Изобретение относится к транспортному машиностроению, а именно к устройствам для блокировки дифференциалов транспортных средств, и может быть использовано для блокировки межколесных дифференциалов.
Известен механизм блокировки дифференциала, использованный в устройстве управления дифференциалом транспортного средства, содержащий ограничитель дифференциала, ограничивающий степень дифференциальной работы ведущего и выходных звеньев, объемный гидропривод, датчики скорости и бокового ветра и блок управления (пат. Японии N 5057928, по М.кл. B 60 K 17/20, 1996).
По выходному сигналу блока управления, обрабатывающего сигналы от датчиков скорости и бокового ветра, гидропривод регулирует силу противодействия ограничителя дифференциала.
Недостатком такого механизма является то, что при отсутствии бокового ветра дифференциал остается разблокированным и при прямолинейном движении транспортного средства по ровной поверхности, когда от дифференциала не требуются дифференциальные качества, не обеспечит наилучшие тягово-скоростные возможности машины в случае уменьшения сцепления одного из колес ведущего моста с поверхностью дороги. И, наоборот, при значительном боковом ветре и криволинейном движении или движении по неровному профилю, когда от дифференциала требуются дифференциальные качества, ограничитель будет ограничивать степень дифференциальной работы ведущего и выходных звеньев, что будет ухудшать управляемость машиной и создавать дополнительные потери мощности в ограничителе.
Известен механизм блокировки дифференциала, использованный в устройстве С. П. Пожидаева блокировки дифференциала трансмиссии транспортного средства, содержащий одну гидромашину, один из двух взаимно поворачивающихся элементов которой связан с одним из выходных звеньев дифференциала, а другой - с его ведущим звеном, и другую регулируемой производительности с приводом через упомянутый дифференциал от трансмиссии транспортного средства гидромашину, полости нагнетания и всасывания которой соединены с полостями нагнетания и всасывания упомянутой первой гидромашины (авт. св. СССР N 645864, по М.кл. B 60 K 17/20, 1979).
Недостатком этого механизма является то, что при движении машины по прямой элемент, регулирующий производительность насоса, находится в нейтральном положении, предопределяя ее нулевую величину. Вследствие этого жидкость, находящаяся в цилиндрах гидронасоса и трубопроводах, заперта и жестко связывает друг с другом взаимно проворачивающиеся элементы первой гидромашины. Проворачивание одного из взаимно поворачивающихся элементов этой гидромашины относительно другого возможно только в очень небольших пределах, обусловливаемых объемными утечками жидкости. В результате первая гидромашина жестко блокирует дифференциал, лишая практически ведущие колеса машины возможности катиться по сколько-нибудь существенно неровной поверхности без скольжения и дополнительного буксования, и не обеспечивает тем самым повышение тяговых качеств дифференциала при одновременном сохранении его дифференциальных свойств. Кроме того, использование межколесного дифференциала с таким механизмом блокировки на машинах, движущихся с достаточно большими скоростями, снижает безопасность движения, поскольку при резком и достаточно существенном снижении сцепления одного из колес ведущего моста с поверхностью дороги возможно внезапное изменение курса или возникновение заноса машины вследствие действия поворачивающего момента от разницы касательных сил тяги, приложенных к ведущим колесам.
Известен механизм блокировки дифференциала, использованный в самоблокирующемся дифференциале С.П.Пожидаева, содержащий одну гидромашину, вал и корпус которой кинематически связаны с звеньями дифференциала, и другую гидромашину переменной производительности, подсоединенную последовательно к упомянутой первой гидромашине и образующую с ней замкнутый гидравлический контур, причем один из двух взаимно проворачивающихся элементов другой гидромашины кинематически соединен с ведущим звеном дифференциала, а другой элемент закреплен неподвижно (авт. св. СССР N 759348, по М. кл. B 60 K 17/20, F 16 H 1/44, 1980).
Недостатком этого механизма является то, что при движении машины по прямой элемент, регулирующий производительность насоса, находится в нейтральном положении, предопределяя ее нулевую величину. Вследствие этого жидкость, находящаяся в цилиндрах гидронасоса и трубопроводах, заперта и жестко связывает друг с другом взаимно проворачивающиеся элементы первой гидромашины. Проворачивание одного из взаимно проворачивающихся элементов этой гидромашины относительно другого возможно только в очень небольших пределах, обусловливаемых объемными утечками жидкости. В результате первая гидромашина жестко блокирует дифференциал, лишая практически ведущие колеса машины возможности катиться по сколько-нибудь существенно неровной поверхности без скольжения и дополнительного буксования, и не обеспечивает тем самым повышение тяговых качеств дифференциала при одновременном сохранении его дифференциальных свойств. Кроме того, использование межколесного дифференциала с таким механизмом блокировки на машинах, движущихся с достаточно большими скоростями, снижает безопасность движения, поскольку при резком и достаточно существенном снижении сцепления одного из колес ведущего моста с поверхностью дороги возможно внезапное изменение курса или возникновение заноса машины вследствие действия поворачивающего момента от разницы касательных сил тяги, приложенных к ведущим колесам.
Известен механизм блокировки дифференциала транспортного средства, принятый в качестве прототипа, содержащий два зубчатых ряда постоянного зацепления, ведущие шестерни которых связаны с соответствующими выходными звеньями дифференциала, а ведомые соединены с соответствующими полувалами, третий зубчатый ряд постоянного зацепления, ведущая шестерня которого связана с венцом ведомой шестерни зубчатой передачи для подвода ведущего момента к дифференциалу, и две реверсивные обгонные муфты, расположенные на соответствующих полувалах (пат. России N 2091249 по М.кл. B 60 K 17/16, 1997, вариант по п.1).
Данный механизм блокировки обеспечивает работу дифференциала в дифференциальном режиме в определенном диапазоне изменения разности скоростей его выходных звеньев, задаваемом постоянными кинематическими параметрами этого механизма, и блокирует дифференциал, если разность выходит за указанный диапазон.
Недостатком данного механизма является ограниченность его функциональных возможностей, заключающаяся в том, что упомянутый диапазон вследствие постоянства передаточных отношений зубчатых рядов механизма является жестко фиксированным. Но поскольку колесная тягово-транспортная машина, как правило, универсальная и эксплуатируется на поверхностных фонах различных типов и разного профиля, что требует задания разного диапазона работы дифференциала в дифференциальном режиме, может иметь место, когда данный механизм будет блокировать дифференциал в тот момент, когда от последнего требуются дифференциальные свойства, и не блокировать его тогда, когда желательно, чтобы дифференциал был заблокирован. Кроме того, по сравнению с прямолинейным движением способность забегающего колеса при повороте транспортного средства двигаться по неровной поверхности без наступления блокировки дифференциала снижается, а в случае возникновения при этом повышенного буксования отстающего колеса блокировка дифференциала наступает при величине буксования больше заданной предельно допустимой. Результатом такой ограниченности функциональных возможностей данного механизма блокировки будет снижение тягово-скоростных качеств, топливной экономичности, производительности машины.
Задача изобретения - создание механизма блокировки дифференциала транспортного средства с расширенными функциональными возможностями, позволяющими механизму приспосабливать свою работу к работе дифференциала в различных дорожных условиях движения машины, что обеспечивает каждому из колес ведущего моста такую же способность катиться в тяговом режиме по неровной поверхности и криволинейному пути без наступления блокировки дифференциала, что и при прямолинейном движении по ровной поверхности, а в случае возникновения повышенного буксования одного из ведущих колес обеспечивает включение блокировки дифференциала, как и при прямолинейном движении по ровной поверхности, в момент, когда буксование достигнет заданной предельно допустимой величины.
Технический результат - повышение тягово-скоростных качеств, топливной экономичности, производительности.
Указанный технический результат достигается тем, что механизм блокировки дифференциала транспортного средства, содержащий два зубчатых ряда постоянного зацепления, ведущие шестерни которых связаны с соответствующими выходными звеньями дифференциала, а ведомые соединены с соответствующими полувалами, третий зубчатый ряд постоянного зацепления, ведущая шестерня которого связана с венцом ведомой шестерни зубчатой передачи для подвода ведущего момента к дифференциалу, и две реверсивные обгонные муфты, расположенные на соответствующих полувалах, снабжен адаптирующим устройством, выполненным в виде двух объемных гидропередач, каждая из которых имеет две гидромашины, последовательно соединенные между собой с образованием замкнутого гидравлического контура, причем первые гидромашины обеих гидроперадач своими одними из двух взаимно проворачивающихся элементов соединены с ведомой шестерней третьего зубчатого ряда, а вторые гидромашины своими одними из двух взаимно проворачивающихся элементов связаны посредством упомянутых обгонных муфт с соответствующими полувалами, при этом первые гидромашины выполнены регулируемыми, причем орган регулирования рабочего объема первой гидромашины первой гидропередачи посредством первой дифференциальной передачи связан с подпружиненным с двух сторон одним из двух взаимно перемещающихся элементов первого гидроцилиндра управления, первая полость которого связана с первой напорной магистралью, снабженной первым регулирующим устройством, обеспечивающим возможность регулирования давления в ней в зависимости от величины действительной скорости первого ведущего колеса транспортного средства, а вторая его полость связана со второй напорной магистралью, снабженной вторым регулирующим устройством, обеспечивающим возможность регулирования давления в последней в зависимости от величины действительной скорости второго ведущего колеса транспортного средства, а орган регулирования рабочего объема первой гидромашины второй гидропередачи посредством второй дифференциальной передачи связан с подпружиненным с двух сторон одним из двух взаимно перемещающихся элементов второго гидроцилиндра управления, первая полость которого связана со второй напорной магистралью, а вторая его полость связана с первой напорной магистралью, при этом обе напорные магистрали посредством упомянутых соответствующих регулирующих устройств связаны с линией нагнетания, при этом связь ведущей шестерни третьего зубчатого ряда с венцом ведомой шестерни зубчатой передачи для подвода ведущего момента к дифференциалу выполнена кинематической, причем каждая из дифференциальных передач выполнена в виде дифференциального рычага, одним концом шарнирно связанного с органом регулирования рабочего объема соответствующей гидромашины, другим концом шарнирно соединенного с соответствующей тягой ручного управления, а средней частью шарнирно связанного с одним из двух взаимно перемещающихся элементов соответствующего гидроцилиндра управления, при этом каждое из регулирующих устройств выполнено в виде регулятора скоростного воздействия, вал которого кинематически связан с соответствующим мерным колесом, установленным со свободой вращения на ступице соответствующего ведущего колеса и имеющим расчетный диаметр, равный расчетному диаметру этого колеса.
Снабжение механизма блокировки адаптирующим устройством, которое путем слежения за действительной скоростью каждого из колес ведущего моста транспортного средства обеспечивает приспосабливаемость работы механизма блокировки к работе дифференциала в различных дорожных условиях движения машины, что дает каждому из этих колес такую же способность катиться в тяговом режиме по неровной поверхности и криволинейному пути без наступления блокировки дифференциала, что и при прямолинейном движении по ровной поверхности, а случае возникновения повышенного буксования одного из ведущих колес обеспечивает включение блокировки дифференциала, как и при прямолинейном движении по ровной поверхности, в момент, когда буксование достигнет заданной предельно допустимой величины.
Выполнение адаптирующего устройства в виде двух объемных гидропередач обеспечивает дистанционную передачу энергии через механизм блокировки и тем самым независимость компоновки его частей, плавность изменения при регулировании передач передаточных отношений между венцом ведомой шестерни зубчатой передачи для подвода ведущего момента к дифференциалу и обгонными муфтами.
Выполнение каждой гидропередачи из последовательно соединенных между собой двух гидромашин обеспечивает определенную гидравлическую связь между вращающимися элементами этих гидромашин.
Соединение гидромашин в каждой гидропередаче между собой с образованием замкнутого гидравлического контура делает гидропередачи более компактными.
Соединение первых гидромашин обеих гидропередач своими одними из двух взаимно проворачивающихся элементов с ведомой шестерней третьего зубчатого ряда, а связь их вторых гидромашин своими одними из двух взаимно проворачивающихся элементов посредством упомянутых обгонных муфт с соответствующими полувалами обеспечивает при блокировке какой-либо одной из этих обгонных муфт соответствующую кинематическую связь между венцом ведомой шестерни зубчатой передачи для подвода ведущего момента к дифференциалу и соответствующим выходным звеном дифференциала.
Выполнение первых гидромашин с регулируемыми рабочими объемами и органом регулирования рабочего объема первой гидромашины первой гидропередачи, связанным посредством первой дифференциальной передачи с подпружиненным с двух сторон одним из двух взаимно перемещающихся элементов первого гидроцилиндра управления, первая полость которого связана с первой напорной магистралью, снабженной первым регулирующим устройством, обеспечивающим возможность регулирования давления в ней в зависимости от величины действительной скорости первого ведущего колеса транспортного средства, а вторая его полость связана со второй напорной магистралью, снабженной вторым регулирующим устройством, обеспечивающим возможность регулирования давления в последней в зависимости от величины действительной скорости второго ведущего колеса транспортного средства, и органом регулирования рабочего объема первой гидромашины второй гидропередачи, связанным посредством второй дифференциальной передачи с подпружиненным с двух сторон одним из двух взаимно перемещающихся элементов второго гидроцилиндра управления, первая полость которого связана со второй напорной магистралью, а вторая его полость связана с первой напорной магистралью, обеспечивает возможность корректировать диапазон работы дифференциала в дифференциальном режиме в следящем за действительными скоростями колес ведущего моста транспортного средства режиме, приспосабливая его к конкретным дорожным условиям движения машины.
Связь обеих напорных магистралей посредством упомянутых соответствующих регулирующих устройств с линией нагнетания обеспечивает эти магистрали гидравлической энергией, необходимой для привода в действие обоих гидроцилиндров управления.
Выполнение связи ведущей шестерни третьего зубчатого ряда с венцом ведомой шестерни зубчатой передачи для подвода ведущего момента к дифференциалу кинематической делает компоновку третьего зубчатого ряда независимой от места расположения упомянутого венца.
Выполнение каждой из дифференциальных передач в виде дифференциального рычага, одним концом шарнирно связанного с органом регулирования рабочего объема соответствующей гидромашины, другим концом шарнирно соединенного с соответствующей тягой ручного управления, а средней частью шарнирно связанного с одним из двух взаимно перемещающихся элементов соответствующего гидроцилиндра управления, позволяет задавать разный диапазон работы дифференциала в дифференциальном режиме, что дает возможность обеспечить блокировку его в тот момент, который наиболее соответствует типу и профилю поверхностного фона, на котором эксплуатируется в текущий период машина.
Выполнение каждого из регулирующих устройств в виде регулятора скоростного воздействия, вал которого кинематически связан с соответствующим мерным колесом, установленным со свободой вращения на ступице соответствующего ведущего колеса и имеющим расчетный диаметр, равный расчетному диаметру этого колеса, обеспечивает зависимость давления в обеих напорных магистралях от действительных скоростей соответствующих ведущих колес.
Возможность с помощью ручного управления рабочими объемами, а также путем автоматического регулирования при помощи обоих гидроцилиндров управления, полости которых связаны с соответствующими напорными магистралями, давление в которых регулируется с помощью регуляторов скоростного воздействия в зависимости от действительных скоростей ведущих колес, рабочих объемов первых гидромашин обеих гидропередач плавно изменять передаточные отношения передач между венцом ведомой шестерни зубчатой передачи для подвода ведущего момента к дифференциалу и обгонными муфтами и, следовательно, возможность тем самым изменять в механизме блокировки диапазон работы дифференциала в дифференциальном режиме и корректировать его в соответствии с дорожными условиями движения машины обеспечивает расширение функциональных возможностей механизма блокировки, заключающееся в том, что обеспечивается возможность изменять момент блокировки дифференциала в соответствии с типом и профилем поверхностного фона и исключить влияние на момент блокировки неровности профиля и непрямолинейности пути, что повышает тягово-скоростные качества, топливную экономичность и производительность машины.
Проведенный анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что заявителем не обнаружен аналог, характеризующийся признаками, идентичными всем существенным признакам заявленного изобретения, а определение из перечня выявленных аналогов прототипа как наиболее близкого аналога позволило выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленном объекте, изложенных в формуле изобретения. Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию "новизна" по действующему законодательству. Для проверки соответствия заявленного изобретения требованию изобретательского уровня заявитель провел дополнительный поиск известных решений с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными признаками заявленного изобретения, результаты которого показывают, что заявленное изобретение для специалиста не следует явным образом из известного уровня техники.
Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию "изобретательский уровень" по действующему законодательству.
На фиг. 1 представлена схема механизма блокировки дифференциала, на фиг. 2 - схема левого регулятора скоростного воздействия, на фиг. 3 - схема правого регулятора скоростного воздействия.
Механизм блокировки (фиг. 1) связан с дифференциалом посредством трех зубчатых пар, состоящих из зубчатых колес 1 и 2, 3 и 4, 5 и 6. Зубчатые колеса 1 и 3 соединены соответственно с выходными звеньями 7 и 8 дифференциала, связанными соответственно с левым 9 и правым 10 колесами ведущего моста. Зубчатые колеса 2 и 4 соединены с концами соответствующих полувалов 11 и 12. Зубчатые пары, состоящие из зубчатых колес 1 и 2 и 3 и 4, выполнены с передаточными отношениями, равными между собой. Зубчатое колесо 5 соединено с валом 13, кинематически связанным с венцом 14 ведомой шестерни зубчатой передачи, подводящей ведущий момент к корпусу 15 дифференциала. Таким валом может быть, например, вторичный вал коробки передач, карданный вал или вал ведущей шестерни главной передачи. Другие концы полувалов 11 и 12 связаны соответственно с ведомыми элементами 16 и 17 реверсивных обгонных муфт 18 и 19, ведущие элементы 20 и 21 которых соединены соответственно с валами 22 и 23 второй гидромашины 24 первой гидроперадачи 25 и второй гидромашины 26 второй гидропередачи 27. Гидромашины 24 и 26 имеют равные между собой рабочие объемы. Вторая гидромашина 24 связана посредством трубопроводов 28 и 29 последовательно с первой гидромашиной 30 первой гидропередачи с образованием замкнутого гидравлического контура, а вторая гидромашина 26 посредством трубопроводов 31 и 32 связана последовательно с образованием замкнутого гидравлического контура с первой гидромашиной 33 второй гидропередачи. Гидромашины 30 и 33 выполнены с регулируемыми рабочими объемами. Валы 34 и 35 гидромашин 30 и 33 соединены с зубчатым колесом 6. Органы регулирования 36 и 37 рабочих объемов соответственно гидромашин 30 и 33 шарнирно связаны с концами соответственно дифференциальных рычагов 38 и 39, другие концы которых шарнирно связаны соответственно с тягами 40 и 41 ручного управления механизмом блокировки. Своей средней частью рычаги 38 и 39 шарнирно связаны соответственно со штоками 42 и 43 гидроцилиндров управления 44 и 45, соединенными с поршнями 46 и 47, с двух сторон подпружиненными соответственно пружинами 48 и 49. Полости 50 и 51 гидроцилиндров 44 и 45 посредством трубопроводов 52 и 53 связаны с напорной магистралью 54, давление в которой регулируется левым регулятором скоростного воздействия 55, вал 56 которого кинематически связан с мерным колесом 57, установленным со свободой вращения на ступице 58 ведущего колеса 9 и имеющим диаметр, равный диаметру этого колеса. Полости 59 и 60 гидроцилиндров 44 и 45 посредством трубопроводов 61 и 62 связаны с напорной магистралью 63, давление в которой регулируется правым регулятором скоростного воздействия 64, вал 65 которого кинематически связан с мерным колесом 66, установленным со свободой вращения на ступице 67 ведущего колеса 10 и имеющим диаметр, равный диаметру этого колеса. Напорные магистрали 54 и 63 посредством регулятора скоростного воздействия соответственно 55 и 64 связаны с линией нагнетания 68, которая может быть связана либо с линией нагнетания гидросистемы управления коробкой передач, либо с линией нагнетания гидросистемы управления навесными орудиями, либо с линией нагнетания какой-либо другой гидросистемы транспортного средства. В корпусе 69 (фиг. 2) регулятора 55, жестко связанном с валом 56, размещен золотник 70, на котором укреплен груз 71. Корпус 69 с торцов герметично закрыт крышками 72 и 73, закрепленными на корпусе машины, с образованием полости 74 и кольцевых полостей 75 и 76, связанных с полостью 74 соответственно каналами 77 и 78. На золотнике 70 выполнены два пояска 79 и 80 соответственно большего и меньшего диаметров. Полость 74 связана с магистралью 54, полость 75 связана посредством трубопровода 81 со сливной емкостью 82, а полость 76 посредством трубопровода 83 (см. фиг. 1) связана с нагнетательной полостью 68. В корпусе 84 (фиг. 3) регулятора 64, жестко связанном с валом 65, размещен золотник 85, на котором укреплен груз 86. Корпус 84 с торцов герметично закрыт крышками 87 и 88, закрепленными на корпусе машины, с образованием полости 89 и кольцевых полостей 90 и 91, связанных с полостью 89 соответственно каналами 92 и 93. На золотнике 85 выполнены два пояска 94 и 95 соответственно большего и меньшего диаметров. Полость 89 связана с магистралью 63, полость 90 связана посредством трубопровода 96 со сливной емкостью 82, а полость 91 посредством трубопровода 97 (см. фиг. 1) связана с линией нагнетания 68. Валы 56 и 65 посредством, например, зубчатых муфт 98 и 99 связаны с установленными на этих валах со свободой вращения соответственно зубчатыми колесами 100 и 101, входящими в кинематическую связь регуляторов 55 и 64 соответственно с мерными колесами 57 и 66.
Объемные гидропередачи 25 и 27, связанные валами 22 и 23 с ведущими элементами 20 и 21 обгонных муфт 18 и 19, а валами 34 и 35 - с зубчатым колесом 6, гидроцилиндры управления 44 и 45, кинематически связанные через дифференциальные рычаги 38 и 39 с органами регулирования 36 и 37 рабочих объемов гидромашин 30 и 33 и гидравлически связанные через регуляторы скоростного воздействия 55 и 64, валы 56 и 65 которых кинематически связаны с мерными колесами 57 и 66, с линией нагнетания 68, образуют адаптирующее устройство, обеспечивающее путем соответствующего изменения скоростей вращения ведущих элементов обгонных муфт в зависимости от изменения действительных скоростей колес ведущего моста приспособляемость работы механизма блокировки к работе дифференциала в условиях движения ведущих колес по неровному профилю и криволинейному пути.
Механизм блокировки работает следующим образом.
При работе транспортного средства на транспортных работах с относительно большими скоростями зубчатые муфты 98 и 99 должны быть водителем предварительно выключены, а рабочие объемы гидромашин 30 и 33 установлены посредством тяг 40 и 41 ручного управления небольшими, что обеспечит работу дифференциала в дифференциальном режиме в широком диапазоне, поскольку вследствие настройки гидромашин 30 и 33 на малую производительность валы 22 и 23 гидромашин 24 и 26 и связанные с ними ведущие элементы 20 и 21 обгонных муфт будут вращаться существенно медленнее соответствующих ведомых элементов 16 и 17, поэтому обгонные муфты 18 и 19 будут оставаться разблокированными в широком диапазоне изменения разности скоростей вращения выходных звеньев 7 и 8 дифференциала.
Если при транспортных работах вследствие ухудшения сцепления сила тяги одного из колес ведущего моста, например колеса 9, кратковременно уменьшится на какую-то величину, то в соответствии с дифференциальными свойствами дифференциала на такую же величину уменьшится и сила тяги колеса 10, имеющего нормальное сцепление. Разница между силами тяги колес останется равной нулю, поэтому не возникнет поворачивающего момента и, следовательно, не произойдет внезапного изменения курса машины или ее заноса. Вследствие кратковременности ухудшения сцепления одного из колес на каком-то участке пути последний будет преодолен машиной по инерции без наступления блокировки дифференциала.
В случае более длительного времени ухудшения сцепления ведущего колеса 9 его скорость вращения вследствие роста буксования возрастет, а скорость вращения ведущего колеса 10 соответственно уменьшится. Вместе с ним уменьшится вследствие кинематической связи скорость вращения ведомого элемента 17 обгонной муфты 19. И как только в процессе снижения действительной скорости отстающего ведущего колеса 10 и, как следствие, скорости самой машины скорость вращения ведомого элемента 17 сравняется со скоростью вращения ведущего элемента 21, обгонная муфта 19 заблокируется и дифференциал начнет распределять подводимый к нему ведущий момент между выходными звеньями пропорционально силам сопротивления, приложенным к ведущим колесам. Поскольку блокировка дифференциала наступает при небольшой скорости машины, нет опасности внезапного изменения курса машины или ее заноса, а установленный широкий диапазон работы дифференциала в дифференциальном режиме позволяет машине двигаться по неровному профилю дороги и криволинейному пути без наступления блокировки дифференциала
При работе транспортного средства в тяговом режиме с относительно небольшими скоростями зубчатые муфты 98 и 99 должны быть водителем предварительно включены, а рабочие объемы гидромашин 30 и 33 установлены посредством тяг 40 и 41 ручного управления такими, чтобы в случае ухудшения сцепления одного из колес ведущего моста блокировка дифференциала наступала при возрастании буксования этого колеса до заданной предельно допустимой для данного почвенного фона величины.
Если движение машины в тяговом режиме происходит по неровному профилю дороги и криволинейному пути так, что действительная скорость, например, колеса 9 возрастает, а действительная скорость колеса 10 убывает при постоянном буксовании этих колес, мерное колесо 57 увеличивает, а мерное колесо 66 снижает свою скорость вращения. Скорость вращения груза 71 регулятора 55, кинематически связанного с колесом 57, возрастает, а скорость вращения груза 86 регулятора 64, кинематически связанного с колесом 66, снижается. Золотник 70 под действием возросшей центробежной силы груза 71 смещается к периферии от оси вращения корпуса 69, открывая пояском 80 канал 78 и увеличивая тем самым поступление жидкости из линии нагнетания 68 в полость 74 и прикрывая этим пояском канал 77, уменьшая тем самым слив. Давление в полости 74 и напорной магистрали 54 начнет возрастать. Действие этого давления на неравные площади торцов поясков 79 и 80 создает силу, уравновешивающую золотник 70 в новом положении. Золотник 85 вследствие уменьшения центробежной силы груза 86 смещается под действием неуравновешенной силы давления жидкости от периферии к оси вращения корпуса 84, прикрывая пояском 95 канал 93 и уменьшая тем самым поступление жидкости из линии нагнетания 68 в полость 89 и открывая этим пояском канал 92, увеличивая тем самым слив. Давление в полости 89 и напорной магистрали 63 начнет снижаться. Действие уменьшающегося давления на неравные площади торцов поясков 94 и 95 создает уменьшенную силу, уравновешивающую золотник 85 в новом положении. Возросшее давление в магистрали 54 передается в полости 50 и 51, а сниженное давление в магистрали 63 - в полости 59 и 60 гидроцилиндров управления 44 и 45. Под действием перепада давлений в полостях гидроцилиндра 44 поршень 46 со штоком 42 через дифференциальный рычаг 38 переводит орган регулирования 36 рабочего объема гидромашины 30 в положение увеличения, что приводит к увеличению ее производительности, а под действием перепада давлений в полостях гидроцилиндра 45 поршень 47 со штоком 43 через дифференциальный рычаг 39 переводит орган регулирования 37 рабочего объема гидромашины 33 в положение уменьшения, что приводит к уменьшению ее производительности. В результате увеличения производительности гидромашины 30 скорость вращения вала 22 гидромашины 24 и ведущего элемента 20 муфты обгона 18 увеличится в такой же степени, в какой увеличится скорость вращения ведомого элемента 16 этой муфты, кинематически связанного с выходным звеном 7, соединенным с увеличившим свою скорость вращения колесом 9, а в результате уменьшения производительности гидромашины 33 скорость вращения вала 23 гидромашины 26 и ведущего элемента 21 муфты обгона 19 уменьшится в такой же степени, в какой уменьшится скорость вращения ведомого элемента 17 этой муфты, кинематически связанного с выходным звеном 8, соединенным с уменьшившим свою скорость вращения колесом 10. Таким образом, соотношение между скоростями ведущего и ведомого элементов каждой из обгонных муфт 18 и 19 не изменится и обгонные муфты останутся в разблокированном состоянии, несмотря на то, что скорости вращения колес 9 и 10 могут существенно различаться между собой.
Если при этом сцепление забегающего колеса 9 с опорной поверхностью ухудшится при нормальном сцеплении отстающего колеса 10, скорость вращения колеса 9 начнет возрастать, а скорость вращения колеса 10, соответственно, снижаться. Одновременно на равную величину уменьшатся действительные скорости самой машины и обоих ее ведущих колес. Это приведет к уменьшению скоростей вращения мерных колес 57 и 66 на одинаковую величину, что повлечет за собой одинаковое снижение давлений в полостях гидроцилиндров управления 44 и 45. В результате поршни 46 и 47 не изменят своего места положения, а поэтому рабочие объемы и производительности гидромашин 30 и 33 останутся прежними. Таким образом, ведущие элементы 20 и 21 обгонных муфт будут вращаться с неизменными скоростями. В то же время скорость вращения ведомого элемента 17 обгонной муфты 19, кинематически связанного с отстающим ведущим колесом 10, скорость вращения которого снижается, будет уменьшаться. Когда буксование колеса 9 достигнет заданной предельно допустимой величины, скорость вращения ведомого элемента 17 сравняется со скоростью вращения ведущего элемента 21, обгонная муфта 19 заблокируется и с этого момента подводимый к дифференциалу ведущий момент будет распределяться последним пропорционально силам сопротивления, приложенным к ведущим колесам, с одновременным обеспечением вращения выходных звеньев 7 и 8 с неравными скоростями. Если же повышенное буксование возникнет у отстающего ведущего колеса 10 при нормальном сцеплении забегающего колеса 9, скорость вращения колеса 10 начнет возрастать, а скорости вращения колеса 9 и кинематически с ним связанного ведомого элемента 16 обгонной муфты 18 снижаться. Поскольку как и в вышеописанном случае уменьшение действительных скоростей ведущих колес произойдет на одну и ту же величину, скорости вращения ведущих элементов 20 и 21 обгонных муфт не изменятся. Когда буксование колеса 10 достигнет заданной предельно допустимой величины, скорость вращения ведомого элемента 16 понизится до скорости вращения ведущего элемента 20, механизм блокировки включится, но уже вследствие блокировки обгонной муфты 18.
При движении транспортного средства в тяговом режиме по нежесткой поверхности, когда буксование ведущих колес достигает существенной величины, для достижения наибольшей силы тяги с помощью тяг 40 и 41 ручного управления устанавливается такой рабочий объем гидромашин 30 и 33, при котором ведущие элементы 20 и 21 обгонных муфт начинают вращаться со скоростями, равными скоростям соответствующих ведомых элементов 16 и 17, и обгонные муфты 18 и 19 блокируются. Если при этом в результате изменения профиля дороги или кривизны пути действительная скорость, например, ведущего колеса 10 начнет увеличиваться, а действительная скорость ведущего колеса 9 уменьшаться, то, соответственно, буксование колеса 10 начнет уменьшаться, а буксование колеса 9 увеличиваться, что может неблагоприятно сказаться на суммарной силе тяги ведущих колес. Однако с увеличением действительной скорости колеса 10 скорость вращения мерного колеса 66 возрастет, а с уменьшением действительной скорости ведущего колеса 9 скорость вращения мерного колеса 57 понизится. Соответственно, давление в напорной магистрали 63 и полостях 59 и 60 возрастет, а в напорной магистрали 54 и полостях 50 и 51 снизится. Под действием перепада давлений в полостях гидроцилиндров управления 44 и 45 поршни 46 и 47 соответственно через штоки 42 и 43, дифференциальные рычаги 38 и 39 посредством органов регулирования 36 и 37 рабочих объемов гидромашин 30 и 33 увеличат производительность гидромашины 33 и уменьшат производительность гидромашины 30. Это приведет к увеличению скорости вращения заблокированной обгонной муфты 19 и кинематически связанного с ней ведущего колеса 10 и к уменьшению скорости вращения заблокированной обгонной муфты 18 и кинематически связанного с ней ведущего колеса 9. В результате буксование колес 9 и 10 и их суммарная сила тяги восстановятся прежними.
Таким образом, механизм блокировки, поддерживая дифференциал в заблокированном состоянии, обеспечивает посредством адаптирующего устройства его приспосабливаемость к условиям движения путем принудительного изменения скоростей вращения выходных звеньев 7 и 8 и связанных с ними колес 9 и 10 в соответствии с изменением действительных скоростей последних, обусловленным движением по соответствующему криволинейному пути и соответствующему профилю дороги.
Возможность в предлагаемом механизме блокировки бесступенчатого изменения диапазона работы дифференциала в дифференциальном режиме в соответствии с заданным типом поверхностного фона и способность механизма блокировки автоматически корректировать свои кинематические параметры, приспосабливаясь к работе дифференциала в различных дорожных условиях, позволяют обеспечить блокировку дифференциала в момент возрастания буксования одного из ведущих колес до заданной предельно допустимой величины и исключить блокировку при одинаковых силах сопротивления, приложенных к колесам, при движении машины по неровному профилю дороги и криволинейному пути, что улучшает по сравнению с прототипом тягово-скоростные качества, повышает производительность и топливную экономичность машины.
Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного изобретения следующей совокупности условий:
- средство, воплощающее заявленное изобретение при его осуществлении, предназначено для использования на транспортных и тяговых средствах для автоматической блокировки межколесного дифференциала;
- для заявленного изобретения в том виде, как оно охарактеризовано в независимом пункте нижеизложенной формулы изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью вышеописанных в заявке средств и методов;
- средство, воплощающее заявленное изобретение при его осуществлении, способно обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата.
Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию "промышленная применимость" по действующему законодательству.
Изобретение относится к транспортному машиностроению. Механизм блокировки дифференциала транспортного средства содержит два зубчатых ряда постоянного зацепления, ведущие шестерни которых связаны с соответствующими выходными звеньями дифференциала, а ведомые соединены с соответствующими полувалами, третий зубчатый ряд постоянного зацепления, ведущая шестерня которого кинематически связана с венцом ведомой шестерни зубчатой передачи для подвода ведущего момента к дифференциалу, и две реверсивные обгонные муфты, расположенные на соответствующих полувалах. Механизм снабжен адаптирующим устройством, выполненным в виде двух объемных гидропередач, каждая из которых имеет две гидромашины, и регулирующими устройствами для регулирования давления в напорных магистралях, при этом первые гидромашины этих передач выполнены регулируемыми. Органы регулирования упомянутых гидромашин содержат дифференциальные передачи, а напорные магистрали посредством упомянутых соответствующих регулирующих устройств связаны с линией нагнетания. Изобретение позволяет приспособиться к работе в различных дорожных условиях движения транспортного средства. 2 з.п.ф-лы, 3 ил. .
| МЕХАНИЗМ БЛОКИРОВКИ ДИФФЕРЕНЦИАЛА ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА (ВАРИАНТЫ) | 1995 |
|
RU2091249C1 |
| Устройство с.п.пожидаева блокировки дифференциала трансмиссии транспортного средства | 1976 |
|
SU645864A1 |
| SU 759348 A, 30.08.1980. | |||
