ДИФФЕРЕНЦИАЛ ТРАНСПОРТНОЙ МАШИНЫ Российский патент 2004 года по МПК F16H57/04 B60K17/16 

Изобретение относится к трансмиссии транспортных машин и может быть использовано преимущественно в ведущих мостах автомобилей.

Повышение скоростных режимов работы транспортных средств значительно повышает нагруженность дифференциала, выраженной в увеличенной работе трения. В этих условиях очень важное значение для повышения работоспособности дифференциала приобретает эффективное смазывание его трущихся поверхностей.

Так, нашло применение использование специальных маслоуловителей, крепящихся к корпусу дифференциала. Конструкция ведущих мостов с такой системой смазывания дифференциала широко описана в технической литературе (например, Л.Л.Афанасьев и др. “Справочник автомобильного механика” - М., 1969. - с.198). Однако эта система смазывания обладает следующими недостатками:

1) сложность;

2) большая материалоемкость;

3) не обеспечивает смазкой в скоростных режимах;

4) имеются потери на перебалтывание смазки.

Проще конструктивно и без использования дополнительного материала выполнена система смазывания дифференциала по авторскому свидетельству СССР №398424, кл. В 60 К 17/16, в котором дифференциал самоходной машины, содержащий корпус, в котором на оси расположены сателлиты, зацепленные с полуосевыми шестернями и опирающиеся торцами на упорные шайбы, закрепленные в корпусе, отличающийся тем, что в оси сателлитов выполнены продольный канал, закрытый по обоим его торцам, сквозные радиальные каналы, расположенные напротив внутренних отверстий сателлитов, и два несквозных радиальных канала, пересекающихся с продольным каналом и расположенных между сателлитами с разных сторон от их оси в плоскости ее вращения, а в упорных шайбах выполнены резервуары для смазочной жидкости. При этом при вращении корпуса дифференциала несквозными радиальными каналами смазочная жидкость зачерпывается в осевой канал и через сквозные радиальные каналы попадает в зону трения сателлитов об ось сателлитов. Она попадает также на поверхность трения сателлитов об упорные шайбы и задерживается в ячеистых резервуарах упорных шайб.

В описываемом устройстве совершенно правильно уделяется внимание обеспечению смазкой сопряжения сателлит-ось сателлита.

Однако и это устройство, по мнению заявителя являющегося прототипом предлагаемого изобретения, обладает крупными недостатками:

1) зачерпывание смазки может осуществляться лишь при одном направлении вращения корпуса дифференциала;

2) подобное устройство системы смазывания дифференциала приемлемо лишь для тех ведущих мостов, в которых обеспечивается стабильный уровень смазочной жидкости и ее ограниченная подвижность. В противном случае подача смазочной жидкости в смазочные каналы производиться не будет. В условиях работы даже тихоходного дифференциала уровень смазочной жидкости неминуемо уменьшается вследствие разбрызгивания, переливания смазочной жидкости при поперечных наклонах транспортного средства и не исключается возможность снижения уровня смазочной жидкости ниже сквозных радиальных каналов, которыми производится зачерпывание смазочной жидкости, а смазочная жидкость частично увлекается во вращение ведомой шестерней главной передачи и корпусом дифференциала, так что и неподвижность жидкости не обеспечивается;

3) для обеспечения зачерпывания смазочной жидкости несквозными маслоулавливающими отверстиями необходимо также наличие больших окон, выполненных в корпусе дифференциала, что невозможно для четырехсателлитного дифференциала.

Все это говорит об ограниченных возможностях применения описанной системы смазки дифференциала.

Технический результат - повышение долговечности и надежности работы дифференциала.

Технический результат достигается тем, что на торцовых неопорных поверхностях сателлитов выполняются маслоприемники с выходом к осям сателлитов.

Наличие предлагаемых маслоприемников позволит обеспечить эффективное снабжение смазкой сопряжения сателлит-ось сателлита независимо от направления вращения дифференциала, скоростного режима и от количества сателлитов. При этом используются центробежные силы, действующие на отдельные частицы смазочной жидкости при вращении корпуса дифференциала, и наблюдается такая закономерность: чем выше скоростной режим, тем под большим давлением смазочная жидкость нагнетается в сопряжение сателлит-ось сателлита.

Сущность изобретения поясняется следующими чертежами: на фиг.1 изображен продольный разрез описываемого дифференциала, на фиг.2 - поперечный разрез и на фиг.3 - план сил, действующих на отдельные частицы смазочной жидкости при работе дифференциала.

Предлагаемый дифференциал содержит разъемный корпус 1, две полуосевые шестерни 2 с числом зубьев Z₁ каждая, сателлиты 3 с числом зубьев Z₂ каждый, насаженные на шипы крестовины 4, которая, в свою очередь, своими удлиненными шипами соединена с корпусом 1. В корпусе 1 выполнены окна 5, через которые смазочная жидкость попадает внутрь корпуса. На торцовых неопорных поверхностях сателлитов выполнены маслоприемники 6 с выходом к осям сателлитов.

Конструктивно маслоприемник может иметь различный вид - конической или профилированной криволинейной поверхности, конических пазов и т.д., но выход смазочной жидкости во всех случаях должен обеспечиваться к оси сателлита.

При работе дифференциала в общем случае имеют вращение и корпус 1 дифференциала с угловой скоростью ω₁, и сателлиты 3 вокруг своих осей с угловой скоростью ω₂. В этих условиях отдельные частицы смазочной жидкости, попадаемые через окна 5 в маслоприемник 6, увлекаются за счет трения о сателлит в сложное движение.

При этом на каждую частицу смазочной жидкости действуют центробежные силы F₁, от переносного вращения частицы вместе с корпусом 1 и F₂ - от относительного вращения частицы вместе с сателлитом 3. Маслоприемник имеет такой профиль, что под действием равнодействующей силы F частица смазочной жидкости подается в сопряжение сателлит-ось сателлита.

Маслоприемник должен иметь конический профиль. При этом угол конуса 2α должен иметь определенное значение, зависящее от конструктивных параметров дифференциала. Так при радиусе переносного вращения частицы вместе с корпусом 1 R₁ и при радиусе относительного вращения частицы смазочной жидкости вместе с сателлитом 3 R₂

где ϕ - угол трения смазочной жидкости о сателлит.

Это выражение получается следующим образом:

где m - масса частицы;

При этом обеспечивается подача смазочной жидкости в сопряжение сателлит-ось сателлита в самом неблагоприятном частном режиме работы дифференциала, когда одна из полуосевых шестерен неподвижна.

Применение предлагаемой конструкции дифференциала позволит значительно улучшить условия смазки сопряжения сателлит-ось сателлита, а значит повысить долговечность и надежность дифференциала, в целом никак не усложняя конструкции. Для чего технологическая фаска произвольных линейных и угловых размеров, обычно выполняемая при изготовлении сателлитов, заменяется фаской, линейные и угловые размеры которой зависят от конструктивных параметров дифференциала.

Изобретение относится к транспортному машиностроению, может быть использовано в трансмиссиях транспортных машин и предназначено для улучшения условий смазки. В корпусе 1 со смазочными окнами 5 дифференциала на осях расположены сателлиты 3, опирающиеся торцами на корпус. На торцовых неопорных поверхностях сателлитов 5 выполнены маслоприемники 6 с выходом к осям сателлитов 5. Такое расположение маслоприемников обеспечивает подачу смазочной жидкости при неблагоприятном режиме работы дифференциала, например, когда одна из полуосевых шестерен неподвижна. Технический результат - повышение долговечности и надежности работы дифференциала за счет улучшения условий смазки. 3 ил.

Дифференциал транспортной машины, содержащий корпус со смазочными окнами, в котором на осях расположены сателлиты, зацепленные с полуосевыми шестернями и опирающиеся торцами на корпус, отличающийся тем, что на торцовых неопорных поверхностях сателлитов выполнены маслоприемники с выходом к осям сателлитов.