ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ РЕДУКТОР, СОДЕРЖАЩИЙ СРЕДСТВА СБОРА МАСЛА ПРИ ДВУХ НАПРАВЛЕНИЯХ ВРАЩЕНИЯ Российский патент 2022 года по МПК F16H57/04 F16H48/06 

Область техники

Изобретение относится к автомобильному дифференциальному редуктору, включающему в себя:

- по существу продольный дифференциальный механизм, содержащий по меньшей мере одну коронную шестерню, нижняя часть которой предназначена для погружения в смазочное масло;

- редукторный механизм, состоящий из вторичного и первичного валов, при этом шестерня первичного вала, приводится в движение коронной шестерней посредством шестерни вторичного вала;

- картер, содержащий дифференциальный механизм и редукторный механизм, установленные в соответствующих парах противолежащих подшипников; при этом картер состоит, с одной стороны, из первой половины картера, внутренняя поперечная стенка которой содержит три гнезда, каждое из которых принимает первый подшипник каждой пары, и, с другой стороны, второй половины картера, внутренняя поперечная стенка которой содержит три гнезда, каждое из которых принимает второй подшипник каждой пары,

вращение коронной шестерни в первом направлении вращения позволяет разбрызгивать масло в значительной мере в поперечном направлении с верхней части коронной шестерни в направлении валов редуктора, при этом каждая внутренняя поперечная стенка имеет первое средство сбора и направления масла, разбрызгиваемого коронной шестерней, вращающейся в упомянутом первом направлении вращения, к гнездам подшипников.

Уровень техники

Известны примеры дифференциальных редукторов этого типа. В остальной части описания и в формуле изобретения дифференциальный редуктор определяется как узел, состоящий из картера, в котором находятся механизм понижения частоты вращения и дифференциальный механизм, при этом коронная шестерня дифференциального механизма находится в зацеплении с ведущей шестерней первичного вала механизма понижения частоты вращения.

Обычно, когда дифференциальный редуктор устанавливают в две половины картера и эти две половины картера соединяют в один картер, такой картер заполняют смазочным маслом, что позволяет смазывать водило шестерен и подшипники качения разбрызгиванием смазки.

С этой целью уровень масла в картере устанавливают, по существу, на уровне оси механизма дифференциального редуктора или оси вращения коронной шестерни согласно правилу, по которому уровень смазки устанавливают на уровне самого нижнего тела качения.

Пока дифференциал вращается с частотой вращения ниже заданной, водило сателлитов смазывается разбрызгиванием смазки, при этом водило сателлитов погружено в смазочное масло. Для этого водило изготовлено в виде открытого водила, которое позволяет маслу омывать сателлиты.

Однако такая конструкция страдает недостатком, проявляющимся при вращении дифференциал с высокой частотой вращения.

В частности, при превышении заданной частоты вращения смазочное масло центрифугируется коронной шестерней и разбрызгивается на стенки картера и, в частности, на стенки половин картера, откуда медленно стекает, лишь медленно возвращаясь посредством капания в нижнюю часть картера. В результате уровень масла, присутствующего в картере, принимающем водило сателлитов, становится недостаточным и неспособен обеспечить смазывание упомянутого водила сателлитов разбрызгиванием.

Такое отсутствие смазки, даже если уровень масла в стационарном состоянии кажется удовлетворительным, рано или поздно может привести к разрушению вращающихся элементов дифференциала из-за недостатка масла.

Поэтому известна практика изготовления каналов для сбора и направления масла, разбрызгиваемого в направлении подшипников качения и водила сателлитов. Такие каналы для сбора масла ориентированы по касательной к гнездам подшипников, чтобы собирать смазочное масло, разбрызгиваемое коронной шестерней при ее вращении в первом направлении.

Однако каналы для сбора и направления масла не предназначены для сбора масла, разбрызгиваемого коронной шестерней при ее вращении во втором направлении, противоположном упомянутому первому направлению вращения. Тем не менее, в разных моделях автомобилей может требоваться, чтобы коронная шестерня вращалась в одном или в другом направлении, например, в зависимости от имеющегося пространства для дифференциального редуктора.

Для обеспечения хорошей смазки вращающихся элементов было необходимо предусматривать различные варианты картеров в зависимости от направления вращения коронной шестерни.

Однако было бы выгодно найти решение, позволяющее снизить производственные затраты на изготовление автомобилей независимо от направления вращения коронной шестерни дифференциала.

Раскрытие изобретения

В изобретении относится к автомобильному дифференциальному редуктору, включающему в себя:

- по существу продольный дифференциальный механизм, содержащий по меньшей мере одну коронную шестерню, нижняя часть которой приспособлена для погружения в смазочное масло;

- редукторный механизм, состоящий из вторичного вала и первичного вала, при этом шестерня первичного вала приводится в движение коронной шестерней посредством шестерни вторичного вала;

- картер, включающий в себя дифференциальный механизм и редукторный механизм, при этом дифференциальный механизм и валы установлены в картере в соответствующей паре противолежащих подшипников, картер содержит, с одной стороны, первый половину картера, внутренняя поперечная стенка которой имеет три гнезда, каждое из которых принимает первый подшипник каждой пары подшипников, и, с другой стороны, вторую половину картера, внутренняя поперечная стенка которого имеет три гнезда, каждое из которых принимает второй подшипник каждой пары подшипников,

причем вращение коронной шестерни в первом направлении вращения позволяет разбрызгивать масло по существу поперечно от верхней части коронной шестерни в направлении валов редуктора, при этом каждая внутренняя поперечная стенка имеет первое средство сбора и направления масла, разбрызгиваемого коронной шестерней, вращающейся в упомянутом первом направлении вращения, к гнездам подшипников;

характеризующемуся тем, что каждая внутренняя стенка содержит второе средство сбора масла, разбрызгиваемого по существу в поперечном направлении во время вращения коронной шестерни во втором направлении вращения от нижней части коронной шестерни в направлении валов редуктора.

В соответствии с другими отличительными особенностями изобретения:

- второе средство сбора содержит нижний наклонный элемент для направления масла, оседающего на внутренней поперечной стенке по меньшей мере одной из половин картера для направления масла, поступающего с нижней части коронной шестерни, на шестерню первичного вала;

- шестерня вторичного вала расположена на некотором расстоянии от потока масла, проходящего по нижнему наклонному элементу;

- вторичный вал смещен вертикально вверх относительно первичного вала;

- наклонный элемент образован ребром, проходящим в продольном направлении, выступая от внутренней поперечной стенки;

- гнездо подшипника первичного вала имеет на своей осевой поверхности по меньшей мере одно отверстие для сбора и направления масла, поднимаемого шестерней первичного вала с нижнего наклонного элемента во время вращения коронной шестерни во втором направлении вращения;

- по периметру гнезда подшипника вторичного вала образован по меньшей мере один канал для сбора и направления масла, поднимаемого шестерней первичного вала с нижнего наклонного элемента во время вращения коронной шестерни во втором направлении вращения, при этом канал способен направлять масло к указанному гнезду;

- по периметру гнезда подшипника вторичного вала образовано по меньшей мере одна поверхность для сбора и направления масла, разбрызгиваемого шестерней первичного вала во время вращения коронной шестерни во втором направлении вращения, при этом указанная поверхность направляет масло к указанному гнезду;

- по периметру гнезда первого подшипника дифференциального механизма выполнена по меньшей мере одна поверхность для сбора и направления масла, разбрызгиваемого коронной шестерней во время ее вращения во втором направлении вращения;

- по меньшей мере один из направляющих каналов или одна из направляющих поверхностей образована по меньшей мере одним ребром, проходящим в продольном направлении, выступая от внутренней поперечной стенки;

- первое средство сбора масла выполнено непосредственно во внутренней стенке половин картера.

Другие особенности и преимущества изобретения станут очевидными из последующего подробного описания, приводимого со ссылкой на приложенные чертежи.

Краткое описание чертежей

На фиг. 1 показан дифференциальный редуктор согласно изобретению, вид в разрезе вдоль линии 1-1 на фиг. 2;

на фиг. 2 - внутренняя стенка первой половины картера дифференциального редуктора по фиг. 1 согласно изобретению, при этом показан путь прохождения смазочного масла во время вращения коронной шестерни во втором направлении, вид спереди;

на фиг. 3 - вторая половина картера и внутренняя стенка первой половины картера дифференциального редуктора по фиг. 1 согласно изобретению, при этом показан путь прохождения смазочного масла во время вращения коронной шестерни в первом направлении вращения, вид, аналогичный виду на фиг. 2;

на фиг. 4 - путь прохождения смазочного масла во время вращения коронной шестерни во втором направлении вращения, вид, идентичный виду на фиг. 3;

на фиг. 5 - путь прохождения смазочного масла во время вращения коренной шестерни в первом направлении вращения, вид, идентичный виду на фиг. 2.

Осуществление изобретения

В последующем описании элементы, имеющие идентичные или сходные функции, обозначены идентичными номерами или ссылочными позициям.

Под "продольным направлением" понимается направление, соответствующее оси дифференциального механизма.

Под "вертикальным направлением" понимается направление действия силы тяжести, ортогональное уровню смазочного масла.

Под "поперечным направлением" понимается любое направление, перпендикулярное продольному и вертикальному направлениям.

Под "радиальным направлением" понимается любое направление, перпендикулярное продольной оси вала.

Под "тангенциальным направлением" понимается любое направление, перпендикулярное радиальному и продольному направлению.

Термином "внутренний" характеризуется элемент, расположенный вблизи оси вращения дифференциального механизма.

Термином "внешний" характеризуется элемент, удаленный от оси вращения дифференциального механизма.

На фиг. 1 схематично показан дифференциальный редуктор 10 для автомобиля. Это, например, задняя ось трансмиссии автомобиля.

Дифференциальный редуктор представляет собой, по существу, продольный дифференциальный механизм 12, состоящий по меньшей мере из одной коронной шестерни 14, проходящей в вертикальной поперечной плоскости. Коронная шестерня 14 соединена с водилом 16, принимающим сателлиты 18. Водило 16 сателлитов открыто и имеет отверстия (на чертеже не показаны), через которые проникает смазочное масло.

В известных конструкциях дифференциальный механизм помещен в картер 20, образованный двумя половинами картера, представляющими собой первую половину 20А картера и второй половину 20В картера. Дифференциальный механизм 12 поддерживается между двумя половинами 20А, 20В картера с возможностью вращения вокруг продольной оси "А" при помощи двух противолежащих подшипников 22, называемых подшипниками 22 дифференциала.

Картер 20 содержит также редукторный механизм 24, состоящий из вторичного вала 26 продольной оси "В" и первичного вала 28 продольной оси "С". Первичный вал 28 содержит ведущую шестерню 30, называемую первичной шестерней 30, которая проходит в поперечной вертикальной плоскости и зацепляется с поперечной вертикальной шестерней 32 вторичного вала 26, называемой вторичной шестерней 32. Вторичная шестерня 32, со своей стороны, взаимодействует с коронной шестерней 14. Таким образом, первичная шестерня 30 приводится в движение с помощью коронной шестерни 14 посредством вторичной шестерни 32.

Как показано на фиг. 1, вал 26 вторичной шестерни смещен в поперечном направлении, в этом случае влево, относительно дифференциального механизма 12, и первичный вал 28, со своей стороны, также смещен в упомянутом поперечном направлении относительно вторичного вала 26.

Первичный вал 28 поддерживается в картере 20 соответствующей парой противолежащих подшипников 34, называемых первичными подшипниками 34. Аналогичным образом, вторичный вал 26 поддерживается в картере 20 соответствующей парой противолежащих подшипников 36, называемых вторичными подшипниками 36. Подшипники 22, 34, 36 - это подшипники качения, например, шарикоподшипники.

Первая половина 20А картера имеет внутреннюю поперечную стенку 21А с тремя гнездами 38А, 40А, 42А для приема, соответственно, первого подшипника 22 пары подшипников 22 дифференциала, первого подшипника 36 пары вторичных подшипников 36 и первого подшипника 34 пары первичных подшипников 34.

Вторая половина 20B картера имеет внутреннюю поперечную стенку 21B с тремя гнездами 38А, 40А, 42А для приема, соответственно, второго подшипника 22 пары подшипников 22 дифференциала, второго подшипника 36 пары вторичных подшипников 36 и второго подшипника 34 пары первичных подшипников 34.

Дифференциальный механизм 12 и редуктор 24 обычно смазываются маслом, которым упомянутый картер 20 заполнен до уровня, обозначенного пунктирной линией 44 на фиг. 2. Уровень 44 обычно соответствует уровню вблизи оси "А" вращения дифференциального механизма 12, чтобы смазывать его разбрызгиванием.

Таким образом, нижняя часть коронной шестерни 14 предназначена для погружения в смазочное масло. При вращении коронной шестерни 14 в первом направлении, согласно фиг. 2 - против часовой стрелки, зубья коронной шестерни 14 разбрызгивают масло в значительной степени в поперечном направлении с верхней части коронной шестерни в направлении валов 26, 28 редуктора.

При вращении дифференциального механизма 12 с высокой частотой вращения и, следовательно, при вращении коронной шестерни 14 с высокой частотой вращения, может случиться так, что дифференциальный механизм 12, а точнее коронная шестерня 14, центрифугирует масло до тех пор, пока оно не начнет стекать каплями по внутренним стенкам картера 20, а точнее по внутренним поперечным стенкам 21А, 21В половин 20А, 20В картера.

Это приводит к дефициту разбрызгиваемого смазочного масла в редукторном механизме 24 и, в частности, в водиле 16 сателлитов 18, что может привести к износу упомянутых сателлитов 18 и подшипников 22, 34, 36. Таким образом, во время работы дифференциального механизма 12 с высокой частотой вращения, уровень масла способен опускаться ниже оси "А". Для обеспечения непрерывной подачи масла к подшипникам 22, 34, 36 во избежание их износа, каждая внутренняя поперечная стенка 21А, 21В имеет первое средство сбора и направления масла, разбрызгиваемого коронной шестерней 14, вращающейся в упомянутом первом направлении вращения, к гнездам 38А, 38В, 40А, 40В, 42А, 42В подшипников 22, 34, 36.

Упомянутое первое средство сбора и направления масла в этом случае изготавливается интегрально с половинами 20А, 20В картера. Оно представляет собой, например, ребра, выступающие от внутренних стенок 21A, 21B, и/или каналы, утопленные в упомянутые внутренние стенки 21A, 21B.

Картеры известного уровня техники позволяют собирать и направлять смазочное масло только при одном направлении вращения коронной шестерни. В настоящее время экономически выгодно иметь возможность использования одного и того же картера для множества конструкций транспортных средств. Соответственно, одна и та же модель картера может использоваться для множества моделей транспортных средств. В силу вышесказанного, в зависимости от конфигурации, шестерня может вращаться в том или ином направлении вращения. Однако, когда коронная шестерня вращается в противоположном направлении, первое средство сбора и направления больше не позволяет правильно смазывать подшипники. Поэтому до последнего времени было необходимо предусматривать два различных картера в зависимости от направления вращения коронной шестерни.

В изобретении предлагается универсальный картер, позволяющий собирать стекающее каплями по внутренним стенкам смазочное масло и направлять его к подшипникам, независимо от направления вращения коронной шестерни 14.

С этой целью внутренние стенки 21А, 21В половин 20А, 20В картера содержат второе средство сбора масла, разбрызгиваемого в значительной мере в поперечном направлении при вращении коронной шестерни 14 во втором направлении вращения с нижней части коронной шестерни, в направлении валов редуктора.

На фиг. 3 и 4 показана внутренняя стенка 21А первой половины 20А картера. Стенка содержит колокол 46, предназначенный для размещения водила 16 сателлитов. На периметре этого колокола 46 расположено верхнее углубление 48, которое предназначено для приема масла, разбрызгиваемого коронной шестерней 14. Это углубление 48 образует масляный резервуар. Углубление 48 ограничено первой продольной радиальной поверхностью 50 и второй продольной радиальной поверхностью 52, которые расположены напротив друг друга. Вторая радиальная поверхность 52 направлена в поперечном направлении относительно первичного и вторичного валов 26, 28. Первая радиальная поверхность 50 является частью первого средства сбора масла, позволяя собирать масло, когда коронная шестерня 14 вращается в первом направлении, в то время как вторая радиальная стенка 52 является частью второго средства сбора масла, позволяя собирать масло, когда коронная шестерня 14 вращается во втором направлении.

Радиальный канал 54, называемый каналом 54 дифференциала, расположенный на периметре гнезда 38A, позволяет направлять поток масла вниз к гнезду 38A первого подшипника 22 дифференциала. Канал 54 дифференциала открыт в отверстие 56 в осевой стенке гнезда в одну линию по вертикали с подшипником 22 дифференциала, чтобы обеспечивать хорошую смазку подшипника 22 дифференциала. Канал 54 дифференциала в этом случае утоплен во внутреннюю стенку 21А первой половины 20А картера.

Каждое гнездо 40А, 42А редукторного механизма 24 также оснащено каналами, являющимися частью первого средства сбора масла.

Таким образом, канал 58, называемый вторичным каналом 58, ограничен двумя ребрами 60, выступающими от внутренней поперечной стенки 21А. Вторичный канал 58 проходит через периметр гнезда 40А первого вторичного подшипника 36. Вторичный канал 58 проходит в целом по касательной к траектории зубьев коронной шестерни 14 от входа к выходу, который открывается в отверстие 62 в осевой стенке гнезда 40А первого вторичного подшипника 36. Вход вторичного канала 58 шире, чем выход, так что вторичный канал 58 имеет форму воронки, что позволяет собирать большое количество масла для смазки первого вторичного подшипника 36. Из-за своей тангенциальной ориентации относительно коронной шестерни 14, упомянутый вторичный канал 58 не позволяет собирать масло при вращении коронной шестерни 14 во втором направлении вращения.

Аналогичным образом, канал 64, называемый первичным каналом 64, ограничен двумя ребрами 66, выступающими от внутренней поперечной стенки 21А. Первичный канал 64 проходит через периметр гнезда 42А первого первичного подшипника 34. Первичный канал 64 проходит в целом от входа, который в целом направлен к верхней части коронной шестерни 14, к выходу, который открывается в отверстие 68, выполненное в осевой стенке гнезда 40А первого вторичного подшипника 36. Входное отверстие первичного канала 64 шире, чем выходное отверстие, так что первичный канал 64 имеет форму воронки, что позволяет собирать большое количество масла для смазки первого первичного подшипника 34. В силу своей направленности к кольцевой шестерне 14, упомянутый первичный канал 64 практически не позволяет собирать масло в ситуации, когда коронная шестерня 14 вращается во втором направлении.

Как показано на фиг. 4, в первой половине картера 20А также имеется второе средство сбора, собирающее смазочное масло в ситуации, когда шестерня 14 вращается во втором направлении.

Второе средство сбора содержит нижнюю наклонный элемент 70 для направления масла, который выполнен на внутренней поперечной стенке 21А первой половины 20А картера, чтобы направлять смазочное масло, разбрызгиваемое нижней частью коронной шестерни 14, к первичной шестерне 30. Наклонный элемент 70 здесь образован ребром, выступающим от внутренней поперечной стенки 21А. Наклонный элемент 70 направлен в верхнюю часть картера 20.

Первый конец наклонного элемента 70, показанный справа на фиг. 4, расположен под коронной шестерней 14. Он имеет форму дуги окружности. Упомянутый первый конец расположен радиально напротив и в непосредственной близости от зубьев коронной шестерни 14. Таким образом, когда коронная шестерня 14 вращается во втором направлении, как показано стрелкой R2, коронная шестерня 14 действует как водяное колесо, создающее масляный поток, который поднимается по наклонному элементу 70 к ее второму концу.

Второй конец наклонного элемента 70, находящийся слева на фиг. 4, расположен под первичной шестерней 30. Он имеет форму дуги окружности, которая окружает часть периметра гнезда 42А первого первичного подшипника 34. Упомянутый второй конец расположен радиально напротив и в непосредственной близости от зубьев первичной шестерни 30. При вращении первичной шестерни 30 в том же направлении, что и направление вращения коронной шестерни 14, ее зубья транспортируют масло, подаваемое к верхней части наклонного элемента 70 коронной шестерней 14, в направлении вверх до отверстия 68 для смазывания первого первичного подшипника 34.

Первый конец наклонного элемента 70 ниже второго конца. Таким образом, наклонный элемент 70 имеет наклон от второго конца к первому концу.

Для обеспечения циркуляции смазочного масла по наклонному элементу 70 до первичной шестерни 30, вторичная шестерня 32 расположена на некотором удалении от потока масла, циркулирующего вдоль нижнего наклонного элемента 70. Это предотвращает перехват большей части масла вторичной шестерней 32. С этой целью вторичный вал 26 смещен по вертикали вверх относительно первичного вала 28. В результате гнездо 40A вторичной подшипника 36 смещено по вертикали вверх относительно гнезда 42A первичной шестерни 34.

По периметру гнезда 40А первого вторичного подшипника 36 расположен канал 72. Канал 72 проходит по касательной к траектории зубьев первичной шестерни 30 от входа, расположенного рядом с верхней частью первичной шестерни 30, до выхода, открывающегося в отверстие 74 в осевой стенке гнезда 40А первого вторичного подшипника 36 для обеспечения смазочным маслом первого вторичного подшипника 36 при вращении коронной шестерни 14 во втором направлении. Упомянутый канал 72 ограничен двумя ребрами, выступающими от внутренней поперечной стенки 21А.

Во время вращения коронной шестерни 14 в первом направлении, обозначенном на фиг. 3 стрелкой R1, смазочное масло захватывается зубьями коронной шестерни 14 и поднимается к верхней части картера 20, как обозначено стрелкой "F1". Часть смазочного масла разбрызгивается на первую радиальную поверхность 50 углубления 48. Затем смазочное масло, содержащееся в углублении 48, направляется в гнездо 38А первого подшипника 22 дифференциала через канал 54 дифференциала для его смазывания.

Другая часть смазочного масла разбрызгивается в значительной степени в поперечном направлении в направлении первичного и вторичного валов 26, 28 с верхней части коронной шестерни 14. Как показано стрелкой "F2", одна часть этого смазочного масла вследствие его тангенциальной ориентации попадает во вторичный канал 58 и таким образом направляется в гнездо 40A вторичного подшипника 36 для его смазывания.

Как показано стрелками "F3", другая часть этого разбрызгиваемого смазочного масла вследствие тангенциальной ориентации попадает в первичный канал 64 и таким образом направляется в гнездо 42A первичного подшипника 34 для его смазывания.

Затем смазочное масло под действием силы тяжести стекает на нижний наклонный элемент 70. По нижнему наклонному элементу 70 масло под действием силы тяжести стекает к нижней части коронной шестерни 14 для повторного проведения цикла смазывания.

Во время вращения коронной шестерни 14 во втором направлении, обозначенном на фиг. 4 стрелкой R2, коронная шестерня 14 создает поток смазочного масла, обозначенный стрелкой "F4", который поднимается вверх по наклонному элементу 70 до первичной шестерни 30.

Затем последняя поднимает смазочное масло до отверстия 68, как показано стрелкой "F5", чтобы смазывать первый первичный подшипник 34, а также до вторичного канала 72, как показано стрелкой "F6", чтобы смазывать первый вторичный подшипник 36. Первый подшипник 22 дифференциала, в свою очередь, смазывается смазочным маслом, которое поднимается непосредственно коронной шестерней 14 и разбрызгивается на вторую радиальную поверхность 52, ограничивающую углубление 48, как показано стрелкой "F7".

На фиг. 2 и 5 показана внутренняя стенка 21B второй половины 20B картера. В этом втором полукартере 20B первое средство сбора масла сформировано исключительно поверхностью ребра, которое ориентировано в целом вертикально и проходит над соответствующим гнездом подшипника. Нижний конец ребра расположен в одну линию с отверстием, выполненным в осевой поверхности соответствующего гнезда, чтобы позволять маслу, собранному этой поверхностью, стекать в соответствующее гнездо. Ребро изготовлено интегрально с половиной 20В картера.

Соответственно, первое ребро 76, называемое ребром 76 дифференциала, проходит так, чтобы выступать от внутренней поперечной стенки 21B. Ребро 76 дифференциала расположено над гнездом 38B второго подшипника 22 дифференциала. Ребро 76 дифференциала проходит в целом по вертикали; в примере на фиг. 2 и 5, оно слегка наклонено. Ребро 76 проходит от верхнего конца, который в этом случае расположен у верхней части внутренней стенки половины 20В картера, до свободного нижнего конца 78. Гнездо 38В имеет радиальное отверстие 80, выполненное в его верхней части в одну линию со свободным нижним концом 78 ребра 76 дифференциала. Ребро 76 дифференциала ограничено первой боковой поверхностью 82 и второй боковой поверхностью 84. Первая боковая поверхность 82 способна перехватывать масло, разбрызгиваемое коронной шестерней 14, когда оно вращается в первом направлении R1 вращения, как показано на фиг. 5. Вторая боковая поверхность 84 способна перехватывать масло, разбрызгиваемое коронной шестерней 14 при его вращении во втором направлении R2 вращения, как показано на фиг. 2.

Таким образом, первая боковая поверхность 82 является частью первого средства сбора масла, в то время как вторая боковая поверхность 84 является частью второго средства сбора масла.

В непоказанном на чертежах варианте осуществления изобретения, первая боковая поверхность, относящаяся к первому средству сбора масла, образована первым соответствующим ребром, в то время как вторая боковая поверхность, относящаяся ко второму средству сбора масла, образована вторым соответствующим ребром. Первое и второе ребра расположены в форме буквы "V", острие которой расположено в одну линию с отверстием в гнезде.

Аналогичным образом, второе ребро 86, называемое вторичным ребром 86, проходит так, чтобы выступать от внутренней поперечной стенки 21B. Вторичное ребро 86 расположено над гнездом 40В второго вторичного подшипника 36. Вторичное ребро 86 проходит в целом по вертикали; в примере, показанном на фиг. 2 и 5, оно слегка наклонено. Ребро 86 проходит от верхнего конца, который в данном случае расположен у верхней части внутренней стенки половины 20В картера, до свободного нижнего конца 88. Гнездо 40В имеет радиальное отверстие 90, выполненное в его верхней части в одну линию со свободным нижним концом 88 вторичного ребра 86. Вторичное ребро 86 ограничено первой боковой поверхностью 92 и второй боковой поверхностью 94. Первая боковая поверхность 92 способна перехватывать масло, разбрызгиваемое коронной шестерней 14, когда оно вращается в первом направлении R1 вращения, как показано на фиг. 5. Вторая боковая поверхность 84 способна перехватывать масло, разбрызгиваемое первичной шестерней 30, когда коронная шестерня 14 вращается во втором направлении R2 вращения, как показано на фиг. 2.

Таким образом, первая боковая поверхность 92 является частью первого средства сбора масла, в то время как вторая боковая поверхность 94 является частью второго средства сбора масла.

Гнездо 42B второго первичного подшипника 34 в данном случае снабжается смазочным маслом с помощью желоба 95, сформированного от направленной вверх поверхности и продолжающегося с наклоном от конца, расположенного на внутренней боковой стенке половины 20B картера, до отверстия 96, выполненного в осевой поверхности гнезда 42B. Упомянутый желоб 95 является в данном случае общим для первого средства сбора масла и для второго средства сбора масла, так как позволяет собирать смазочное масло и направлять его ко второму первичному подшипнику 34 независимо от направления R1 или R2 вращения коронной шестерни 14.

Как и в первой половине 20А картера, во второй половине 20В картера имеется нижний наклонный элемент 70 для направления масла, сформированный на внутренней поперечной стенке 21В второй половины 20В картера, чтобы направлять смазочное масло, разбрызгиваемое с нижней части коронной шестерни 14, к первичной шестерне 30. Наклонный элемент 70 сформирован здесь боковой поверхностью ребра. Наклонный элемент 70 направлен к верхней части картера 20.

Первый конец наклонного элемента 70, находящийся на фиг. 2 и 5 слева, расположен под коронной шестерней 14. Он имеет форму дуги окружности. Упомянутый первый конец расположен в радиальном направлении напротив и вблизи зубьев коронной шестерни 14. Таким образом, когда коронная шестерня 14 вращается во втором направлении, как показано стрелкой R2, коронная шестерня 14 действует как водяное колесо, которое создает масляный поток, поднимающийся вверх по наклонному элементу 70 к его второму концу.

Второй конец наклонного элемента 70, находящийся на фиг. 2 и 5 справа, расположен под первичной шестерней 30. Он имеет форму дуги окружности, которая окружает часть периметра гнезда 42B второго первичного подшипника 34. Упомянутый второй конец расположен радиально напротив и вблизи зубьев первичной шестерни 30. При вращении первичной шестерни 30 в том же направлении, что и коронная шестерня 14, ее зубья транспортируют масло, подаваемое к верхней части наклонного элемента 70 коронной шестерней 14 в направлении вверх до отверстия 96, чтобы смазывать первый первичный подшипник 34.

Первый конец наклонного элемента 70 ниже второго конца. Таким образом, наклонный элемент 70 имеет наклон от второго конца к первому концу.

Для того чтобы смазочное масло циркулировало по наклонному элементу 70 до первичной шестерни 30, вторичная шестерня 32 расположена на некотором расстоянии от потока масла, циркулирующего по нижнему наклонному элементу 70. Это предотвращает перехват большей части масла вторичной шестерней 32. С этой целью вторичный вал 26 здесь смещен по вертикали вверх относительно первичного вала 28. В результате гнездо 40B вторичного подшипника 36 смещено вертикально вверх относительно гнезда 42B первичного подшипника 34.

При вращении коронной шестерни 14 в первом направлении, обозначенном на фиг. 5 стрелкой R1, зубья коронной шестерни 14 захватывают смазочное масло вверх в направлении верхней части картера 20, как показано стрелкой "F'1". Одна часть смазочного масла разбрызгивается на первую боковую поверхность 82 ребра 76 дифференциала, как показано стрелкой "F'2". Смазочное масло, собранное ребром 76 дифференциала, течет до свободного нижнего конца 78, затем сливается в гнездо 38B второго подшипника 22 дифференциала через отверстие 80 для его смазывания.

Другая часть смазочного масла разбрызгивается в целом в поперечно в направлении первичного и вторичного валов 26, 28 из верхней части коронной шестерни 14. Как показывают стрелки "F'3", это смазочное масло собирается первой боковой поверхностью 92 вторичного ребра 86. Смазочное масло, собранное вторичным ребром 86, стекает до свободного нижнего конца 88, и попадает через отверстие 90 в гнездо 40B второго вторичного подшипника 36 для его смазывания.

Как показано стрелкой "F'4", смазочное масло разбрызгивается вторичной шестерней 32 и первичной шестерней 30 в направлении участка внутренней поперечной стенки 21B, расположенного над желобом 95. Это масло собирается в желобе 95, который направляет его к отверстию 96 в гнезде 42B второго первичного подшипника 34 для его смазывания.

Затем смазочное масло под действием силы тяжести стекает на нижний наклонный элемент 70. Масло под действием силы тяжести стекает по склону нижнего наклонного элемента 70 до нижней части коронной шестерни 14, после чего цикл смазки повторяется.

Во время вращения коронной шестерни 14 во втором направлении, обозначенном на фиг. 2 стрелкой R2, коронная шестерня 14 создает поток смазочного масла, обозначенный стрелкой "F'5", который поднимается вверх по склону наклонного элемента 70 до первичной шестерни 30. Затем последняя поднимает смазочное масло до отверстия 96, как показано стрелкой "F'6", чтобы смазывать первый первичный подшипник 34. Одна часть смазочного масла разбрызгивается первичной шестерней 30 по второй поверхности 94 вторичного ребра 86. Смазочное масло, собранное вторичным ребром 86, стекает до его свободного нижнего конца 88, а затем попадает в гнездо 40B второго вторичного подшипника 36 через отверстие 90 для смазывания.

Второй подшипник 22 дифференциала, в свою очередь, смазывается смазочным маслом, поднимаемым непосредственно коронной шестерней 14 и разбрызгиваемым на вторую поверхность 84 ребра 76 дифференциала, как показано стрелкой "F'7". Смазочное масло, собранное ребром 76 дифференциала, стекает до свободного нижнего конца 78, затем через отверстие 80 попадает в гнездо 38B второго подшипника 22 дифференциала для его смазывания.

Таким образом, картер 20, реализованный в соответствии с принципами изобретения, может быть адаптирован для транспортных средств, в которых коронная шестерня 14 вращается в одном или в другом направлении. Соответственно, отпадает необходимость в проектировании двух разных картеров в зависимости от направления вращения коронной шестерни, что позволяет существенно снизить производственные затраты на изготовление дифференциального редуктора.

Изобретение позволяет, в частности, реализовать два контура для смазочного масла в зависимости от направления вращения коронной шестерни. Каждый контур смазывания предназначен для смазывания каждого подшипника дифференциального редуктора 10.

Изобретение относится к системе смазки дифференциального редуктора для автомобиля. Дифференциальный редуктор содержит: дифференциальный механизм с коронной шестерней, редукторный механизм с вторичной шестерней и первичной шестерней и картер. Каждая внутренняя поперечная стенка имеет первое средство сбора и направления масла к гнездам подшипников, разбрызгиваемого коронной шестерней во время ее вращения в первом направлении вращения. Каждая внутренняя стенка содержит второе средство сбора масла, разбрызгиваемого по существу в поперечном направлении во время вращения коронной шестерни во втором направлении вращения. Достигается улучшение смазки дифференциального редуктора и подшипников. 10 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Дифференциальный редуктор автомобиля (10), включающий в себя:

по существу продольный дифференциальный механизм (12), содержащий по меньшей мере одну коронную шестерню (14), нижняя часть которой приспособлена для погружения в смазочное масло;

редукторный механизм (24), состоящий из вторичного вала (26) и первичного вала (28), при этом шестерня (30) первичного вала (28) приводится в движение коронной шестерней (14) посредством шестерни (32) вторичного вала (26);

картер (20), включающий в себя дифференциальный механизм (12) и редукторный механизм (24), при этом дифференциальный механизм (12) и валы (26, 28) установлены в картере (20) в соответствующей паре противолежащих подшипников (22, 34, 36), картер (20) содержит с одной стороны первую половину (20А) картера, внутренняя поперечная стенка (21А) которой имеет три гнезда (38А, 40А, 42А), каждое из которых принимает первый подшипник (22, 34, 36) каждой пары подшипников, и с другой стороны вторую половину (20В) картера, внутренняя поперечная стенка (21В) которого имеет три гнезда (38В, 40В, 42В), каждое из которых принимает второй подшипник (22, 34, 36) каждой пары подшипников,

причем вращение коронной шестерни (14) в первом направлении (R1) вращения позволяет разбрызгивать масло по существу поперечно от верхней части коронной шестерни (14) в направлении валов (26, 28) редуктора, при этом каждая внутренняя поперечная стенка (21A, 21B) имеет первое средство сбора и направления масла, разбрызгиваемого коронной шестерней (14), вращающейся в упомянутом первом направлении (R1) вращения, к гнездам подшипников (38A, 38B, 40A, 40B, 42A, 42B);

отличающийся тем, что каждая внутренняя стенка (21A, 21B) содержит второе средство сбора масла, разбрызгиваемого по существу в поперечном направлении во время вращения коронной шестерни (14) во втором направлении (R2) вращения от нижней части коронной шестерни (14) в направлении валов (26, 28) редуктора.

2. Дифференциальный редуктор (10) по п. 1, отличающийся тем, что второе средство сбора масла содержит нижний наклонный элемент (70) для направления масла, оседающего на внутренней поперечной стенке (21A, 21B) по меньшей мере одной из половин (20A, 20B) картера для направления масла, поступающего с нижней части коронной шестерни (14), на шестерню (30) первичного вала (28).

3. Дифференциальный редуктор (10) по п. 2, отличающийся тем, что шестерня (32) вторичного вала (26) расположена на некотором расстоянии от потока масла, проходящего по нижнему наклонному элементу (70).

4. Дифференциальный редуктор (10) по п. 3, отличающийся тем, что вторичный вал (26) смещён вертикально вверх относительно первичного вала (28).

5. Дифференциальный редуктор (10) по любому из пп. 2-4, отличающийся тем, что наклонный элемент (70) образован ребром, проходящим в продольном направлении, выступая от внутренней поперечной стенки (21А).

6. Дифференциальный редуктор (10) по любому из пп. 2-5, отличающийся тем, что гнездо (42A, 42B) подшипника (34) первичного вала (28) имеет на своей осевой поверхности по меньшей мере одно отверстие (68, 96) для сбора и направления масла, поднятого шестерней (30) первичного вала (28) с нижнего наклонного элемента (70) во время вращения коронной шестерни (14) во втором направлении (R2) вращения.

7. Дифференциальный редуктор (10) по любому из пп. 2-6, отличающийся тем, что по периметру гнезда (40А) подшипника (36) вторичного вала (26) образован по меньшей мере один канал (72) для сбора и направления масла, поднимаемого шестерней (30) первичного вала (28) с нижнего наклонного элемента (70) во время вращения коронной шестерни (14) во втором направлении вращения, при этом канал (72) способен направлять масло к указанному гнезду (40А).

8. Дифференциальный редуктор (10) по любому из пп. 2-6, отличающийся тем, что по периметру гнезда (40B) подшипника (36) вторичного вала (26) образована по меньшей мере одна поверхность (94) для сбора и направления масла, разбрызгиваемого шестерней (30) первичного вала (28) во время вращения коронной шестерни (14) во втором направлении вращения, при этом поверхность (94) направляет масло к указанному гнезду (40B).

9. Дифференциальный редуктор (10) по любому из пп. 2-8, отличающийся тем, что по периметру гнезда первого подшипника дифференциального механизма выполнена по меньшей мере одна поверхность (52, 84) для сбора и направления масла, разбрызгиваемого коронной шестерней (14) во время ее вращения во втором направлении вращения.

10. Дифференциальный редуктор (10) по любому из пп. 5-9, отличающийся тем, что по меньшей мере один из направляющих каналов или одна из направляющих поверхностей образована по меньшей мере одним ребром, проходящим в продольном направлении, выступая от внутренней поперечной стенки (21А, 21В).

11. Дифференциальный редуктор (10) по любому из пп. 1-10, в котором первое средство сбора масла выполнено непосредственно во внутренней стенке (21А, 21В) половин (20А, 20В) картера.