САМОБЛОКИРУЮЩИЙСЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА Российский патент 2008 года по МПК B60K17/16 F16H48/20 

Изобретение относится к трансмиссиям транспортных средств и может быть использовано в дифференциальных приводах транспортных средств, выполненных с возможностью автоматической блокировки колес.

Известен самоблокирующийся дифференциал транспортного средства, выбранный заявителем в качестве прототипа, содержащий приводной корпус с крышками, в котором соосно друг другу размещены связанные с полуосями полуосевые элементы, имеющие на внешней поверхности полукруглые в поперечном сечении винтовые канавки противоположного направления спирали, тела качения в виде шариков, заполняющие цепочками, выполненные в приводном корпусе с крышками замкнутые каналы, содержащие вскрытую для погружения сегментов шариков в винтовые канавки полуосевых элементов прямолинейную рабочую канавку, продольный обводной канал и боковые горообразные возвратные каналы, выполненные в крышках дифференциала. Продольный обводной канал выполнен с шириной больше одного и меньше двух диаметров шарика (см. описание изобретения SU №1507603, от. 7.11.87, опубл. 15.09.89, В60К 17/20, В.-О.А.Люси).

К недостаткам прототипа следует отнести низкую надежность конструкции самоблокирующегося дифференциала вследствие недостаточной площадью контакта поверхности шариков с контактирующими поверхностями в горообразных возвратных каналах, вызывающей большие нагрузки на шарики, где нагрузка на шарики возрастает на порядок выше, чем в остальных ветвях замкнутого канала. Шарики в возвратных каналах оказываются зажатыми между собой и передвигаются путем скольжения (юзом), что приводит к сухому трению, интенсивному износу стенок возвратных канавок, увеличению зазора между шариками, что, в конечном счете, приводит к уменьшению ресурса самоблокирующегося дифференциала.

Технической задачей заявляемого решения является повышение надежности самоблокирующегося дифференциала транспортного средства и эффективности блокирования.

Поставленная задача решается путем выполнением известного самоблокирующегося дифференциала транспортного средства, содержащего приводной корпус с крышками, в котором соосно друг другу размещены связанные с полуосями полуосевые элементы, имеющие на внешней поверхности полукруглые в поперечном сечении винтовые канавки противоположного направления спирали, тела качения в виде шариков, заполняющие цепочками, выполненные в приводном корпусе с крышками замкнутые каналы, содержащие вскрытые для погружения сегментов шариков в винтовые канавки полуосевых элементов рабочие канавки, продольные обводные каналы и боковые возвратные канала, в котором согласно изобретению боковые возвратные каналы образованы проточками в крышках и являющимися продолжением винтовых канавок выемками, выполненными по периметру установленных на полуосевых элементах распределительных шайб с диаметром в размер рабочих канавок.

Выемки в распределительных шайбах выполнены сферической формы на глубину не менее чем 1/3 диаметра шарика.

Наличие распределительных шайб с выемками, являющимися частью возвратных каналов, обеспечивает прохождение шариками части пути возвратных каналов без скольжения, что значительно уменьшает внутреннее сопротивление в цепочках шариков (при прохождении боковых возвратных каналов) и повышает надежность самоблокирующегося дифференциала транспортного средства и эффективности блокирования в целом.

Проведенные патентные исследования не выявили сходных технических решений, что позволяет сделать вывод о новизне и изобретательском уровне заявляемого технического решения.

Отечественная промышленность располагает всеми средствами (материалами, оборудованием и технологией), необходимыми для изготовления заявляемого самоблокирующегося дифференциала и широкого использования его в транспортных средствах.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором представлен самоблокирующийся дифференциал транспортного средства в продольном разрезе.

Самоблокирующийся дифференциал транспортного средства содержит приводной корпус 1 с крышками 2 и 3, в котором соосно друг другу размещены связанные с полуосями 4 и 5 полуосевые элементы 6 и 7, имеющие на внешней поверхности, например, по три винтовые канавки 8 и 9 противоположного направления спирали, тела качения в виде шариков 10 размером, например, 20 мм, заполняющие цепочками, выполненные в приводном корпусе 1 с крышками 2 и 3, три замкнутых канала 11. Замкнутые каналы 11 содержат вскрытые для погружения сегментов шариков 10 в винтовые канавки 8 и 9 полуосевых элементов 6 и 7 рабочие канавки 12, продольные обводные каналы 13 и боковые возвратные каналы 14. Боковые возвратные каналы 14 образованы проточками 15 в крышках 2 и 3 и выемками 16, являющимися продолжением винтовых канавок 8 и 9 полуосевых элементов 6 и 7, выполненными по периметру жестко установленных на полуосевых элементах 6 и 7 распределительных шайб 17 и 18, выполненных с диаметром в размер рабочей канавки 12.

Выемки 16 в распределительных шайбах 17 и 18 выполнены сферической формы на глубину не менее чем на 1/3 диаметра шарика 10.

Самоблокирующийся дифференциал работает следующим образом. При прямолинейном движении транспортного средства по хорошей дороге вращающий момент от карданного вала через главную передачу (на чертеже не показан) передается на корпус 1 самоблокирующегося дифференциала. Далее вращающий момент через шарики 10, контактирующие с рабочими канавками 12 корпуса 1 и винтовыми канавками 8 и 9 полуосевых элементов 6 и 7, передается на полуоси 4 и 5 транспортного средства и затем на ведущие колеса, обеспечивая им одинаковую угловую скорость.

При повороте транспортного средства или попадании одного из ведущих колес транспортного средства на неровности дороги (ямка или бугор) колеса, а следовательно, и полуоси 4 и 5 с полуосевыми элементами 6 и 7 начинают вращаться с разными угловыми скоростями. При этом шарики 10 начинают перемещаться в зависимости от направления поворота в одну или другую сторону по замкнутому каналу 11: по рабочим канавкам 12, далее шарики 10 попадают в выемки 16 распределительных шайб 17 или 18 (правой или левой), из которых каждый шарик 10 проталкивается последующими шариками 10, находящимися в винтовых канавках 8 или 9. Шарики 10, находясь в выемках 16 распределительной шайб 17 или 18, проходят часть пути в возвратном канале 14 без скольжения, что значительно уменьшает внутреннее сопротивление в цепочке шариков 10. Из выемок 16 распределительных шайб 17 или 18 шарики 10 попадают в проточки 15 в крышках 2 или 3 и далее в продольные обводные каналы 13.

В результате возникает блокирующий эффект, при котором вращающий момент через полуоси 4 и 5 передается на оба колеса равномерно, не препятствуя повороту транспортного средства.

При попадании какого-либо ведущего колеса транспортного средства на скользкий участок дороги происходит резкое снижение сцепления колеса с дорогой. Полуосевой элемент 6 или 7, связанный с колесом, находящимся в хорошем контакте с дорогой, старается перемещать шарики 10 в замкнутом канале 11 корпуса 1, заставляя вращаться другой полуосевой элемент, а через него и колесо, находящееся на скользком участке. И оба колеса начинают вращаться с одинаковой скоростью. Автомобиль продолжает движение без пробуксовывания.

Заявителем изготовлен опытный образец, который прошел испытания на стенде с хорошими показателями.

Изобретение относится к транспортным средствам и может быть использовано в дифференциальных приводах транспортных средств, выполненных с возможностью автоматической блокировки колес. Самоблокирующийся дифференциал содержит приводной корпус с крышками, в котором соосно друг другу размещены связанные с полуосями полуосевые элементы. Полуосевые элементы имеют на внешней поверхности полукруглые в поперечном сечении винтовые канавки противоположного направления спирали, тела качения в виде шариков, заполняющие цепочками замкнутые каналы, выполненные в приводном корпусе. Замкнутые каналы содержат вскрытые для погружения сегментов шариков в винтовые канавки рабочие канавки. Продольные обводные каналы и боковые возвратные каналы образованы проточками в крышках и выемками, выполненными по периметру распределительных шайб, установленных на полуосевых элементах. Распределительные шайбы выполнены с диаметром в размер рабочих канавок. Это позволяет повысить надежность самоблокирующегося дифференциала. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Самоблокирующийся дифференциал транспортного средства, содержащий приводной корпус с крышками, в котором соосно друг другу размещены связанные с полуосями полуосевые элементы, имеющие на внешней поверхности полукруглые в поперечном сечении винтовые канавки противоположного направления спирали, тела качения в виде шариков, заполняющие цепочками выполненные в приводном корпусе с крышками замкнутые каналы, содержащие вскрытые для погружения сегментов шариков в винтовые канавки полуосевых элементов рабочие канавки, продольные обводные каналы и боковые возвратные каналы, отличающийся тем, что боковые возвратные каналы образованы проточками в крышках и являющимися продолжением винтовых канавок выемками, выполненными по периметру установленных на полуосевых элементах распределительных шайб с диаметром в размер рабочих канавок.2. Самоблокирующийся дифференциал транспортного средства по п.1, отличающийся тем, что выемки в распределительных шайбах выполнены сферической формы на глубину не менее чем 1/3 диаметра шарика.