САМОБЛОКИРУЮЩИЙСЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛ НА ПОЛНОПРИВОДНОМ ШАССИ Российский патент 2004 года по МПК B60K17/16 F16H48/20 

Изобретение относится к области автомобильной промышленности и может быть использовано, в частности, в легковых и минигрузовых автомобилях.

Известен аналог заявленного изобретения, представляющий собой самоблокирующийся дифференциал, содержащий корпус, в котором расположены конические шестерни полуосей колес, связанные с сателлитами на установочном пальце, установленном с возможностью углового перемещения в плоскости, перпендикулярной оси полуосевых шестерен, которые подпружинены фрикционными муфтами с непосредственным упором на нажимные чашки с у-образными пазами и с упорами для ограничения углового перемещения пальца (а.с. СССР №1065252, МПК В 60 К 17/20, 1984).

Недостатком этого устройства является невозможность автоматического перераспределения крутящего момента на колеса по правому или левому борту в зависимости от величины сцепления колес автомобиля с дорожным покрытием.

Известен ближайший аналог (прототип) заявляемого изобретения, представляющий собой самоблокирующийся дифференциал, содержащий корпус, ведущую шестерню, полуосевые шестерни, сателлиты с винтовыми зубьями, распорную втулку с пружинной шайбой (Ж. “За рулем”, 1998, № 14, с. 44-46, 2001, № 3, с. 48, 49).

Недостатком этого дифференциала является невозможность менять автоматически коэффициент блокировки дифференциала при движении автомобиля по дороге с разными коэффициентами сцепления колес с дорожным покрытием по правому и левому бортам, что ведет к низкой управляемости автомобилем при езде по плохим дорогам.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является обеспечение безопасной управляемости автомобилем.

Техническим результатом изобретения является обеспечение автоматического изменения коэффициента блокировки в дифференциалах при передаче крутящего момента на передние приводные управляемые колеса по “мягкому” варианту, а на задние приводные колеса по “жесткому” варианту.

Эта задача достигается тем, что в самоблокирующемся дифференциале на полноприводном шасси, содержащем корпус, ведущую шестерню, полуосевые шестерни, сателлиты, связанные с блокирующими элементами, винтовые зубья сателлитов выполнены под углом α=8-12° для “жесткого” варианта заднего привода и под α₁=12-25° для “мягкого” варианта переднего привода, при этом блокирующий элемент выполнен в виде гидравлических узлов с вращающимися поршнями на гибком кардане, блоки управления которых функционально связаны с блоками слежения за коэффициентом сцепления протекторов колес с дорожным покрытием.

Получение технического результата изобретения возможно за счет соединения сателлитов с блокирующими элементами, реагирующими на коэффициент сцепления протекторов колес с дорожным покрытием, и выполнения винтовых зубьев сателлитов передних колес под углом 12-25°, а задних колес под углом 8-12°, что позволяет улучшить управляемость автомобиля.

На чертеже представлен самоблокирующийся дифференциал на полно-приводном шасси в разрезе. Самоблокирующийся дифференциал содержит корпус 1, ведущую шестерню 2, полуосевые шестерни 3, сателлиты 4, винтовые зубья которых выполнены под углом α=8-12° для “жесткого” варианта заднего привода и под углом α₁=12-25° для “мягкого” варианта переднего привода, блокирующие элементы, представляющие собой гидравлические узлы 5 с вращающимися поршнями 6 на гибких карданах 7.

Самоблокирующиеся дифференциалы на полноприводном шасси работают следующим образом. При трогании с места или движении автомобиля колеса могут попасть в неблагоприятные условия, например, одно на асфальте, другое “миксте” (укатанном снеге). Из-за разности коэффициентов сцепления протекторов колес с дорожным покрытием происходит проскальзывание одного из колес относительно другого, заставляя дифференциал по передней или задней подвеске вступать в работу, то есть его полуосевая шестерня 3 начинает в корпусе 1 вращать сателлит 4. В винтовом зацеплении мгновенно возникают осевые и радиальные силы, заставляя вершины зубьев вступать в зацепление с корпусом 1 дифференциала. Одновременно блоки слежения (на чертеже не показаны) за коэффициентом сцепления протекторов колес с дорожным покрытием передают сигнал на гидравлический узел 5, вращающийся поршень 6 которого увеличивает осевую силу, действующую в нужном направлении на сателлит 4. Сателлит 4 с корпусом 1 дифференциала создает трение до величины заклинивания на переднем приводе по “мягкому” варианту, а на заднем по “жесткому”, создавая при этом достаточный крутящий момент для проворачивания полуосевой шестерни 3 и обеспечивая вращение через сателлит 4 полуосевой шестерни 3 стоящего колеса.

В переднем дифференциале управление поджимом сателлитов 4 к корпусу 1 действует по “мягкому” варианту через угол наклона зубьев винтового соединения α₁=12-25°, что приводит к плавному нарастанию величины осевых усилий и постепенному перераспределению крутящего момента на колеса по правому и левому бортам. В заднем дифференциале сателлиты 4 с полуосевыми шестернями 3 работают по “жесткому” варианту в диапазоне угла наклона зубьев в парах α=8-12°, что позволяет достигать величины крутящего момента, превышающего значение по переднему дифференциалу, создавая условия, не допускающие резкого пробуксовывания колес на дорожном покрытии одновременно. Обеспечивается безопасное управление автомобилем, исключается самоувод в сторону с трассы.

Изобретение относится к автомобильной промышленности и может быть использовано, в частности, в легковых и минигрузовых автомобилях. Самоблокирующийся дифференциал содержит корпус 1, ведущую шестерню 2, полуосевые шестерни 3, сателлиты 4, винтовые зубья которых выполнены под углом 8-12° для заднего привода и под углом 12-25° для переднего привода. При проскальзывании одного из колес при неблагоприятных условиях передается сигнал на блокирующий элемент, поршень 6 которого вместе с шестерней 3 создает осевые усилия и вращает сателлит 4, что позволяет поворачивать шестерню 3 стоящего колеса с необходимым для этого коэффициентом блокировки. Технический результат - обеспечение автоматического изменения коэффициента блокировки в дифференциалах при передаче крутящего момента на передние приводные управляемые колеса и на задние приводные колеса. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Самоблокирующийся дифференциал на полноприводном шасси, содержащий корпус, ведущую шестерню, полуосевые шестерни, сателлиты с винтовыми зубьями, отличающийся тем, что сателлиты соединены с блокирующими элементами, блоки управления которых функционально связаны с блоками слежения за коэффициентом сцепления протекторов колес с дорожным покрытием, а винтовые зубья сателлитов выполнены под углом 8-12° для заднего привода и под углом 12-25° для переднего привода.2. Самоблокирующийся дифференциал по п.1, отличающийся тем, что блокирующий элемент выполнен в виде гидравлических узлов с вращающимися поршнями на гибких карданах.