寬度為25毫米。
28.如權(quán)利要求25至27中任一項(xiàng)所述的方法，其中， 所述弦深度百分率小于40% ;并且 所述自行車(chē)輪輞的外傾角大于175°且小于178°。
29.如權(quán)利要求25至28中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述半徑大于6毫米且小于15毫米。
30.如權(quán)利要求29所述的方法，其中，所述自行車(chē)輪輞被包括在自行車(chē)的后輪中，并且被設(shè)計(jì)成促進(jìn)所述自行車(chē)的后輪和車(chē)架周?chē)目諝饬鲃?dòng)。
31.如權(quán)利要求25至30中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述曲率變化率不能超過(guò)85毫米每線性毫米。
32.—種自行車(chē)輪輞組，包括: 前輪輞，所述前輪輞包括從所述輪輞的前緣向后延伸至輻條面的一對(duì)相對(duì)的側(cè)壁，其中，所述前輪輞限定以下中的一個(gè)或多個(gè):(i)前緣寬度和/或最大輪輞寬度；(ii)基于所述相對(duì)側(cè)壁的長(zhǎng)度、所述前緣的長(zhǎng)度和所述輻條面的長(zhǎng)度的沿弦的所述輪輞的深度；或者(iii)基于外傾角、前緣寬度、最大輪輞寬度和沿所述弦的布置、或者所述輻條面的尺寸中的一個(gè)或多個(gè)的輪輞形狀；以及 后輪輞，所述后輪輞包括從所述輪輞的前緣向后延伸至輻條面的一對(duì)相對(duì)的側(cè)壁，其中，所述前輪輞限定以下中的一個(gè)或多個(gè):(i)前緣寬度和/或最大輪輞寬度；(ii)基于所述相對(duì)側(cè)壁的長(zhǎng)度、所述前緣的長(zhǎng)度和所述輻條面的長(zhǎng)度的沿弦的所述輪輞的深度；或者(iii)基于外傾角、前緣寬度、最大輪輞寬度和沿所述弦的布置、或者所述輻條面的尺寸中的一個(gè)或多個(gè)的輪輞形狀，其中，所述后輪輞在寬度、深度或形狀中的一個(gè)或多個(gè)中不同于所述前輪輞。
33.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的自行車(chē)輪輞，其中，相比較窄和較深的后輪輞，所述前輪更寬且更淺。
34.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的自行車(chē)輪輞，其中，所述曲率變化率由以下公式表示:? ΙΟ￡ 其中: BK =曲率變化率或梯度； K1=在測(cè)量Ap1處的曲率； K2=在測(cè)量點(diǎn)P2處的曲率；并且 L=測(cè)量點(diǎn)P1和P2之間的曲線距離。
35.如權(quán)利要求34所述的自行車(chē)輪輞，其中，所述曲線距離(L)在測(cè)量點(diǎn)之間至多為3毫米。
36.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的自行車(chē)輪輞，其中，最大曲率變化率小于0.045毫米/毫米。
37.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的自行車(chē)輪輞，其中，最大曲率變化率至多為大約0.020毫米/毫米。
38.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的自行車(chē)輪輞，其中，最大曲率變化率至多為大約0.0120毫米/毫米。
39.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的自行車(chē)輪輞，其中，最大曲率變化率至多為大約0.0113毫米/毫米。
40.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的自行車(chē)輪輞，其中，最大的曲率變化率的變化率小于0.0276毫米/毫米。
41.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的自行車(chē)輪輞，其中，最大的曲率變化率的變化率至多為大約0.0100毫米/毫米2。
42.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的自行車(chē)輪輞，其中，最大的曲率變化率的變化率至多為大約0.0040毫米/毫米2。
43.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的自行車(chē)輪輞，其中，最大的曲率變化率的變化率至多為大約0.0030毫米/毫米2。
44.如權(quán)利要求1至35中任一項(xiàng)所述的自行車(chē)輪輞，其中，所述自行車(chē)輪輞是35毫米輪輞，最大曲率變化率至多為大約0.0057毫米/毫米并且最大的曲率變化率的變化率大約為不大于0.0008毫米/毫米2。
45.如權(quán)利要求1至35中任一項(xiàng)所述的自行車(chē)輪輞，其中，所述自行車(chē)輪輞是45毫米輪輞，最大曲率變化率至多為大約0.0066毫米/毫米并且最大的曲率變化率的變化率至多為大約0.0022毫米/毫米2。
46.如權(quán)利要求1至35中任一項(xiàng)所述的自行車(chē)輪輞，其中，所述自行車(chē)輪輞是60毫米輪輞，最大曲率變化率至多為大約0.0087毫米/毫米并且最大的曲率變化率的變化率至多為大約0.0015毫米/毫米2。
47.如權(quán)利要求1至35中任一項(xiàng)所述的自行車(chē)輪輞，其中，所述自行車(chē)輪輞是70毫米輪輞，最大曲率變化率至多為大約0.0084毫米/毫米并且最大的曲率變化率的變化率至多為大約0.0012毫米/毫米2。
48.如權(quán)利要求1至35中任一項(xiàng)所述的自行車(chē)輪輞，其中，所述自行車(chē)輪輞是85毫米輪輞，最大曲率變化率至多為大約0.0113毫米/毫米并且最大的曲率變化率的變化率至多為大約0.0015毫米/毫米2。
49.如權(quán)利要求1至35中任一項(xiàng)所述的自行車(chē)輪輞，其中，所述自行車(chē)輪輞是90毫米輪輞，最大曲率變化率至多為大約0.0120毫米/毫米并且最大的曲率變化率的變化率至多為大約0.0030毫米/毫米2。
50.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的自行車(chē)輪輞，其中，所述側(cè)壁和所述輻條面具有G3連續(xù)性。
51.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的自行車(chē)輪輞，其中，所述曲率半徑從所述側(cè)壁到所述福條面的中心一直減小。
52.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的自行車(chē)輪輞，其中，所述自行車(chē)輪輞具有位于從所述前緣測(cè)量的總輪輞深度的大約40%或更小處的最大寬度。
53.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的自行車(chē)輪輞，其中，所述自行車(chē)輪輞具有位于從所述前緣測(cè)量的總輪輞深度的大約30%或更小處的最大寬度。
【文檔編號(hào)】B60B1/00GK103502021SQ201180065960
【公開(kāi)日】2014年1月8日 申請(qǐng)日期:2011年11月25日 優(yōu)先權(quán)日:2010年11月25日
【發(fā)明者】S.斯馬特 申請(qǐng)人:斯馬特航空技術(shù)有限公司