МУЛЬТИДИФФЕРЕНЦИАЛ ВЕДУЩЕЙ ОСИ Российский патент 2019 года по МПК F16H48/22 

Настоящее изобретение, предназначенное для транспортных средств, относится к трансмиссионным узлам, в частности к главным передачам, содержащим в себе симметричный дифференциал, планетарные механизмы и фрикционные элементы управления, управляемых с помощью гидравлики или электроприводов и электронного блока управления.

Мультидифференциал с планетарными механизмами и фрикционными элементами управления способен распределять крутящий момент главным образом для обеспечения устойчивости движения транспортного средства. Работа механизма основана на том, чтобы передавать больший крутящий момент через планетарный механизм за счет активированного пакета фрикционных дисков правого или левого борта быстровращающемуся колесу, и передавать больший крутящий момент медленновращающемуся колесу посредством центрального фрикционного пакета.

В составе главной передачи способного распределять больший крутящий момент различным способом, содержится коническое, гипоидное или цилиндрическое зубчатое зацепление передающее мощность на корпус симметричного дифференциала. Далее, как правило, справа и слева (см. например, US 5,415,598) или только с одной стороны (см. например, US 2006/0172845 A1) располагаются зубчатые механизмы с фрикционными элементами управления, которые могут быть как тормозами, так и муфтами, обеспечивающие увеличение мощности на одном из колес.

Известен механизм способный передавать больший крутящий момент быстровращающемуся колесу (см., например, US 2006/0172847 A1), содержащий в себе правый и левый планетарные механизмы первого класса и два элемента управления. За счет активации правого или левого элемента управления, больший крутящий момент передается на правую или левую полуось соответственно.

Изучение развития систем стабилизации и в том числе главных передач способных распределять крутящий момент показывает, что распределение крутящих моментов посредством только тормозных систем не устраивает автопроизводителей, так как при обеспечении устойчивости транспортное средство снижает скорость. Поэтому существует необходимость в оборудовании транспортного средства главными передачами способными распределять крутящий момент между колесами с минимальными потерями.

В существующих прототипах можно увеличить крутящий момент на быстровращающемся колесе с минимальными потерями, однако при увеличении крутящего момента на медленновращающемся колесе сильно возрастают потери. Кроме того при выходе из поворота предпочтительнее выравнивать разность скоростей вращения не путем увеличения момента на внутреннем колесе, а путем непосредственного выравнивания скоростей колес внутреннего и наружного радиуса.

Техническим результатом является увеличение элементов управления и как следствие распределение крутящих моментов между колесами с минимальными потерями.

Указанный технический результат достигается тем, что мультидифференциал содержащий в себе три планетарных механизма с управляющими элементами управления, входная вал-шестерня передающая мощность на ведомое зубчатое колесо жестко соединено в корпусом дифференциала, корпус дифференциала соединен с двумя водилами бортовых планетарных механизмов, одно из водил планетарных механизмов соединено с одной из полуосей с помощью муфтой, правая коронная шестерня (эпицикл) жестко соединена с правой полуосью, левая коронная шестерня (эпицикл) жестко соединена с левой полуосью, правая солнечная шестерня соединена с картером главной передачи при помощи правого тормоза, левая солнечная шестерня соединена с картером главной передачи при помощи левого тормоза.

Указанные признаки взаимосвязаны между собой и обеспечивают указанный технический результат.

На фиг. 1 показана кинематическая схема мультидифференциала транспортного средства.

Представленное изобретение поясняется примером, который не является единственно возможным, однако демонстрирует возможность достижения технического результата.

Согласно изобретению, мультидифференциал содержащий в себе три планетарных механизма с управляющими элементами управления, входная вал-шестерня передающая мощность на ведомое зубчатое колесо жестко соединено в корпусом дифференциала, корпус дифференциала соединен с двумя водилами бортовых планетарных механизмов, одно из водил планетарных механизмов соединено с одной из полуосей с помощью муфтой, правая коронная шестерня (эпицикл) жестко соединена с правой полуосью, левая коронная шестерня (эпицикл) жестко соединена с левой полуосью, правая солнечная шестерня соединена с картером главной передачи при помощи правого тормоза, левая солнечная шестерня соединена с картером главной передачи при помощи левого тормоза.

Ниже приведено описание принципа работы мультидифференциала, например, легкового автомобиля.

Главная передача, реализующая перераспределение крутящего момента между колесами, содержит в себе картер главной передачи (1), входной вал (2), правую полуось с посаженной на нее коронной шестерней (6), левую полуось с посаженной на нее коронной шестерней (7), три планетарных механизма, два управляемых тормоза и одна управляемая муфта.

В главной передаче согласно изобретению, содержится три планетарных механизма, симметричный дифференциал (3), планетарный механизм правого борта (4), планетарный механизм левого борта (5). Симметричный дифференциал (3) содержит в себе корпус дифференциала с сателлитами (11), левую полуосевую шестерню (12), правую полуосевую шестерню (13), водило левого планетарного механизма с сателлитами (14), водило правого планетарного механизма с сателлитами (15). Правый планетарный механизм (4) содержит в себе правую полуось с посаженной на нее коронной шестерней (6), правый управляемый фрикционный тормоз (8), водило правого планетарного механизма с сателлитами (15), солнечную шестерню правого планетарного механизма (17). Левый планетарный механизм (5) содержит в себе левую полуось с посаженной на нее коронной шестерней (7), управляемую фрикционную муфту (10), левый управляемый фрикционный тормоз (9), водило левого планетарного механизма с сателлитами (14), солнечную шестерню левого планетарного механизма (16).

Такое исполнение главной передачи обеспечивает перераспределение крутящего большего крутящего момента к быстровращающемуся колесу либо медленно вращающемуся.

Предложенная главная передача, согласно изобретению работает следующим образом.

При трогании с места управляемые фрикционные тормоза не задействованы. Они работают только при движении. Управляемая фрикционная муфта (10) может быть задействована как при движении, так и при трогании с места.

Под действием электронной системы управления при необходимости выравнивания скоростей правой полуоси с посаженной на нее коронной шестерней (6) и левой полуоси с посаженной на нее коронной шестерней (7), активируется управляемая фрикционная муфта (10). Два оставшихся управляемых тормоза деактивированы.

Крутящий момент с входного вала (2) передается на корпус дифференциала с сателлитами (11), и затем через сателлиты передается на левую полуосевую шестерню (12) и правую полуосевую шестерню (13). Кроме того крутящий момент передается также от корпуса дифференциала с сателлитами (11) на водило левого планетарного механизма с сателлитами (14), которое имеет связь с левой полуосевой шестерней (12), через активированную управляемую фрикционную муфту (10). Таким образом активированная управляемая фрикционная муфта (10) стремится свести разности скоростей вращения корпуса дифференциала с сателлитами (11), правой полуоси с посаженной на нее коронной шестерней (6) и левой полуоси с посаженной на нее коронной шестерней (7) к нулю.

Под действием электронной системы управления при необходимости увеличения скорости вращения правой полуоси с посаженной на нее коронной шестерней (6), активируется правый управляемый фрикционный тормоз (8). Оставшиеся управляемая фрикционная муфта (10) и левый управляемый фрикционный тормоз (9) деактивированы.

Крутящий момент с входного вала (2) передается на корпус дифференциала с сателлитами (11), и затем через сателлиты передается на левую полуосевую шестерню (12) и правую полуосевую шестерню (13). Кроме того крутящий момент передается также от корпуса дифференциала с сателлитами (11) на водило правого планетарного механизма с сателлитами (15), которое имеет связь с правой полуосью с посаженной на нее коронной шестерней (6). За счет торможения солнечной шестерни правого планетарного механизма (17) имеющей связь с картером главной передачи (1) через правый управляемый фрикционный тормоз (8), крутящий момент и угловая скорость на правой полуоси с посаженной на нее коронной шестерней (6) увеличивается.

Под действием электронной системы управления при необходимости увеличения скорости вращения левой полуоси с посаженной на нее коронной шестерней (7), активируется левый управляемый фрикционный тормоз (9). Оставшиеся управляемая фрикционная муфта (10) и правый управляемый фрикционный тормоз (8) деактивированы.

Крутящий момент с входного вала (2) передается на корпус дифференциала с сателлитами (11), и затем через сателлиты передается на левую полуосевую шестерню (12) и правую полуосевую шестерню (13). Кроме того крутящий момент передается также от корпуса дифференциала с сателлитами (11) на водило левого планетарного механизма с сателлитами (14), которое имеет связь с левой полуосью с посаженной на нее коронной шестерней (7). За счет торможения солнечной шестерни левого планетарного механизма (16) имеющей связь с картером главной передачи (1) через левый управляемый фрикционный тормоз (9), крутящий момент и угловая скорость на левой полуоси с посаженной на нее коронной шестерней (7) увеличивается.

Изменение компоновки управляемой фрикционной муфты (10) в кинематической схеме не влияет на технический результат.

Настоящее изобретение промышленно применимо, и не требует специальных технологий и оборудования, кроме тех, которые применяются повсеместно в машиностроении.

Изобретение относится к дифференциальным механизмам. Мультидифференциал содержит картер главной передачи (1), входной вал (2), симметричный дифференциал (3), планетарный механизм правого борта (4), планетарный механизм левого борта (5). Симметричный дифференциал (3) содержит корпус дифференциала с сателлитами (11), левую полуосевую шестерню (12), правую полуосевую шестерню (13), водило левого планетарного механизма с сателлитами (14), водило правого планетарного механизма с сателлитами (15). Правый планетарный механизм (4) содержит правую полуось с посаженной на нее коронной шестерней (6), правый управляемый фрикционный тормоз (8), водило правого планетарного механизма с сателлитами (15), солнечную шестерню правого планетарного механизма (17). Левый планетарный механизм (5) содержит левую полуось с посаженной на нее коронной шестерней (7), управляемую фрикционную муфту (10), левый управляемый фрикционный тормоз (9), водило левого планетарного механизма с сателлитами (14), солнечную шестерню левого планетарного механизма (16). Мультидифференциал имеет управляемую фрикционную муфту (10) для создания повышенного трения между корпусом дифференциала и левой полуосью с посаженной на нее коронной шестерней (7). Достигается больший коэффициент полезного действия, а также компактность разрабатываемого узла. 1 ил.

Мультидифференциал ведущей оси, содержащий картер главной передачи (1), входной вал (2), отличающийся тем, что содержит три планетарных механизма, среди которых симметричный дифференциал (3), содержащий в себе корпус дифференциала с сателлитами (11), левую полуосевую шестерню (12), правую полуосевую шестерню (13), водило левого планетарного механизма с сателлитами (14), соединенное с управляемой фрикционной муфтой (10), образующего левый планетарный механизм (5) вместе с левой полуосью с посаженной на нее коронной шестерней (7) и солнечной шестерней левого планетарного механизма (16), соединенной с левым управляемым фрикционным тормозом (9), а также водило правого планетарного механизма с сателлитами (15), образующего правый планетарный механизм (4) вместе с правой полуосью с посаженной на нее коронной шестерней (6) и солнечной шестерней правого планетарного механизма (17), соединенной с правым управляемым фрикционным тормозом (8).