Самоблокирующийся дифференциал Советский патент 1984 года по МПК B60K17/16 F16H48/24 

2. Самоблокирующийся дифференциал по п. 1,отличаю1цийсй тем,что,с целью надежного саморазбло-. кирования дифференциала,фрикционные. муфты выполнены в виде отдельных сег ментов, между которыми установлены упругие элементы в виде шаоиков,

конические поверхности колец выполнены с углами конусности больше углов самоторможения материалов контактируемых пар, а сегментные грузы установлены на игольчатых опорах и СТЯНУТЫ по периметру упругими элементами.

1.- САМОБЛОКИРУЮЩИЙСЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛ, содержащий корпус с отверстиями и ведомой шестерней, кре товину с осями, установленную в отверстиях корпуса, шестерни выход SIL. 108263 А 3

Изобретение относится к транспор ному машиностроениюJ, в частности к блокирующимся дифференциалам, и может быть использовано в трансмиссиях наземных транспортных средств, например в автомобилях и тракторах. Известны конические блокирующиеся дифференциалы, содержащие корпус с отверстиями и ведомой шестерней, крестовину с осями, установленную в отверстиях корпуса, шестерни выходных валов, полые сателлиты, установлегнные на осях крестовины с возможностью осевого вращения и вза модействующие с шестернями выходных валов, а также фрикционные муфты,, состоящие из ведущих дисков, контак тируемые шлицами с корпусом и ведомых, установленных на шлицах выходных валов l| . Однако данный блокирующийся дифференциал обладает постоянным коэффициентом блокировки, что ухудшает управляемость транспортным средством при движении на поворотах, а также; не обеспечивает развития достаточно эффективной общей тяговой силы на колесах ПРИ движении транспортного средства по дорогам с низким коэффициентом сцепления колеса с дорогой). Объя сняется это тем, что при поворотах транспортного средства с возрастанием тяговой силы на отстающем внутреннем) колесе и уменьшением на забегающем (наружном) кол се в плоскости дороги создается момент сил, препятствующий повороту транспортного средства, который опр деляется выражением .-Pi , 2 1 где Рд тяговая сила на отстающем колесе; тяговая сила на забегающем колесе; В - колея автомобиля. Таким образом, чем выше коэффици ент блокировки, тем выше момент сил (.М) , тем хуже управляемость транспортным средством при движении на поворотах. Улучшение управляемости автомобилем за счет снижения коэффициента блокировки вызывает снижение общей тяговой силы на колесах прИ движении транспортного средства в неблагоприятных дорожных условиях и наоборот. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является самоблокирующийся дифференциал, содержащий корпус с отверстиями и ведомой шестерней, крестовину с осями, установленную в отверстиях корпуса, шестерни выходных валов, полые сателлиты, установленные на осях крестовины с возможностью осевого вращения и взаимодействующие зубчатыми венцами с шестернями выходных валов и Фрикционные муфты 2 . Недостатком известного блокирующегося дифференциала является то, что его блокирующие свойства остаются постоянными как при поворотах транспортного средства, так и на участках дороги с низким коэффициентом сцепления колес с дорогой. Это ухудшает управляемость транспортным средством и снижает его тяговые качества. Цель изобретения - повышение тяговых качеств транспортного средства и его управляемости на поворотах. Поставленная цель достигается тем, что самоблокирующийся дифференциал, содержащий корпус с отверстиями и ведомой шестерней, крестовину с осями, установленную в отверстиях корпуса, шестерни выходных валов, полые сателлиты, установленные на осях крестовины с возможностью осевого вращения и взаимодействующие зубчатыми венцами с шестернями выходных валов, фрикционные муфты, дифференциал снабжен сегментными грузами, установленными совмес-тно с фрикдионными муфтами в полость каждого сателлита с возможностью их осевого взаимодействия с сателлитом и между собой через кольца, имеющие конические опорные поверхности, а фрикционные муфты связаны с осями крестовны.

Кроме того, с целью надежного саморазблокирования дифференциала, фрикционные муфты выполнены в виде отдельных сегментов, между которыми установлены упругие элементы в виде шариков, а конические опорные поверности колец выполнены с углами конусности больше углов самоторможения материалов контактируемых пар, а сегментные грузы установлены на игольчатых опорах и стянуты по периметру упругими элементами.

Снабжение дифференциала сегментными грузами, установленными в плоскостях каждого сателлита, позволяет производить измерение частоты вращения сателлитов. Установка фрикционных МУФТ в плоскостях каждого сателлита с возможностью их осевого взаимодействия через кольца, имеющи конические опорные поверхности с сегментными грузами, позволяет осуществлять привод управления фрикционными муфтами в функциональной зависимости от частоты вращения сателлитов .

Наличие рабочего контакта между ФРИКЦИОННЫМИ муфтами и осями крестовины дает возможность осуществить блокирование дифференциала.

Выполнение конических опорных поверхностей с углами конусности больше углов самоторможения материалов контактируемых пар исключает заклинивание трущихся пар: фрикционных муфт и сегментных грузов с кольцом.

Установка сегментных грузов на игольчатые опоры обеспечивает минимальное трение в контакте. Стяжка сегментных грузов по периметру упругим элементом повышает смыкаемость при отсутствии осевого вращения сателлитов, а также расширяет зону нечувствительности привода фрикционных , что особенно важно при движении транспортного средства на поворотах.

На чертеже изображен дифференциал продольный разрез с вырывом (в районе оси крестовины).

Самоблокирующийся дифференциал состоит из корпуса 1 с отверстиями 2 и ведомой шестерни 3, крестовины 4 с осями 5, установленной в отверстиях 2 корпуса 1. В корпусе 1 установлены также шестерни 6 выходных валов, полые сателлиты 1, установленные на осях 5 крестовины 4 с возможностью осевого вращения и взаимодействующие зубчатыми венцами 8 с шестернями б выходных валов. В полости каждого сателлита 7 установлены сегментные грузь 9 совместно с фрикционными муфтами 10 с возможностью их осевого взаимодейстВИЯ с сателлитом 7 и между собой |череэ кольцо 11, имеющее конические опорные поверхности 12 и 13.

фрикционные муфты 10 выполнены в виде сегментов, полученных из колец, 5 имеющих радиальные разрезы на несколько частей, а они имеют рабочий контакт с осями крестовины 4.

При этом между отдельными сегментами муфт 10 установлены упругие 0 элементы 14, выполненные из полиуретана в виде шариков. Конические опорные поверхности 12 и 13 колец 11 имеют углы конусности больше углов самоторможения материалов контакти5 руемых пар для данных условий трения (типа смазки,свойств смазочного средства).

Сегментные грузы 9 выполнены в виде втулки с конической наружной

Q поверхностью и разрезаны в радиальных направлениях по аналогии с фрикционными муфтами 10. Сегментные грузы 9 установлены на игольчатых опорах 15 и стянуты по периметру ;

5 упругим элементом 16, выполненным в виде пр ужины. При этом, координаты установки игольчатых опор 15 в сателлите 7 на плоскость, перпендикулярную оси 5 крестовины 4, совпадают с координатой центра масс

0 соответствующих сегментных грузов 9.

Корпус 1 выполнен в виде двух чашеобразных половин и соединен с ведомой шестерней 3 болтовым соединением 17. Сателлиты 7 и шестерни

5 б выходных валов отделены от корпуса 1 прокладками 18 и 19, выполненНЫ1-ЛИ из антифрикционного материала, Игольчатые опоры 15 установлены в крышах 20 сателлитов 7.

0 Самоблокиругащийся дифференциал | работает следующим образом.

При движении транспортного средства на прямых участках дороги или повооотах без пробуксовывания одно-;

5 го из колес дифференциал работает как обычный неблокирующийся. При этом крутящий момент от ведомой шестерни 3 перераспределяется поровну на шестерни 6 выходных ваЛов /(при

Q движении транспортного средства на ПРЯМЫХ участках ДОРОГИ) либо обрат.но пропорционально угловой скорости ведущих колес при движении транс- портного средства на поворотах).

е В последнем случае перераспределение крутящих моментов обеспечивается работой сателлитов 7, которые совершаютвращение на осях 5 крестовины 4.

0 При движении транспортного средства .по дороге с низким коэффициентом сцепления колес с ДОРОГОЙ одно из ведущих колес может потерять сцепление с дорогой и выйти на режим

5 юза. В этом случае ведущие колеса начнут вращаться с оазными угловыми скоростями. При достижении некоторой разности угловых скоростей ведущих Колес скорость вращения сателлитов 7 достигнет величины, при которой сегментные грузы Э преодолеют усилие упругого элемета 15 и начнут расходиться под действием центробежных сил, смещая кольца 11 в направлении центра дифферен циала о Смешение колец 11--вызовет их повышенное давление на( Фрикционные муфты 10.. которые, преодолевая усилие упругих элементов 14,вызовут повышенное давление на оси 5,а следовательно, и повьдиенное трение в контакте. Этим достигается эффект самоблокировки дифференциала. В процессе срабатывания автомата ческой системы блокировки СКОРОСТЬ вреицения сателлитов 7 устанавливается в некотором равновесном состоянии, при котором их частота вращения саморегулируется фрикционными муфтами 10. При выходе транспорт-, ного средства на участок дороги с нормальным коэффициентом сцепления колес с дорогой частота вращения ведущих -колес транспортногй средства сравняется, а сателлиты прекратят вращение относительно осей 5 крестовины 4. В этом случае сегментные грузы 9 под действием упругих элементов 15 сойдутся, сняв осевое усилие с ФРИКЦИОННЫХ муфт 10. Расширяясь, упругие элементы 14 выведут фрикционные муфты 10 из силового контакта с осями 5. Применение предлагаемого самоблокирующегося дифференциала позволяет обеспечить высокую проходимость транспортных средств в условиях бездорожья без снижения их управляемости.