Планетарный мультидифференциал ведущей оси
Изобретение относится к машиностроению. Планетарный мультидифференциал для главной передачи, содержащий в себе три планетарных механизма с фрикционными элементами управления, входную вал-шестерню, передающую мощность на ведомое зубчатое колесо, которое жестко соединено с корпусом дифференциала, который содержит в себе водило, являющееся левой полуосью, соединено с коронной шестерней планетарного механизма, ускоряющего левую полуось, и имеющей зацепление с водилом планетарного механизма, ускоряющего правую полуось, ускорение которого возможно при задействовании левого фрикционного элемента управления, а также содержит в себе солнечную шестерню, посаженную на правую полуось, соединенную с водилом планетарного механизма, ускоряющего левую полуось, и с коронной шестерней, ускоряющей правую полуось, ускорение которого возможно при задействовании правого фрикционного элемента управления, отличается тем, что содержит в себе фрикционную муфту для выравнивания скоростей вращения корпуса дифференциала, водила планетарного дифференциала и солнечной шестерни. Обеспечивается большая управляемость и устойчивость, коэффициент полезного действия, а также компактность разрабатываемого узла. 1 ил.
Настоящее изобретение, предназначенное для транспортных средств, относится к трансмиссионным узлам, в частности к главным передачам, содержащим в себе симметричный дифференциал, планетарные механизмы и фрикционные элементы управления, управляемых с помощью гидравлики или электроприводов и электронного блока управления.
Планетарный мультидифференциал с планетарными механизмами и фрикционными элементами управления способен распределять крутящий момент главным образом для обеспечения устойчивости движения транспортного средства. Работа механизма основана на том, чтобы передавать больший крутящий момент через планетарный механизм за счет активированного пакета фрикционных дисков правого или левого борта быстровращающемуся колесу, и передавать больший крутящий момент медленновращающемуся колесу посредством центрального фрикционного пакета.
В составе главной передачи способного распределять больший крутящий момент различным способом, содержится коническое, гипоидное или цилиндрическое зубчатое зацепление передающее мощность на корпус симметричного дифференциала. Далее, как правило, справа и слева (см. например, US 2007/0259749 A1) или только с одной стороны (см. например, US 2005/0261099 A1) располагаются зубчатые механизмы с фрикционными элементами управления, которые могут быть как тормозами, так и муфтами, обеспечивающие увеличение мощности на одном из колес.
Известен механизм способный передавать больший крутящий момент быстровращающемуся колесу (см., например, US 2008/0176702 A1), содержащий в себе правый и левый планетарные механизмы первого класса и два элемента управления. За счет активации правого или левого элемента управления, больший крутящий момент передается на левую или правую полуось соответственно.
Изучение развития систем стабилизации и в том числе главных передач способных распределять крутящий момент показывает, что распределение крутящих моментов посредством только тормозных систем не устраивает автопроизводителей, так как при обеспечении устойчивости транспортное средство снижает скорость. Поэтому существует необходимость в оборудовании транспортного средства главными передачами способными распределять крутящий момент между колесами с минимальными потерями.
В существующих прототипах можно увеличить крутящий момент на быстровращающемся колесе с минимальными потерями, однако при увеличении крутящего момента на медленновращающемся колесе сильно возрастают потери. Кроме того при выходе из поворота предпочтительнее выравнивать разность скоростей вращения не путем увеличения момента на внутреннем колесе, а путем непосредственного выравнивания скоростей колес внутреннего и наружного радиуса.
Техническим результатом является увеличение элементов управления и как следствие распределение крутящих моментов между колёсами с минимальными потерями.
Указанный технический результат достигается тем, что планетарный мультидифференциал содержащий в себе три планетарных механизма с фрикционными элементами управления, входную вал-шестерню передающую мощность на ведомое зубчатое колесо которое жестко соединено в корпусом дифференциала, который содержит в себе водило являющееся левой полуосью соединено с коронной шестерней планетарного механизма ускоряющего левую полуось и имеющую зацепление с водилом планетарного механизма ускоряющего правую полуось, ускорение которого возможно при задействовании левого фрикционного элемента управления, а также содержит в себе солнечную шестерню посаженную на правую полуось соединённую с водилом планетарного механизма ускоряющего левую полуось и с коронной шестерней ускоряющую правую полуось, ускорение которого возможно при задействовании правого фрикционного элемента управления, а так же содержит в себе фрикционную муфту для выравнивания скоростей вращения корпуса дифференциала, водила планетарного дифференциала и солнечной шестерни.
Указанные признаки взаимосвязаны между собой и обеспечивают указанный технический результат.
На фиг. 1 показана кинематическая схема мультидифференциала транспортного средства.
Представленное изобретение поясняется примером, который не является единственно возможным, однако демонстрирует возможность достижения технического результата.
Планетарный мультидифференциал содержащий в себе три планетарных механизма с фрикционными элементами управления, входную вал-шестерню передающую мощность на ведомое зубчатое колесо, которое жестко соединено с корпусом дифференциала, который содержит в себе водило, являющееся левой полуосью, соединено с коронной шестерней планетарного механизма ускоряющего левую полуось и имеющую зацепление с водилом планетарного механизма ускоряющего правую полуось, ускорение которого возможно при задействовании левого фрикционного элемента управления, а также содержит в себе солнечную шестерню посаженную на правую полуось соединённую с водилом планетарного механизма ускоряющего левую полуось и с коронной шестерней ускоряющую правую полуось, ускорение которого возможно при задействовании правого фрикционного элемента управления, а так же содержит в себе фрикционную муфту для выравнивания скоростей вращения корпуса дифференциала, водила планетарного дифференциала и солнечной шестерни.
Ниже приведено описание принципа работы мультидифференциала, например, легкового автомобиля.
Главная передача, реализующая перераспределение крутящего момента между колесами, содержит в себе картер главной передачи (1), входной вал (2), симметричный дифференциал планетарного типа (3), планетарный механизм ускоряющий правый борт (4), планетарный механизм ускоряющий левый борт (5). Симметричный дифференциал планетарного типа (3) содержит в себе корпус дифференциала (6), водило левой полуоси (7), солнечную шестерней правой полуоси (8) и фрикционную муфту (9). Планетарный механизм ускоряющий правый борт (4) содержит в себе водило планетарного механизма ускоряющего правый борт с сателлитами (10), коронную шестерню планетарного механизма ускоряющего правый борт (11), солнечную шестерню планетарного механизма ускоряющего правый борт (12), соединённое с фрикционным тормозом (13). Планетарный механизм ускоряющий левый борт (5) содержит в себе водило планетарного механизма ускоряющего левый борт с сателлитами (14), коронную шестерню планетарного механизма ускоряющего левый борт (15), солнечную шестерню планетарного механизма ускоряющего левый борт (16) соединённое с фрикционным тормозом (17).
Такое исполнение главной передачи обеспечивает перераспределение большего крутящего момента к быстровращающемуся колесу либо медленно вращающемуся.
Предложенная главная передача, согласно изобретению работает следующим образом.
При трогании с места фрикционный тормоз (13) и фрикционный тормоз (17) не задействованы. Фрикционная муфта (9) может быть задействована как при движении, так и при трогании с места.
Под действием электронной системы управления при необходимости выравнивания скоростей водила левой полуоси (7) и солнечной шестерней правой полуоси (8), задействуется фрикционная муфта (9). Оставшиеся фрикционный тормоз (13) и фрикционный тормоз (17) не задействованы.
Крутящий момент с входного вала (2) передается на корпус дифференциала (6), и затем через сателлиты передается на водило левой полуоси (7) и солнечную шестерню правой полуоси (8). Кроме того крутящий момент передается также от корпуса дифференциала (6) через фрикционную муфту (9) на водило левой полуоси (7). Таким образом, задействованная фрикционная муфта (9) стремится свести разности скоростей вращения корпуса дифференциала (6), водило левой полуоси (7) и солнечной шестерни правой полуоси (8) к нулю.
Под действием электронной системы управления при необходимости увеличения скорости вращения солнечной шестерни правой полуоси (8), задействуется фрикционный тормоз (13). Оставшиеся фрикционная муфта (9) и фрикционный тормоз (17) не задействованы.
Крутящий момент с входного вала (2) передается на корпус дифференциала (6), и затем через сателлиты передается на водило левой полуоси (7) и солнечной шестерни правой полуоси (8). Далее крутящий момент от водила левой полуоси (7) передается на водило планетарного механизма ускоряющего правый борт с сателлитами (10), а на солнечную шестерню планетарного механизма ускоряющего правый борт (12) прикладывается тормозной момент от фрикционного тормоза (13). Тем самым происходит ускорение коронной шестерни планетарного механизма ускоряющего правый борт (11) которая жестко связана с солнечной шестерни правой полуоси (8) по отношению к водилу планетарного механизма ускоряющего правый борт с сателлитами (10) жестко связанному с водилом левой полуоси (7).
Под действием электронной системы управления при необходимости увеличения скорости вращения водила левой полуоси (7), задействуется фрикционный тормоз (17). Оставшиеся фрикционная муфта (9) и фрикционный тормоз (13) не задействованы.
Крутящий момент с входного вала (2) передается на корпус дифференциала (6), и затем через сателлиты передается на водило (7) и правую полуосевую шестерню (8). Далее крутящий момент от водила (7) передается на коронную шестерню планетарного механизма ускоряющего левый борт (15), а на солнечную шестерню планетарного механизма ускоряющего левый борт (16) прикладывается тормозной момент от фрикционного тормоза (17). Тем самым происходит ускорение коронной шестерни планетарного механизма ускоряющего левый борт (15), которая жестко связана с водилом (7) по отношению к водилу планетарного механизма ускоряющего левый борт с сателлитами (14) жестко связанному с солнечной шестерни правой полуоси (8).
Изменение компоновки управляемой фрикционной муфты (9), симметричного дифференциала планетарного типа (3), планетарного механизма ускоряющего правый борт (4), планетарного механизма ускоряющего левый борт (5) в кинематической схеме не влияет на технический результат.
Настоящее изобретение промышленно применимо, и не требует специальных технологий и оборудования, кроме тех, которые применяются повсеместно в машиностроении.
Планетарный мультидифференциал для главной передачи, содержащий в себе три планетарных механизма с фрикционными элементами управления, входную вал-шестерню, передающую мощность на ведомое зубчатое колесо, которое жестко соединено с корпусом дифференциала, который содержит в себе водило, являющееся левой полуосью, соединено с коронной шестерней планетарного механизма, ускоряющего левую полуось, имеющей зацепление с водилом планетарного механизма, ускоряющего правую полуось, ускорение которого возможно при задействовании левого фрикционного элемента управления, а также содержит в себе солнечную шестерню, посаженную на правую полуось, соединенную с водилом планетарного механизма, ускоряющего левую полуось, и с коронной шестерней, ускоряющей правую полуось, ускорение которого возможно при задействовании правого фрикционного элемента управления, отличающийся тем, что содержит в себе фрикционную муфту для выравнивания скоростей вращения корпуса дифференциала, водила планетарного дифференциала и солнечной шестерни.
