Самоблокирующийся дифференциал транспортного средства

 

Изобретение относится к машинострению и может использоваться в трансмиссиях транспортных средств с дифференциальным приводом к ведущим колесам. Цель изобретения - повышение тяговых свойств транспортного средства путем изменения блокирующих свойств дифференциала. Самоблокирующийся дифференциал транспортного средства содержит помещенные в корпусе 1 полуосевые шестерни 2, введенные в зацепление с сателлитами 3, установленными со смещением на оси 4, помещенной концами в отверстиях корпуса. При этом конактирующая с осями 4 поверхность выполненных в корпусе отверстий образована кривыми не выше второго порядка, а наиболее удаленная от продольной оси отверстия, параллельной оси полуосевых шестерен, точка кривой лежит на поперечной оси отверстия, являющейся его осью симметрии. 9 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (5))5 В 60 K 17/?О

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPbfTHRM

ПРИ ГКНТ СССР

Э

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Фиг. 1 (21) 4493353/25-11 (22) 12.09.88 (46) 30.07.90. Вюл. Р 28 (75) О.Т.Снегарь, А.П.Пелудько и С,В.Гакша (53) 629.113-587 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 975466, кл. В 60 К 17/20, 1980. (54) САПОГ>ЛОКИРУ1пЩИЙСЯ ?ЩФФГРГНЦИАЛ

ТРАНСПОРТНОГО СРГЛСТВА (57) Изобретение относится к машино— строению и может использоваться в трансмиссиях транспортных средств с диААеренциальным приводом к веду— щим колесам. Пель изобретения — повышение тяговых свойств транспортного

2 средства путем изменения блокирующих свойств ди%Ьеренциала. Самоблокирующийся диААеренциал транспортного средства содержит помещенные в корпусе 1 полуосевые шестерни 2, введенные в зацепление с сателлитами 3, установленными со смешением на оси 4, помещенной концами в отверстиях корпуса.

При этом контактирующая с осями 4 поверхность выполненных в корпусе отверстий образована кривыми не выше второго порядка, а наиболее удаленная от продольной оси отверстия, параллельной оси полуосевых шестерен, точка кривой лежит на поперечной оси отверстия, являющейся его осью симметрии. 9 ил.

1581611

Изобретегсие относится к машиностроению и может использоваться в трансмиссиях транспортных средств с дифАеренциальным приводом к ведущим колесам.

Цель изобретения — повышение тяговых свойств транспортного средства путем изменения блокирующих свойств дифференциала.

Па Аиг.1 изображен самоблокирующийся диААеренциал, поперечное сечение; на спгг.2 — вид А на Аиг.1; на Аиг.3 — граАик перемещения оси в зависимости от условий сцепления недуксих колес транспортного средства; на сриг.4 — нид А на Аиг.1 (вариант гзыполнения); на Аиг.5 — граАик перемещения оси и зависимости от условий сцепления недукгих колес с дорогой; на Аиг.б — вид А ня Аиг.1 (вариант выполнения); на Аиг.7 — граАик перемещения оси в зависимости от условий сцепления ведущих колес с дорогой дифАеренциала на фиг.б; на Аиг.8 нид А на фиг.1 (вариант выполнения); на Аиг.9 — граАик перемещения оси .в зависимости от условий сцепления

20 ведущих колес с дорогой диАференциала и» Аиг.8.

ЗС

Самоблокирующийся диАференциал транспортного средства содержит установленные н корпусе 1 симметрично и соосно полуосевые шестерни 2, находящиеся в зацеплении с сателлитами 3, которые свободно установлены на оси

4 при помощи сАерических втулок 5.

Ось 4 помещена своими концами с возможностью перемещения в предельных отверстиях 6 корпуса 1 .(Аиг.1). 40

1<аждый саттеллит 3 установлен на оси 4 со смещением е относительно геометрической оси сателлита 3 (Аиг.2).

Ось 4 от аксиального перемещения закреплена при помощи втулки 7 и шайбы 45

8. Ось 4 может быть закреплена и другим известным образом.

Продольная ось 9 продольного от— верстия 6 параллельна оси вращения полуосевьгх шестерен 2. Продольное отверстие б имеет стороны, образованные плоскостями 10 и 11, которые параллельны продольной оси 9 продольного отверстия 6.

Одна сторона плоскости 10 каждого

55 продольного отверстия 6 корпуса имеет

V-образное углубление 12, стороны которого образованы двумя плоскостями

13, расположенными под углом Ы к продольной оси 9 отверстия б. В этом углублении расположена ось 4, ня ко— торой установлены сателлиты 3. Плоскости 13 сопряжены между co6o1f HB поперечной оси 14 продольного отверстия б и с плоскостью 10.

В продольном отверстии 6 ось 4 может перемещаться вдоль оси вращения полуосевых шестерен 2, скользить по плоскостям 10, 13, 11 и совершать относительное угловое перемещение н плоскости вращения полуосевых шестерен 2 относительно корпуса 1. В дифференциале (фиг.3-5) одна сторона продольного отверстия б образована плоскостью 11, параллельной продольной оси: 9 отверстия б корпуса 1, а другая сторона выполнена н виде V-.îáразного углубления 15, стороны которого образованы двумя одинаковыми плоскостями 16, расположенными под углом р к продольной оси 9 отверстия

6. Плоскости 16 сопряжены на поперечной оси 14 и простираются наклонно к краям продольного отверстия б.

V-образное углубление 15 охватывает ось 4.

В дифАеренциале (Аиг.б и 7) каждая сторона продольного отверстия

6 выполнена в виде U-образного углубления 17, образованного криволинейной плоскостью 18, очертанной кривой второго порядка в виде половиньс эллипса, большая ось которого совмещена с продольной осью 9 отверстия

6, а меньшая ось половины эллипса совмещена с поперечной осью 14 отверстия 6 корпуса 1. U-образное углубление охнятьсвяет ось 4 и находится в контакте с ней.

В дифАеренциале (Аиг.8 и 9) имеется цилиндрическая втулка 19., Каждая втулка 19 устассонлена в цилиндрическом отверстии 20, выполненном в корпусе 1, и закреплена при помощи стопорного кольца 21. Крепление цилинд— рической втулки 19 в отверстии 20 корпуса 1 может быть выполнено и другим известным способом.

В каждой цилиндрической втулке

19 выполнено сквозное продольное отверстие 6. Одна сторона продольного отверстия б образована плоскостью 11, параллельной продольной оси 9 отверстия 6, а другая сторона продольного отверстия б выполнена н виде V-обр;.зного углубления 22, образованного двумя плоскостями 23, каждая из кото81611

5 15 рых по краям отверстия б расположена под углом g к продольной оси 9 отверстия 6. Плоскости 23 соединены между собой прямой плоскостью 24, параллельной продольной оси 9 отверстия 6. Продольная ось 9 и поперечная ось 14 отверстия 6 совмещены с осями цилиндрической втулки 19 °

В варианте выполнения диААеренциала (не показан) продольное отверстия.

6 выполнено на цилиндрической втулке

19. Обе стороны продольного отверстия

6 очертани плоскостями, параллельными продольной оси отверстия 6. Каждая из сторон продольного отверстия 6 имеет U-образное углубление, очертанное криволинейной плоскостью в виде полукруга, центр которого расположен на пересечении продольной оси 9 и поперечной оси 1 4 отверстия 6. U-образные углубления расположены симметрично вдоль поперечной оси 14 отверстия 6, охватывают ось 4 и находятся в контакте с ней.

В варианте выполнения дифАеренциала (не показан) стороны продольного отверстия 6, параллельные продольной оси 9, очертаны прямой плоскостью, параллельной оси 9 отверстия 6. Одна из сторон продольного отверстия 6 имеет U-образное углубление, очертанное криволинейной плоскостью в виде полукруга, центр которого расположен на поперечной оси 14 продольного отверстия 6. U-образное углубление охватывает ось 4 и находится с ней в контакте.

Имеются и другие варианты выполнения дифАеренциала, в которых имеются комбинации V-образных углублений, и U-образных очертанных прямолинейными и криволинейными плоскостями, кривыми второго разряда.

На фиг.3 5, 7 и 9 изображены графики, на которых нанесены кривые, показывающие перемещение оси 4 относительно корпуса 1 в зависимости от условий сцепления двух ведущих колес транспортного средства с дорогой, которое определяется величиной К.

Величина K определяется как разность коэфАициентов сцепления ведущих колес с дорогой f u f npu

2 движении транспортного средства вперед и назад, т.е.

К = и -й при f ) f или

К = Й2- Й пPiI Г2 7 где f< — коэААициент сцепления одного ведущего колеса;

f — коэААициент сцепления другого ведущего колеса.

Самоблокирующийся диААеренциал транспортного средства работает следующим образом.

При движении транспортного средства на прямой дороге, когда коэАфициенты сцепления ведущих колес с дорогой одинаковые (f =f ), ось 4 расположена в продольном отверстии 6 корпуса 1 посредине, равноудаленно от обеих полуосевых шестерен 2 и находится в V-образном углублении 12 продольного отверстия 6. Силы и моменты на

20 сателлитах 3 в плоскости их вращения уравновешены (фиг.1 и 2). ДиААеренциал работает как жесткая система.

Крутящий момент передается равномерно на оба ведущие колеса. Транспортное

25 средство совершает движение.

При изменении условий движения транспортного средства, когда коэффициенты сцепления ведущих колес с дорогой различны, т.е. f, y f д, происходит нарушение равновесия сил и моментов И, действующих в плоскости вращения сателлита 3 относительно оси

4. Под действием большого крутящего момента Itс или — N сателлиты 3 на35 чинают синхронно поворачиваться пеУ ремещая при этом ось 4 вдоль оси вращения полуосевых шестерен 2.

Ось 4, находящаяся в V-образном углублении 12 продольного отверстия

6, начинает перемещать оси полуосевых шестерен 2 и нажимает одну из плоскостей 13 V-образного углубления 12 продольного отверстия 6 корпуса .1.

Иежду корпусом 1 и осью 4 возникает

45 сила („ которая тормозит перемещение оси 4 и препятствует вращению сателлитов 3. Поэтому при небольшой разности величин коэАфициентов сцепления колес с дорогой К больший крутящий момент на сателлите 3 в плоскости его вращения И не может преодолеть усилие О. Происходит блокировка сателлитов 3 и оси 4 (график на Аиг.3). Пробуксовки колес не происходит Дифференциап работает как жесткая система. Транспортное средство совершает движение.

При дальнейшем изменении условий сцепления ведущих колес с дорогой

158161 1 и увеличении величины коэффициента

К происходит дальнейшее изменение величин крутящим моментов Yi iна сателлите 3 в плоскости его вращения. При достаточном увеличении величин К, под действием большого момента происходит вращение сателлитов 3, которые, действуя на ось

4,перемещают ее, Ось 4, преодолевая усилие (изменяет свое положение, б скользя на поверхности плоскости 13 продольного отверстия 6 корпуса 1 (фиг.3), и перемещает его в плоскости вращения полуосевых шестерен 2.

Происходят изменения положения оси

4 относительно полуосевых шестерен

2, перераспределение составляющих моментов !1 в плоскости вращения сателлитов 3.

При уравновешивании моментов И прекращаются вращение сателлитов

3 и перемещение оси 4. Дифференциал работает как жесткая система. Пробуксовки колес не происходит. Транс- 25 портное средство совершает движение.

При дальнейшем изменении условий сцепления колес с дорогой и увеличении коэффициента К изменяется величина моментов М на сателлите 3.

Сателлиты 3, вр lP1аясь, перемещают ось 4, которая действует на корпус 1.

Происходит взаимное перемещение в плоскости вращения полуосевых шестерен 2 оси 4 и корпуса 1. Под действием крутящего момента М сателлиты с

3 выводят из V-образного углубления

12 продольного отверстия 6 ось 4, которая входит в контакт с плоскостью

11 корпуса 1 и перемещается вдоль оси вращения полуосевых шестерен 2.

Прекращается действие силы Q на ось

4.

Ь

Изменение положения оси 4 относительно полуосевых шестерен 2 приводит ". к дальнейшему изменению составляющих

45 моментов !!с и их взаимному уравновешиванию. При уравновешивании моментов Мс вращение сателлитов 3 прекращается. Прекращается и перемещение оси 4. Дифференциал работает как

50 жесткая система. Пробуксовки колес не происходит. Транспортное средство совершает движение (фиг.3).

При движении транспортного средства задним ходом, когда коэффициенты сцепления ведущих колес транспортного средства с дорогой не одинаковые (f „ 8 f ), перемещение оси 4 происходит по плоскости 11, параллельной продольной оси 9 продольного отверстия 6. Гила (между корпусом 1 и осью

4 не возникает и воздействие на нее не оказывает. Изменение положения оси 4 при изменении коэффициента К происходит быстрое, по более пологой кривой (фиг.3).

В зависимости от условий сцепления ведущих колес с дорогой циклы повторяются.

При поворотах и наезде на препятствие совершается дифференциальное действие механизма. Сателлиты 3 и полуосевые шестерни 2 совершают относительное перемещение.

Самоблокирующиеся дифференциалы транспортных средств (фиг.4,6 и 8) работаю так же, как указанный дифференциал . Отличие состоит в том, что каждая характеристика перемещения оси 4 индивидуальна и зависит от профиля продольного отверстия 6 каждого дифференциала.

Характеристика перемещения оси 4 дифференциала (фиг.б) имеет зеркальное изображение (график фиг.7), т.е. при переднем и заднем ходах транспортного средства перемещения оси 4 в продольном отверстии 6 относительно корпуса l в зависимости от величины

К будут одинаковыми. Как видно из графика на фиг.7 в начальный период блокировки на ось 4 действует сила

Q и до некоторого значения коэффициента К ось 4 не перемещается.

Характеристика перемещения оси 4 дифференциала (фиг.8) характеризуется кривой, изображенной на фиг.9.

Как видно из графика в первоначальный период изменения коэффициента К, при его малых величинах сила Г! между осью 4 и корпусом 1 отсутствует, а перемещение оси 4 -происходит сразу при изменении коэффициентов сцепления колес с дорогой, т.е. при малых величинах коэффициента К. !

Ось 4 перемещается относительно плоскости 24, параллельной продольной оси 9 отверстия 6. На этом участке блокировка осуществляется за счет перераспределения составляющих моментов Мс сателлита 3 в плоскости его вращения. На конечном участке ось

4 взаимодействует с плоскостью 23 продольного отверстия 6, наклонной к его продольной оси 9.В результате взаимодействия оси 4 с наклонной

1581611 плоскостью продольнОГО отверстия корпуса 1 возникает сила () тормозящая перемещение оси 4. Поэтому на этом участке при дальнейшем увеличении КОЭАфициента К перемещение оси

4 прекращается. При достижении определенной величины КОЭААициента К происходит относительное угловое перемещение корпуса 1 и оси 4 в плос10 кости вращения полуосевых шестерен 2.

Поэтому характеристика перемещения оси 4 относительно корпуса 1 на конечном участке более крутая.

При заднем ходе сила O Me i ocbh)

4 и корпусом 1 не возникает. Характеристика перемещения оси 4 более пологая.

Каждый из вариантов дифАеренциала имеют свою индивидуальную характеристику перемещения оси 4, а следовательно, и характер блокировки.

Самоблокирующийся ди<4Аеренциал транспортного средства позволяет повысить технико экОнОмические и ди 25 намические качества транспортного средства путем применения диААеренциала с определенной характеристикой перемещения оси 4 в зависимости от типа транспортного средства, дорожных условий эксплуатации, характера работы.

Формула изобретения

Самоблокирующийся дифференциал транспортного средства, содержащий корпус, установленные в корпусе полуосевые шестерни, находящиеся в зацеплении с сателлитами, установленными со смещением на осях, концы которых расположены в отверстиях, выполненных в корпусе, о т л и ч а ю .щ и и с я тем, что, с целью повьппения тяговых свойств транспортного средства путем изменения блокирующих свойств диААеренциала, контактирующая с осями поверхность выполненных в корпусе отверстий образована кривыми не вьппе второго порядка, причем наиболее удаленная от продольной оси отверстия, параллельной оси полуосевых шестерен, точка кривой расположена на поперечной оси отверстия, являющейся его осью симметрии.

)53)6) ) Svd 4

Sud 4

Ф02. 7

Составитель С.Белоусько

Техред М.Ходанич Корректор Т.Малец

Редактор И. Касарда

Тираж 421. Заказ 2060

Подписное

ВНИИПО Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 101