Самоблокирующийся дифференциал

 

1.- САМОБЛОКИРУЮЩИЙСЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛ , содержащий корпус с отверстиями и ведомой шестерней, кре товину с осями, установленную в отверстиях корпуса, шестерни выход SIL. 108263 А 3

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) 3(51) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3519818/27-11 (22) 10.12.82 (46) 30.03.84. Бюл. Р 12 (72) В.Ф.Гилин

1 (71) Пермский сельскохозяйственный институт им.акад.Д.М.Прянишникова (53) 629. 113-587 (088. 8 ) (56) 1. Патент Великобритании

9 996163, кл. 2 Д, 1965.

2. Авторское свидетельство СССР

1) 559848, кл. В 60 К 17/20, 1973 (прототип ). (54) (57) 1. САМОБЛОКИРУ(0ЩИЙСЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛ, содержащий корпус с отверстиями и ведомой шестерней, крестовину с осями, установленную в отверстиях корпуса, шестерни выходных валов, полые сателлиты, установленные на осях крестовины с возможностью осевого вращения и взаимо- . действующие зубчатыми венцами с шестернями выходных валов, фрикционные муфты, отличающийся тем, что, с целью повышения тяговых качеств транспортного средства и его управляемости на поворотах, дифФеренциал снабжен сегментными грузами, установленными совместно с фрикционными муфтами в полость каждого сателлита с воэможностью их осевого взаимодействия с сателлитом и между собой через кольца, имеющие конические опорные поверхности), а ф икционные муйты связаны с осями крестовины.

1082639

2. Самоблокир лошийся дифференциал по и. 1 отличающийся тем,что,с целью надежного саморазбло-, кирова ния диффере нциала, фри кцио нные муфты выполнены в виде отдельных сег ментов, между которыми установлены упругие элементы в виде шариков, 1

Изобретение относится к транспорт. ному машиностроению, в частности к блокирующимся дифференциалам. и может быть использовано в трансмиссиях наземных транспортных средств, например в автомобилях и тракторах.

Известны конические блокирующиеся дифференциалы, содержащие корпус с отверстиями и ведомой шестерней, крестовину с осями, установленную в отверстиях корпуса, шестерни выходных валов, полые сателлиты, установленные на осях крестовины с возможностью осевого вращения и взаимодействующие с шестернями выходных валов, а также фрикционные муфты. 15 состоящие из ведущих дисков, контактируемые шлицами с корпусом и ведомых, установленных на шлицах выходных валов j1) .

Однако данный блокирующийся диф- 20 ференциал обладает постоянным коэфФициентом блокировки, что ухудшает управляемость транспортным средством при движении на поворотах, а также не обеспечивает развития 25 достаточно эффективной общей тяговой силы на колесах при движении транспортного средства по дорогам с низким коэффициентом сцепления (колеса с дорогой).

Объясняется это тем, что при поворотах транспортного средства с возрастанием тяговой силн на отстающем (внутреннем) колесе и уменьшением на забегающем (наружном) коле- З5 се в плоскости дороги создается момент сил, препятствующий повороту транспортного средства. который определяется выражением

Ðï -Р

M=-».--- В

2 40 где Р— тяговая сила на отстающем а колесе:

P — тяговая сила на забегаюшем

1 колесе;

 — колея автомобиля. 45

Таким образом, чем выше коэффициент блокировки, тем выше момент сил (М), тем хуже управляемость транспортным средством при движении на поворотах. 50 конические поверхности колец выполнены с углами конусности больше углов самоторможения материалов контактируемых пар, а сегментные грузы установлены на игольчатых опорах и стянуты по периметру упругими элементами.

Улучшение управляемости автомобилем за .счет снижения коэффициента блокировки вызывает снижение обшей тяговой силы на колесах пои движении транспортного средства в неблагоприятных дорожных условиях и наоборот.

Наиболее близким K предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является самоблокирующийся дифференциал, содержащий корпус с отверстиями и ведомой шестерней, крестовину с осями, установленную в отверстиях корпуса, шестерни выходных валов, полые сателлиты, установленные на осях крестовины с воэможностью осевого вращения и взаимодействующие зубчатыми венцами с шестернями выходных валов и

Фрикционные муфты (2j .

Недостатком известного блокирующегося дифференциала является то, что его блокирующие свойства остаются постоянными как при поворотах транспортного средства, так и на участках дороги с низким коэффициентом сцепления колес с дорогой. Это ухудшает управляемость транспортным средством и снижает его тяговые качества.

Цель изобретения — повышение тяговых качеств транспортного средства и его управляемости на поворотах.

Поставленная цель достигается тем, что самоблокируюшийся дифференциал, содержащий корпус с отверстиями и ведомой шестерней, крестовину с осями, установленную в отверстиях корпуса, шестерни выходных валов, полые сателлиты, установленные на осях крестовины с воэможностью осевого вращения и взаимодействующие зубчатыми венцами с шестернями выходных валов, фрикционные муфты, диФференциал снабжен сегментными грузами, установленными совместно с фрикционными муфтами в полость каждого сателлита с возможностью их осевого взаимодействия с сателлитом и между собой через кольца, имеющие конические опорные поверхности, а фрикци1082б39 онные муфты связаны с осями крестовины.

Кроме того, с целью надежного са. мораэблокирования дифференциала, Фрикционные муфты выполнены н ниде отдельных сегментов, между которыми установлены vnpvrHe элементы в виде шариков. а конические опорные понерхности колец выполнены с углами конусности больше углов самоторможения материалов контактируемых пар, 10 а сегментные грузы установлены на игольчатых опорах и стянуты по периметру упрчгими элементами.

Снабжение дифференциала сегментными грузами, установленными в глос- 15 костях каждого сателлита, позволяет производить измевение частоты вращения сателлитов. Установка фрикционных муфт в плоскостях каждого сателлита с возможностью их осевого взаимодействия через кольца, имеющие конические опорные поверхности с сегментными грузами, позволяет осуществлять привод управления фрикционными муфтами в функциональной 25 зависимости от частоты вращения сателлитов.

Наличие рабочего контакта между фрикциснными муфтами и осями крестовины дает возможность осуществить блокирование дифференциала.

Выполнение конических опоенных поверхностей с углами конусности больше углов самоторможения материалов контактируемых пар исключает заклини- 35 вание трущихся пар: фиикционных муфт и сегментных грузов с кольцом.

Установка сегментных грузов на игольчатые опоры обеспечивает минимальное трение в контакте. Стяжка 40 сегментных грузов по периметру упругим элементом повышает смыкаемссть при отсутствии осевого вращения сателлитов. а также расширяет зону нечувствительности привода фрикционных муфт, что особенно важно при движении транспортного средства на поворотах.

На чертеже изображен дифференциал, продольный разрез с вырывом (в районе оси крестовины).

Самоблскирующийся диФФеренциал состоит из KopTIvca 1 c QTBppcTHR ми 2 и ведомой шестерни 3, крестовины 4 с осями 5, установленной в отВВВсТННх 2 корпуса 1. В корпусе 1 установлены также шестерни б выход.ных валов, полые сателлиты 7, установленные на осях 5 крестовины 4 с возможностью осевого вращения и взаимодействующие зубчатыми венца- бО ми 8 с шестернями б выходных валов.

В полости каждого сателлита 7 установлены сегментные го зы 9 совместно с Фрикционными муфтами 10 с воэможностью их осевого взаимсдейст-,э5 вия с сателлитом 7 и между с бой через кольцо 11, имеющее коничес-кие опорные поверхности 12 и 13.

Фоикционные муфты 10 выполнены в виде сегментов, полученных иэ колец. имеющих радиальные разрезы на несколько частей. а сами они имеют рабочий контакт с осями крестовины 4.

При этом между отдельными сегментами муфт 10 установлены упругие элементы 14, выполненные из полиуретана в виде шариков. Конические опорные поверхности 12 и 13 колец 11 имеют углы конусности больше углов самоторможения материалов контактируемых пар для данных условий трения (типа смазки,снойств смазочного средства).

Сегментные грузы 9 выполнены н виде втулки с конической наружной поверхностью и разрезаны в радиальных направлениях по аналогии с фрикциснными муфтами 10. Сегментные грузы 9 установлены на игольчатых спорах 15 и стянуты по периметру упоугим элементом 16, выполненным в виде пружины. При этом, координаты установки игольчатых опор 15 в сателлите 7 на плоскость, перпендикулярную оси 5 крестовины 4, совпадают с координатой центра масс соответствующих сегментных грузов 9.

Корпус 1 выполнен н виде двух чашеобразных половин и соединен с ведомой шестерней 3 болтовым соединением 17. Сателлиты 7 и шестерни б выходных валов отделены от корпуса 1 прокладками 18 и 19, выполненными из антифоикпионного материала.

Игольчатые опоры 15 установлены в крышах 20 сателлитов 7.

Самоблокирующийся дифФеренциал работает следующим образом.

При движении транспортного средства на прямых участках дороги или поворотах без пробуксовывания одно-; го из колес дифференциал работает как обычный неблокиоующийся. При этом крутящий момент от ведомой шестерни 3 перераспределяется поровну на шестерни б выходных ваЛов ((при движении транспортного средства на прямых участках доооги) либо обратно пропорционально угловой скорости

Г ведущих колес при движении транспортного средства на поворотах) .

В последнем случае перераспределение крутящих моментов обеспечивается работой сателлитов 7, которые совершают вращение на осях 5 крестовины 4.

При движении транспортного средства по дороге с низким коэффициентом сцепления колес с дорогой одно из ведущих колес может потерять сцепление с дорогой и выйти на режим юза. В этом CJI ae Ведущие кслеса

1082639

Составитель С.Панкратов

Редактор Н.Стащишина Техред M.Tenep Корректор Q. Тигор

Эаказ 1646/15 Тираж 657

BHHHHH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 начнут вращаться с разными угловыми скоростями. При достижении некоторой разности угловых скоростей ведущих колес скорость вращения сателлитов 7 достигнет величины, при которой сегментные грузы 9 пре- одолеют усилие упругого злемета

15 и начнут расходиться под действием центробежиых сил, смещая кольца 11 в направлении центра дифференциала.

Смещение колец 11 вызовет их повышенное давление на Фрикционные муфты 10,. которые, преодолевая усилие упругих элементов 14, вызовут повышенное давление на осй 5,а следовательно, и повышенное трение в контакте. Этим достигается эффект самоблокировки дифференциала.

В процессе срабатывания автоматической системы блокировки скорость вращения сателлитов 7 устанавливается в некотором равновесном состоянии, при котором их частота вращения саморегулируется фрикционны.ми муфтами 10. При выходе транспорт-, ного средства на участок дороги с нормальным коэффициентом сцепления колес с дорогой частота вращения ведущих колес транспортногб средства сравняется, а сателлиты прекратят вращение относительно осей 5 крестовины 4. В этом случае сегментные грузы 9 под действием упругих элементов 15 сойдутся, сняв осевое усилие с фрикционных муфт 10. Расширяясь, упругие элементы 14 выведут

15 фрикционные муфты 10 из силового контакта с осями 5.

Применение предлагаемого самоблокирующегося дифференциала позволяет обеспечить высокую проходимость транспортных средств в условиях бездорожья без снижения их управляемости.