Распределительная коробка для автомобилей и ее смазка
Изобретение относится к распределительной коробке для автомобилей. Распределительная коробка состоит из картера (1, 2), первичного вала (4) и вторичного вала (7). Соединенная без возможности проворачивания с первичным валом фрикционная муфта (8) отводит с первичного вала (4) крутящий момент и через механизм смещения (18, 19, 22) подает его на вторичный вал (7). Чтобы обеспечить снабжение достаточным количеством смазочного масла, в картере (1, 2), между муфтой (8) и механизмом смещения (18, 19), закреплен частично охватывающий наклонные кольца (25, 26) масляный резервуар (30). В днище (31) масляного резервуара (30) имеется одно отверстие (40), которое примыкает к верхней части периферии наклонных колец (25, 26). Масляный резервуар (30) имеет одно проходящее в зону подачи механизма смещения (18, 19) направляющее устройство (36, 36*), через которое выбрасываемое центробежными силами смазочное масло попадает в резервуар (30). Достигается обеспечение снабжения распределительной коробки достаточным количеством смазочного масла. 7 з.п. ф-лы, 4 ил.
Изобретение относится к распределительной коробке для автомобилей, состоящей из картера, первичного вала и вторичного вала, причем состоящая из жестко соединенной с первичным валом наружной части и из внутренней части фрикционная муфта отводит с первичного вала крутящий момент и через внутреннюю часть и механизм смещения подает его на вторичный вал, при этом для пуска муфты между ней и механизмом смещения предусмотрены два проворачиваемых относительно друг друга наклонных кольца (Rampenringe).
Распределительные коробки используются в полноприводных транспортных средствах для распределения крутящего момента на несколько осей, в частности на передний мост и задний мост. Это достигается различными средствами, например посредством блокируемого многодисковой муфтой продольного дифференциала. Другой способ состоит в подключении соединения с вторичным валом, связанным большей частью с передним мостом. Если подключение осуществляется через регулируемую фрикционную муфту, это принято называть “torque on demand”.
Для смазки распределительных коробок, с учетом значительных разностей высот последних, обусловленных механизмом смещения, и большого потребления охлаждающего масла фрикционной муфтой, особенно в режиме проскальзывания, обычно требуется работающий от первичного вала собственный масляный насос, который в связи с нерегулируемым приводом должен быть рассчитан на максимальное потребление смазки при проскальзывающей муфте. Поэтому из-за масляного насоса происходит значительная потеря мощности в распределительной коробке.
Из документа ЕР 268904 известна распределительная коробка с продольным дифференциалом и многодисковой муфтой, в которой при отказе от масляного насоса масло из окружающей первичный вал кольцевой полости должно поступать в расположенную на удалении муфту. Для этого предусмотрена вращающаяся манжета, цилиндрическая часть которой имеет внутреннее винтовое утолщение для подачи масла. Кольцевая полость между первичным валом и окружающим его пустотелым валом, представляющим собой часть механизма смещения, - длинная и узкая, так что можно усомниться в достаточном объеме и надежности подачи масла, в частности, если фрикционная муфта работает с большим проскальзыванием.
Поэтому задача изобретения заключается в том, чтобы при любых условиях обеспечить снабжение распределительной коробки достаточным количеством смазочного масла. Согласно изобретению эта задача решается за счет признаков пункта 1 формулы изобретения. Так, смазочное масло подается вверх механизмом смещения, под действием центробежных сил выбрасывается на направляющее устройство, которое направляет его в масляный резервуар, где устанавливается высокий уровень масла, и через одно или несколько первых отверстий попадает между наклонными кольцами. Так как они не вращаются, а при движении муфты лишь медленно поворачиваются максимально на угол около 90°, то смазочное масло может радиально протекать внутрь и таким образом попадает в места смазки, то есть в подшипники валов и муфту, которые оно обильно смазывает.
В варианте усовершенствования изобретения масляный резервуар, наряду с днищем, имеет также переднюю стенку, заднюю стенку и наружную периферийную стенку, причем направляющие устройства закреплены на передней стенке, а в днище имеется в качестве первого отверстия прорезь, которая при промежуточном включении уплотнений примыкает к обоим наклонным кольцам, так что смазочное масло проходит между ними (пункт 2 формулы изобретения). Расположенный наверху масляный резервуар представляет собой закрытую полость, в которой отсутствуют вращающиеся детали, так что исключаются потери от выплескивания. Прорезь и окружающие ее уплотнения вместе с высоким уровнем масла в масляном резервуаре способствуют тому, что большая часть масла поступает между неподвижными наклонными кольцами и лишь незначительное количество проходит мимо. Вследствие этого можно отказаться от смазочных каналов в первичном валу.
При дальнейшем усовершенствовании сущности изобретения у образованной днищем и задней стенкой кромки масляного резервуара имеется по меньшей мере одно второе отверстие, через которое смазочное масло поступает непосредственно на диски муфты (пункт 3 формулы изобретения). Для этого в обращенной по меньшей мере к одному второму отверстию части муфты имеется вращающаяся маслосборная камера, а также по меньшей мере один, ведущий от нее к пакету фрикционных дисков, наклоненный наружу канал (47) (пункт 4 формулы изобретения). Маслосборная камера расположена недалеко от масляного резервуара, улавливает вытекающее из второго отверстия и подаваемое осевым игольчатым подшипником масло, откуда оно под действием центробежной силы подается непосредственно на диски муфты.
В случае, если внутренняя часть муфты через соединительное зубчатое зацепление жестко соединена с ведущим к механизму смещения пустотелым валом, преимущественный вариант усовершенствования заключается в том, что в соединительном зубчатом зацеплении отсутствуют отдельные зубья, в результате чего образуются масляные каналы, через которые смазочное масло течет к радиальным каналам во внутренней части муфты, ведущим к дискам муфты (пункт 5 формулы изобретения). Таким образом, смазочное масло вторым путем подается к более удаленным от масляного резервуара дискам муфты. При этом действующая в радиальных каналах центробежная сила создает подсасывание, которое втягивает смазочное масло через впадины между сцепными зубьями.
В предпочтительном варианте модификации наружная периферийная стенка масляного резервуара проходит за заднюю стенку в зону действия центробежных сил муфты, так что отбрасываемое муфтой масло попадает в масляный резервуар (пункт 6 формулы изобретения). Это поддерживает высокий уровень масла в масляном резервуаре и низкий в зумпфе механизма смещения.
Конструкция направляющих устройств может быть различной в рамках данного изобретения. Их задача заключается в том, чтобы принимать подаваемое механизмом смещения смазочное масло и направлять его кинетическую энергию таким образом, чтобы оно протекало в осевом направлении в масляный резервуар. Так, направляющие устройства могут представлять собой одно или несколько чашевидных углублений (пункт 7 формулы изобретения) или примыкающую к масляному резервуару серповидную часть камеры, которая образована снаружи удлинением наружной периферийной стенки, на обращенной от муфты стороне торцевой стенкой и находящейся в зоне действия центробежных сил механизма смещения внутренней стенкой, которая имеет отверстия для улавливания выбрасываемого центробежными силами масла (пункт 8 формулы изобретения).
Ниже изобретение описывается и поясняется на основании чертежей, на которых показаны:
Фиг.1 - продольный разрез распределительной коробки согласно изобретению,
Фиг.2 - разрез по линии II-II с фиг.1, первый вариант выполнения,
Фиг.3 - разрез по линии II-II с фиг.1, второй вариант выполнения,
Фиг.4 - разрез по линии III-III с фиг.1.
На фиг.1 показаны элементы распределительного устройства, окруженные картером 1 и крышкой 2 картера, соединенными между собой болтами вдоль вертикального разъема 3. Внутри картера 1, 2 находится установленный в подшипнике 5 и втором, непоказанном подшипнике первичный вал 4 и расположенный со смещением параллельный вторичный вал 7 (показанный лишь схематично), установленный намного ниже в картере 1, 2. Первичный вал 4 является здесь одновременно входным валом и выходным валом для приводной оси, преимущественно заднего моста. От вторичного вала 7 непоказанный вал ведет ко второй приводной оси, преимущественно переднему мосту. Чтобы отведенный через вторичный вал 7 крутящий момент регулируемо отвести с первичного вала 4, фрикционная муфта 8 концентрично установлена на первичном валу.
Фрикционная муфта 8 представляет собой дисковую муфту, состоящую из имеющей форму колокола, соединенной с первичным валом 4 без возможности проворачивания наружной части 11 и соединенной через пустотелый вал 17 с зубчатым колесом 18 без возможности проворачивания внутренней части 12. Внутри наружной части 11 муфты 8 известным образом расположен пакет фрикционных дисков 13 и пакет тарельчатых пружин 14, в данном случае радиально внутри пакета дисков 13. Далее предусмотрен также пускатель 16, состоящий здесь из двух проворачиваемых относительно друг друга непоказанным регулируемым приводом наклонных колец 25, 26 с некоторым числом шариков 27 между ними. Относительное вращение они преобразуют в осевое перемещение прижимной пластины 15 муфты. Установленный на первичном валу 4 посредством игольчатых подшипников 20 и состоящий из пустотелого вала 17 и первого зубчатого колеса 18 блок приводится через соединительную зубчатую цепь 22 со вторым зубчатым колесом 19 на вторичном валу 7. Оба зубчатых колеса 18, 19 и зубчатая цепь 22 образуют механизм смещения. Вместо зубчатой цепи могут быть предусмотрены также зубчатые колеса, гребенчато входящие друг в друга.
Помещенный в верхней части картера 1, 2 масляный резервуар представляет собой тонкостенное полое тело, которое образовано днищем 31, передней стенкой 32, задней стенкой 33 и наружной периферийной стенкой 34. Днище 31 выполнено по существу цилиндрическим и соответствует на определенной длине дуги наружному контуру наклонных колец 25, 26. Передняя стенка 32 и задняя стенка 33 расположены в приблизительно осенормальных плоскостях и имеют серповидную форму. Наружная периферийная стенка 34 является частью цилиндра, на ней при помощи проушин 35, зажатых в стыковом разъеме 3 между частями картера 1, 2, подвешен весь масляный резервуар 30. Из передней стенки 32 обозначенные в целом позицией 36 направляющие устройства проходят в зону подачи, в частности зону действия центробежных сил механизма смещения 18, 19, который содержит зубчатую цепь 22 или может состоять лишь из зубчатых колес. Возможные варианты выполнения направляющих устройств 36 описаны в связи с фиг.2. Наружная периферийная стенка 34 проходит назад за заднюю стенку 33 до наружной части 11 муфты, причем между ней и задней стенкой 33 имеются проемы 39. Это удлинение улавливает выбрасываемое центробежными силами муфты 8 смазочное масло и направляет его в масляный резервуар 30. Внутри наружной периферийной стенки 34 дополнительно предусмотрено для этого отклоняющее ребро 38.
Днище 31 масляного резервуара 30 имеет ряд первых отверстий или прорезь 40, через которые смазочное масло течет между наклонными кольцами 25, 26. Если первое отверстие 40 представляет собой проходящую в окружном направлении прорезь, она может быть уплотнена с одной или с обеих сторон относительно наклонных колец 25, 26. Так как наклонные кольца 25, 26 лишь время от времени медленно поворачиваются, то к уплотнениям 46 не нужно предъявлять высоких требований. Вблизи пересечения днища 31 с задней стенкой 33 предусмотрено по меньшей мере одно второе отверстие 41 (также предпочтительно прорезь), через которое масло точно так же вытекает из масляного резервуара 30. Прижимная пластина 15 муфты 8 подходит очень близко к задней стенке 33 и содержит вращающуюся маслосборную камеру 43. От нее внутрь муфты ведут слегка наклоненные наружу каналы 47. Благодаря наклону каналов 47 центробежная сила подает смазочное масло в муфту.
Поступающее через первые отверстия 40 или прорезь между наклонными кольцами 25, 26 смазочное масло течет мимо шариков 27 внутрь, попадает на игольчатые подшипники и в полость, в которой находятся тарельчатые пружины 14. С этой целью во внутренней части 12 муфты предусмотрены выполненные фрезированием пазы 48. Смазочное масло различными путями попадает на пакет дисков 13. Во-первых, иголки игольчатых подшипников 42 действуют как рабочие лопатки, отбрасывающие масло во вращающуюся маслосборную камеру 43 в прижимной пластине 15, во-вторых, масло течет также из полости тарельчатых пружин 14 через другие каналы 49 на пакет дисков и, в-третьих, смазочное масло попадает на сцепные зубья 44, образующие соединение между внутренней частью 12 муфты и пустотелым валом 19, показанным на фиг. 3 образом с радиальными каналами 45, которые образуют соединение с пакетом пружин 13 муфты 8 и обеспечивают таким образом достаточный охлаждающий поток.
На фиг.2 показана серповидная конструкция масляного резервуара 30. Он может быть из тонкого листа или из подходящей для этого пластмассы. Обозначенное в целом позицией 36 направляющее устройство образует на этой проекции верхнюю часть серпа с проходящей за механизм смещения приблизительно цилиндрической внутренней поверхностью 53. Она имеет несколько имеющих осевое направление прорезей 54, в которые поступает подаваемое механизмом смещения масло и таким образом попадает в масляный резервуар 30.
В варианте согласно фиг.3 направляющие устройства 36* представляют собой отдельные чашевидные углубления 50, два из которых показаны. Каждое из углублений 50, 50', в сечении квадратное или трапециевидное, образует отражательную стенку 51 и желоб 52. Отражательная стенка 51 улавливает подаваемое смазочное масло, а в свою очередь отбортованный внутрь желоб 52 направляет его в масляный резервуар 30.
На фиг.4 показан особый вариант сцепных зубьев 44, обеспечивающих прохождение смазочного масла в осевом направлении. Внутренняя часть 12 муфты имеет сцепные зубья 60, выступающие внутрь, а пустотелый вал 17 зубья 61, выступающие наружу, как в обычном соединительном зубчатом зацеплении, при этом сечение сцепных зубьев 60, 61 может быть любым, в частности прямоугольным или треугольным. Вместе с тем, для обеспечения прохождения смазочного масла отдельные сцепные зубья пропущены или удалены. Таким образом образуются либо впадины между зубьями 62 за счет отсутствия отдельных сцепных зубьев 61, либо впадины между зубьями 63 в результате отсутствия отдельных сцепных зубьев 60.
1. Распределительная коробка для автомобилей, состоящая из картера (1, 2), первичного вала (4) и вторичного вала (7), причем состоящая из соединенной с первичным валом без возможности проворачивания наружной части (11) и из внутренней части (12), фрикционная муфта (8) отводит с первичного вала (4) крутящий момент и через внутреннюю часть (12) и механизм смещения подает его на вторичный вал (7), а для пуска муфты между ней и механизмом смещения предусмотрены два проворачиваемых относительно друг друга наклонных кольца (25, 26), отличающаяся тем, что: в картере (1, 2) между муфтой (8) и механизмом смещения (18, 19) закреплен частично охватывающий наклонные кольца (25, 26) масляный резервуар (30), в днище (31) которого имеется по меньшей мере одно первое отверстие (40), которое примыкает к верхней части периферии наклонных колец (25, 26); масляный резервуар (30) включает по меньшей мере одно проходящее в зону подачи механизма смещения (18, 19) направляющее устройство (36, 36*), через которое подаваемое механизмом смещения (18, 19) смазочное масло попадает в резервуар (30).
2. Распределительная коробка по п.1, отличающаяся тем, что масляный резервуар (30) наряду с днищем (31) имеет также переднюю стенку (32), заднюю стенку (33) и наружную периферийную стенку (34), причем направляющее устройство (36, 36*) закреплено на передней стенке (32), а в днище (31) имеется в качестве первого отверстия (40) прорезь, которая при промежуточном включении уплотнений (46) примыкает к обоим наклонным кольцам (25, 26), так что смазочное масло проходит между ними.
3. Распределительная коробка по п.1, отличающаяся тем, что вблизи образованной днищем (3) и задней стенкой (33) кромки масляного резервуара (30) имеется по меньшей мере одно второе отверстие (41), через которое смазочное масло поступает непосредственно на пакет дисков (13) муфты (8).
4. Распределительная коробка по п.3, отличающаяся тем, что в обращенной по меньшей мере к одному второму отверстию (41) части (15) муфты (8) имеется вращающаяся маслосборная камера (43), а также по меньшей мере один, ведущий от нее к пакету дисков (13), наклоненный наружу канал (47).
5. Распределительная коробка по п.2, отличающаяся тем, что в ней внутренняя часть (12) муфты посредством соединительного зубчатого зацепления (44) соединена без возможности проворачивания с ведущим к механизму смещения (18, 19) пустотелым валом (17), а в соединительном зубчатом зацеплении (44) отсутствуют отдельные зубья (60; 61; 60, 61), для образования масляных каналов (62; 63; 62, 63), для подачи смазочного масла к радиальным каналам (45) во внутренней части (12) муфты, ведущим к пакету дисков (13) муфты (8).
6. Распределительная коробка по п.2, отличающаяся тем, что наружная периферийная стенка (34) масляного резервуара (30) проходит за заднюю стенку (33) и в зону действия центробежных сил муфты (8), так что отбрасываемое муфтой масло попадает в масляный резервуар (30).
7. Распределительная коробка по п.1, отличающаяся тем, что направляющее устройство (36*) представляет собой по меньшей мере одно чашевидное углубление (50).
8. Распределительная коробка по п.1, отличающаяся тем, что направляющее устройство (36) представляет собой примыкающую к масляному резервуару (30) серповидную часть камеры, которая образована снаружи удлинением (37) наружной периферийной стенки (34), на обращенной от муфты (8) стороне торцевой стенкой (55) и находящейся в зоне действия центробежных сил механизма смещения внутренней поверхностью (53), которая имеет прорези (54) для улавливания выбрасываемого центробежными силами масла.
