Самоблокирующийся дифференциал колесного транспортного средства

 

Изобретение может быть использовано в колесных транспортных средствах, работающих в условиях сельской местности и снабженных системой подкачки колесных шин находу. Цель изобретения состоит в повышении тягово-сцепных свойств транспортного средства в сложных дорожных условиях с исключением энергозатрат на непроизводительное трение и износ шин колес . Устройство содержит основную дифференциальную передачу от двигателя к ведуш,им колесам, состояшую из водила 1, сателлитов 2, центральных кааес- 3, соединенных с ведуш.ими колесами транспортного средства при помоши полуосей 4 и 5, а водило 1 соединено с выходным валом 6 двигателя передачей, состояшей из зубчатых колес 7 и 8, дополнительную планетарную передачу, состоящую из центральных колес 9 и 10, водила 11 и сателлитов 12, причем центральное колесо 9 соединено неподвижно с полуосью 4; рядовую зубчатую передачу, состоящую из зубчатых колес 13 и 14 и паразитной шестерни 15, причем колесо 13 неподвижно соединено с центральным колесом 10, а колесо 14 соединено с полуосью 5. 2 ил. I сл

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК 1511 4 В 60 К 17/20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4161688 31-11 (22) 12.42.86 (46) 23.05.88. Бюл. № 19 (71) Брянский технологический институт (72) В. Д. Мишагин (53) 629.113-587 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1172759, кл. В 60 К 17/20, 1984. (54) САМОБЛОКИРУЮЩИИСЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛ КОЛЕСНОГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА (57) Изобретение может быть использовано в колесных транспортных средствах, работающих в условиях сельской местности и снабженных системой подкачки колесных шин находу. Цель изобретения состоит в повышении тягово-сцепных свойств транспортного средства в слож ных дорож ных условиях с исключением энергозатрат на

„„SU» 1397318 А 1 непроизводительное трение и износ шин колес. Устройство содержит основную дифференциальную передачу от двигателя к ведущим колесам, состоящую из водила 1, сателлитов 2, центральных колес 3, соединенных с ведущими колесами транспортного средства при помощи полуосей 4 и 5, а водило 1 соединено с выходным валом 6 двигателя передачей, состоящей из зубчатых колес 7 и 8, дополнительную планетарную передачу, состоящую из центральных колес

9 и 10, водила 1! и сателлитов 12, причем центральное колесо 9 соединено неподвижно с полуосью 4; рядовую зубчатую передачу, состоящую из зубчатых колес 13 и 14 и паразитной шестерни 15, причем колесо 13 неподвижно соединено с центральным колесом 10, а колесо 14 соединено с полуосью 5.

2 ил.

1397318

Изобретение относится к области машиностроения, может быть использовано в колесных тракторах и автомобилях, работающих в условиях сельской местности и снабженных системой подкачки колесных шин на ходу.

Цель изобретения — - повышение тяговосцеиных свойств колесного транспортного средства в сложных дорожных условиях с исключением энергозатрат на непроизводительное трение и износ ш н.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема предлагаемого дифференциала; на фиг. 2 — вид А на фиг. 1, демпферы (силовые элементы), упор и поводок, неподвижно соединенные с водилом, и воздушные магистрали с кранами и предохранительным клапаном, сообщающие воздушную полость одного колеса с источником сжатого воздуха и атмосферой, вид сбоку.

Устройство содержит основную дифференциальную передачу от двигателя (не показан) к ведущим колесам, состоящую из

1 водила 1, сателлитов 2, центральных колес

3, соединенных с ведущими колесами транс( портного средства с помощью полуосей 4 и 5, а водило 1 соединено с выходным валом

6 двигателя передачей. состоящей из зубчатых колес 7 и 8, дополнительную (компенсирующую) планетарную передачу, состоящую из центральных колес 9 и 10, водила

11. и сателлитов 12, причем центральное колесо 9 соединено неподвижно с полуосью

4, рядовую зубчатую передачу, состоящую из зубчатых колес 13 и 14 и иаразитной шестерни 15, причем колесо 13 неподвижно ! соединено с центральным колесом 10, а колесо 14 неподвижно соединено с полуосью 5. !

Орган управления состоит из воздушных магистралей 16 и 17, сообщающих воздушную полость шины одного колеса ведущего моста, соответственно, с атмосферой и источником сжатого воздуха через нормально закрытые краны 18 и 19 предохранительного клапана 20, установленного на атмосферной магистрали между краном 18 и полостью регулируемого колеса, поводка 21, установленного с возможностью поочередного открывания кранов 18 и 19 при повороте водила 11 и упора 22, установленного на водиле 11. Водило 11 (упор 22) имеет достаточно большой двусторонний свободный (мертвый) ход от исходного положения до начала поочередного сжатия пружин 23. )Кесткость пружины каждого дем пфера такова, что ири неполном ее сжатии она может компенсировать м аксим аль но возможную разность крутящих моментов на полуосях 4 и 5 при буксовании одного из колес. Числа зубьев колес 9, 10, 13 и 14 подобраны так, что общее передаточное отношение зубчатых передач между полуосями 4 и 5 ири остановленном водиле il

2

Предложим, что на полуось 4 посажено колесо, полость которого не сообщена (нерегулируемое колесо), а на полуось 5 посажено колесо, полость которого сообщена (регулируемое колесо) с атмосферой через кран 18 и предохранительный клапан 20 и с источником сжатого воздуха через магистраль 17 (c краном 19).

Самоблокирующийся дифференциал работает следующим образом.

При движении транспортного средства в хороших дорожных условиях (без буксования) имеет место накопление кинематического рассогласования между полуосями

4 и 5 ири маневрировании, а также из-за разности радиусов качения колес в результате множества внешних возмущающих воздействий (неодинаковое давление в колесных шинах, различное качество резины, неравномерное распределение нагрузок между колесами, движение на ухабах и пр.) . .Поэтому сумма оборотов колес на любом участке пройденного пути, как правило, неодинакова. Эта суммарная разность оборотов приводит к ироворачиванию полуосей 4 и 5 относитсчьно друг друга и, следовательно, к провор":.чиванию водила 11 планетарной передачи, в результате которого поводок

21 открывает один из кранов 18 или 19.

Причем при «забегании» регулируемого колеса (иолуось 5) поводок 21 движется в сторону крана 19 и открывает его и в полость регулируемого колеса от источника сжатого воздуха поступает сжатый воздух.

Радиус качения колеса возрастает, его угловая скорость снижается, полуось 5 начинает отставать от полуоси 4 по накоплению сумм оборотов. Водило 11 проворачивается в обратном направлении и возвращает поводок 21 в исходное (нулевое) положение.

Кран 19 закрывается.

При «забегании» нерегулируемого колеса (полуось 4) поводок 21 движется в сторону крана 18 и открывает его. Из шины регулируемого колеса воздух стравливается в атмосферу. Радиус качения этого колеса уменьшается, и угловая скорость его и полуоси 5 возрастает и начинает опережать полуось 4 по накоплению суммы оборотов. Водило 11 проворачивается в обратном направлении и возвращает поводок 21 в исходное (нулевое) положение. Кран 18 закрывается.

Таким образом, регулирование давления в шине осуществляется до тех пор, пока не будет нейтрализовано (погашено) кинематическое рассогласование (разность сумм оборотов) на полуосях 4 и 5. При этом водило и поводок занимают нейтральное (нулевое) положение, радиусы качения колес выравниваются, а краны 18 и 19 закрываются.

1397318

25

Форл(ула изобретения

3

При поворотах водила 11 приводится в движение и закрепленный на нем упор 22.

Наличие достаточно большого мертвого (свободного) хода упора 22 от исходного (нулевого) положения до начала сжатия пружины 23 позволяет дифференциалу не блокироваться, т.е. полностью сохранять дифференциальные свойства при маневрировании транспортного средства с последующей обработкой устройством нулевого кинематического рассогласования (разности сумм накопления оборотов) полуосей 4 и 5, В тяжелой дорожной ситуации, когда начинает буксовать, например, регулируемое колесо, полуось 5 проворачивается с забеганием относительно полуоси 4. В результате проворачивается водило 11, приводит в движение поводок 21 в сторону крана 19 и открывает его. Продолжающий движение упор 22, выбрав мертвый (свободный) ход, сжимает пружину 23 демпфера до тех пор, пока реакция ее не вызовет реактивный момент, равный по величине разности моментов на полуосях 4 и 5. Компенсация разности моментов на полуосях

4 и 5 приводит к движению обе полуоси с посаженными на них колесами с равными угловыми скоростями. Орган управления непрерывно стремится нейтрализовать (погасить) кинем атическое рассогласование (разность сумм накопленных оборотов) на полуосях 4 и 5, а при выходе транспортного средства из тяжелой дорожной ситуации отрабатывает нулевое кинематическое рассогласование в изложенной последовательности и выравнивает радиусы качения колес. Водило 11, поводок 21 и упор 22 заним а ют исходное (нулевое) положение.

Возможна затянувшаяся сложная дорожная ситуация, когда коэффициент сцепления нерегулируемого колеса с грунтом ниже коэффициента сцепления с грунтом регулируемого колеса, а при стабилизированном сблокированном дифференциале транспортное средство движется или некоторое время не движется (оба колеса буксуют). В этом случае устройство непрерывно отрабатывает минимально необходимую компенсацию разности крутящих моментов на полуосях 4 и 5. Поводок 21 сравнительно продолжительное время удерживает кран

18 открытым, и воздух из шины регулируемого колеса стравливается в атмосферу до минимально. допустимого значения, при котором предохранительный клапан 20 закрывается и стравливание воздуха прекращается.

При выходе транспортного средства из этой дорожной ситуации регулируемое колесо, радиус качения которого стал меньше радиуса качения нерегулируемого колеса, вращаясь с большей скоростью, чем нерегулируемое, вызывает движение поводка

21 и упора 22 к исходному положению, при достижении которого кран 18 закрывается, а при дальнейшем движении водила поводок

21 открывает кран 19, через который начинается нагнетание воздуха в шину. При возрастании давления клапан 20 открывается.

Дальнейшая отработка рулевого кинематического рассогласования осуществляется в обычной последовательности, описанной выше.

B аналогичной затянувшейся дорожной ситуации, когда коэффициент сцепления регулируемого колеса с грунтом ниже коэффициента сцепления с грунтом нерегулируемого колеса, длительное время открыт кран 19, и воздух нагнетается в колесную шину до максимально допустимого значения, обеспечиваемого источником сжатого воздуха.

При выходе транспортного средства из этой дорожной ситуации устройство отрабатывает нулевое кинематическое рассогласование в обычной последовательности и тем самым нейтрализует блокировку полуосей ведущего моста.

Самоблокирующийся дифференциал колесного транспортного средства, содержащий дифференциальную передачу, блокировочное устройство, выполненное в виде двух пружинных демпферов, двухступенчатую планетарную передачу с общим передаточным отношением, равным единице, кинематически связывающую полуоси ведущего моста, и орган управления, отличаюи ийся тем, что, с целью повышения тяговосцепных свойств в тяжелых дорожных условиях с исключением энергозатрат на непроизводительное трение и износ шин колес, орган управления представляет собой закрепленные на водиле упор с зазором, установленныйй между пружин ными дем пферами, и поводок, установленный между нормально закрытыми кранами подачи и выпуска воздуха с возможностью воздействия на них при повороте водила, при этом один из упомянутых кранов установлен на магистрали, соединяющей полость шины одного колеса с источником сжатого воздуха, а другой — на магистрали для выпуска воздуха из полости этой же шины через предохранительный клапан.

1397318

Om ИСТОЧНИК

СЛЫЛагО ЙЗду

В аЛИПСЩЕРУ

Фиг. 2

Составитель С. Белоусько

Редактор H. Тупица Техред И. Верее Корректор A. Обручар

Заказ 2262/!8 Тираж 558 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий ! !3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Г!роиз зодственно-полиграфи геское предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4