ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНАЯ ПЕРЕДАЧА АВТОМОБИЛЯ С ЧЕТЫРЬМЯ ВЕДУЩИМИ КОЛЕСАМИ Российский патент 1995 года по МПК B60K17/346 

Изобретение относится к колесным транспортным средствам и касается трансмиссий полноприводных четырехколесных автомобилей.

Известна дифференциальная передача автомобиля, содержащая ведущее звено, имеющее привод с помощью зубчатой передачи от вторичного вала коробки передач, два планетарных дифференциальных механизма и три ведомых вала, причем первый и второй ведомые валы связаны с колесами переднего ведущего моста и с межколесным дифференциальным механизмом, а третий ведомый вал связан с приводом колес заднего ведущего моста и с межосевым дифференциальным механизмом [1]
Ограничение дифференциального действия указанных механизмов при пробуксовке отдельных колес автомобиля производится с помощью двух вязкостных муфт. Однако при использовании вязкостных муфт существенно увеличиваются габариты дифференциальной передачи и она становится значительно больше по массе.

Известная также дифференциальная передача автмобиля с четырьмя ведущими колесами, содержащая кинематически связанные ведущее звено, два дифференциальных механизма и три ведомых вала, два из которых соединены с колесами одного из ведущих мостов автомобиля, а третий с приводом колес второго ведущего моста [2]
Однако в этой дифференциальной передаче автомобиля отсутствуют средства для ограничения дифференциального действия дифференциального механизма с коническими шестернями, из-за чего возможна потеря сцепления с опорной поверхностью обоих передних колес автомобиля. Кроме того, в указанной дифференциальной передаче из-за того, что один из дифференциальных механизмов является межосевым, а другой межколесным, путь передачи крутящего момента к одному из передних колес автомобиля получается довольно сложным, вследствие чего увеличивается масса дифференциальной передачи.

Цель изобретения повышение тяговых качеств автомобиля с четырьмя ведущими колесами на дорогах с плохим сцеплением колес с опорной поверхностью.

Это достигается тем, что в дифференциальной передаче автомобиля, содержащей ведущее звено, два дифференциальных механизма, и три ведомых вала, каждый дифференциальный механизма выполнен в виде корпуса, размещенных в нем кинематически связанных между собой червяков и сцепленных с ними соосно установленных червячных шестерен разного диаметра, при этом в дифференциальном механизме, непосредственно связанном с ведущим звеном, червячная шестерня меньшего диаметра соединена с первым ведомым валом, а шестерня большего диаметра неподвижно связана с корпусом второго дифференциального механизма, в котором червячная шестерня меньшего диаметра соединена со вторым ведомым валом, а шестерня большего диаметра кинематически связана с третьим ведомым валом.

Неподвижная связь червячной шестерни первого дифференциального механизма с корпусом второго дифференциального механизма может быть выполнена в виде промежуточного вала, на котором установлена указанная шестерня, и закрепленного на конце вала диска с окнами, расположенного между червячными шестернями второго дифференциального механизма и неподвижно соединенного с корпусом.

На фиг. 1 изображена трансмиссия четырехколесного полноприводного автомобиля с дифференциальной передачей; на фиг. 2 дифференциальная передача, разрез; на фиг. 3 разрез А-А на фиг. 2; на фиг. 4 разрез Б-Б на фиг. 2; на фиг. 5 разрез В-В на фиг. 2; на фиг. 6 разрез Г-Г на фиг. 2; на фиг. 7 разрез Д-Д на фиг. 2.

Автомобиль содержит двигатель 1, сцепление 2 (фиг. 2) и механическую коробку передач 3, которые расположены поперек автомобиля.

На конце вала 4 коробки передач расположена соединенная с ним шестерня 5, находящаяся в постоянном зацеплении с зубчатым колесом 6, являющимся входным звеном дифференциальной передачи. С зубчатым колесом соединен корпус 7 первого дифференциального механизма, в котором размещены червяки 8 и 9 разного диаметра.

Червяк 8 большего диаметра расположен на валу 10 (фиг. 4), а червяк 9 меньшего диаметра на валу 11 (фиг. 3). Валы 10 и 11 расположены тангенциально относительно оси корпуса 7. Причем в корпусе 7 может быть расположено несколько валов 10 с червяками 8 и несколько валов 11 с червяками 9 (как показано на фиг. 3 и 4). Валы 10 и 11 связаны между собой при помощи цилиндрической зубчатой передачи, состоящей из зубчатых колес 12 и 13 разного диаметра.

Зубчатое колесо 12 меньшего диаметра расположено на валу 10, на котором расположен червяк 8 большего диаметра, а зубчатое колесо 13 большего диаметра на валу 11, на котором расположен червяк 9 меньшено диаметра. С червяком 8 находится в зацеплении червячная шестерня 14, а с червяком 9 червячная шестерня 15, расположенная соосно с шестерней 14. Червячные шестерни 14 и 15 также имеют разные диаметры.

Червячная шестерня 14 меньшего диаметра соединена с ведомым валом 16 дифференциальной передачи (фиг. 2), связанным с передним колесом 17 (фиг. 1) автомобиля. Червячная шестерня 15 большего диаметра имеет ступицу 18, которая соединена с промежуточным валом 19. К торцу вала 19 при помощи сварки прикреплен диск 20, соединенный с корпусом 21 второго дифференциального механизма.

Корпус 21 состоит из двух чаш, между которыми расположен диск 20. Второй дифференциальный механизм содержит тангенциально расположенные в его корпусе 21 червяки 22 и 23 разного диаметра. Червяк 22 меньшего диаметра расположен на валу 24 (фиг. 5), а червяк 23 большего диаметра на валу 25 (фиг. 6). Валы 24 и 25 связаны между собой при помощи цилиндрической зубчатой передачи, состоящей из зубчатых колес 26 (фиг. 5) и 27 (фиг. 6), имещих разный диаметр.

Цилиндрическое зубчатое колесо 26 большего диаметра расположено на валу 24, на котором расположен червяк 22 меньшего диаметра, а цилиндрическое зубчатое колесо 27, имеющее меньший диаметр, на валу 25, на котором расположен червяк 23 большего диаметра.

Для осуществления зацепления зубчатых колес 26 и 27 между собой в диске 20 выполнено окно 28 (фиг. 7). Кроме того, в диске 20 выполнены окна 29 для размещения червяка 23. С червяком 22 находится в зацеплении червячная шестерня 30 (фиг. 5), а с червяком 23 червячная шестерня 31 (фиг. 6), расположенная соосно с шестерней 30. Причем вокруг шестерни 30 размещены три сцепленных с ней червяка 22 (фиг. 5), а вокруг шестерни 31 сцепленные с ней червяки 23 (фиг. 6).

Червячная шестерня 31 меньшего диаметра соединена с ведомым валом 32 (фиг. 2) дифференциальной передачи, связанным с передним колесом 33 (фиг. 1) автомобиля, червячная шестерня 30 большего диаметра с третьим ведомым валом 34 (фиг. 2) дифференциальной передачи, с которым имеет шлицевое соединение ведущее коническое зубчатое колесо 35 угловой передачи. Зубчатое колесо 35 находится в зацеплении с ведомым коническим зубчатым колесом 36, расположенным на валу 37, который при помощи карданной передачи 38 связан с угловой передачей 39, служащей для привода задних колес 40 и 41 автомобиля. Валы колес 40 и 41 связаны с угловой передачей 39 через расположенный в ней обычный дифференциал.

При движении автомобиля крутящий момент от двигателя 1 через сцепление передается к коробке передач 3. От коробки передач крутящий момент через шестерню 5 и зубчатое колесо 6 поступает к корпусу 7 первого дифференциального механизма, от него меньшая часть крутящего момента через червячную шестерню 15 большего диаметра поступает к промежуточному валу 19, а от него к корпусу 21 второго дифференциального механизма.

От корпуса 21 меньшая часть крутящего момента (соответствующая крутящему моменту, переданному к переднему колесу 17 автомобиля) поступает через червячную шестерню 31 меньшего диаметра к другому переднему колесу 33 автомобиля, а большая часть крутящего момента через червячную шестерню 30 большего диаметра к валу 34. От вала 34 крутящий момент через конические шестерни 36 и 35 угловой передачи, карданную передачу 38, угловую передачу 39 и расположенный в ней межколесный дифференциал направляется к задним колесам 40 и 41.

При движении автомобиля на повороте каждое из передних колес и задние колеса катятся по разным траекториям с разной скоростью, вследствие чего происходит поворот червячной шестерни 14 первого дифференциального механизма относительно корпуса 7 и поворот червячной шестерни 31 второго дифференциального механизма относительно корпуса 21.

При повороте шестерни 14 относительно корпуса 7 происходит поворот червяка 8 и соответственно вала 10 с цилиндрическим зубчатым колесом 12, при повороте зубчатого колеса 12 поворот зубчатого колеса 13 и вала 11 с червяком 9, имеющим зацепление с червячной шестерней 15, соединенной с валом 19. Одновременно относительно корпуса 21 второго дифференциального механизма происходит поворот червячной шестерни 31, связанной с приводом переднего колеса 33 и червячной шестерни 30, кинематически связанной с задними колесами 40 и 41 автомобиля.

В случае потери сцепления с опорной поверхностью левого переднего колеса 17 автомобиля зубчатые колеса первого дифференциального механизма, расположенные в корпусе 7, перестают поворачиваться относительно друг друга и доля крутящего момента, передаваемая через вал 16, уменьшается, а доля крутящего момента, передаваемая через вал 19 к другому дифференциальному механизму, увеличивается, благодаря чему сохраняются необходимые тяговые усилия на всех остальных колесах автомобиля.

Аналогичным образом обстоит дело в случае потери сцепления правого переднего колеса 33 автомобиля или его задних колес.

Сущность изобретения: дифференциальная передача содержит два дифференциальных механизма (М), каждый из которых выполнен в виде корпуса, в котором размещены червяки, расположенные на валах (В), кинематически связанных между собой при помощи зубчатой передачи, состоящей из цилиндрических зубчатых колес разного диаметра. С червяками находится в зацеплении червячные шестерни (Ш) разного диаметра. Корпус 7 первого М имеет привод от В 4 коробки передач, Ш 14 меньшего диаметра связана с одним из передних колес автомобиля, а Ш 15 большего диаметра - с промежуточным В 19, с которым связан корпус 21 второго М. Щ 31 меньшего диаметра второго М связана с другим передним колесом автомобиля, а Ш 30 большего диаметра - с В 34, от которого производится привод задних колес автомобиля. Такое конструктивное выполнение дифференциальной передачи обеспечивает повышение тяговых качеств автомобиля на дорогах с плохим сцеплением колес с опорной поверхностью. 1 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНАЯ ПЕРЕДАЧА АВТОМОБИЛЯ С ЧЕТЫРЬМЯ ВЕДУЩИМИ КОЛЕСАМИ, содержащая кинематически связанные ведущее звено, два дифференциальных механизма и три ведомых вала, два из которых соединены с колесами одного из ведущих мостов автомобиля, а третий связан с приводом колес второго ведущего моста, отличающаяся тем, что каждый дифференциальный механизм выполнен в виде корпуса, размещенных в нем кинематически связанных между собой червяков и сцепленных с ними соосно установленных червячных шестерен разного диаметра, при этом в дифференциальном механизме, непосредственно связанном с ведущим звеном, червячная шестерня меньшего диаметра соединена с первым ведомым валом, а шестерня большего диаметра неподвижно связана с корпусом второго дифференциального механизма, в котором червячная шестерня меньшего диаметра соединена с вторым ведомым валом, а шестерня большего диаметра кинематически связана с третьим ведомым валом. 2. Передача по п.1, отличающаяся тем, что неподвижная связь червячной шестерни первого дифференциального механизма с корпусом второго дифференциального механизма выполнена в виде промежуточного вала, на котором установлена указанная шестерня, и закрепленного на конце вала диска с окнами, расположенного между червячными шестернями второго дифференциального механизма и неподвижно соединенного с корпусом.