Способ управления блокируемым дифференциальным приводом колес транспортного средства и устройство для его осуществления Советский патент 1984 года по МПК B60K17/16 F16H48/30 

«1 Изобретение относится к колесным транспортным средствам, преимущественно автомобилям и тракторам. Известен способ управления блокируемым дифференциальным приводом, включающий контроль разности крутящих моментов на полуосях, сравнение этой разности с величиной предельног момента муфты, блокирующей дифференциал, и вьщачу команды на включение или выключение механизма блокировки дифференциала. Устройство для осуществления способа содержит фрикцион ную муфту, установленную на одной из полуосей, систему управления фрикциОнной муфтой и управляемый двухпозиционный золотник ClJ. Недостатком способа является то, что контролируется разность крутящих моментов на полуосях и вследствие этого выключение фрикционной муфты, блокирующей межколесный дифференциал осуществляется при относительном вращении полуосей, нагруженных крутящим мoмeнтo I, равным предельному моменту муфты. Это вызывает повьшен- ный износ деталей трансмиссии и шин а также ухудшает управляемость транс портного средства. Известен также способ управления блокируемым дифференциальным приводом, заключающийся в том, что производят сравнение угловых скоростей полуосей привода колес и по достижении разности угловых скоростей поро- ГОБОЙ величины включают механизм блокировки дифференциала. Устройство для осуществления .способа содержит дифференциал, полуоси которого связа ны с крестовиной посредством кулач- ковых муфт, причем в сопряжениях полуось - полуосевая шестерня предусмотрены тангенциальные зaзopы 2J Недостатком известного способа является то, что включение блокировки дифференциала производится без за держки по времени сразу же после включения дифференциала в работу, чт вызывает цикличность работы механизм блокировки при движении на поворотах, а следовательно, ухудшает управляемость транспортного средства и повышает динамическую нагруженность меж- колесного привода. При движении по прямой крутящие моменты передаются от полуосевых шестерен к полуосям и дифференциал заблокирован. При дви жении на повороте ( например, вправо 1 левое колесо начинает забегать относительно правого. При этом, благодаря имеющемуся тангенциальному зазору; в сопряжениях полуось - полуосевая шестерня левая п,олуось поворачивается относительно полуосевой шестерни на угол, соответствугаций тангенциальному зазору, а крутящий момент передается только на правое колесо. Этот процесс и является сравнением угловых скоростей полуосей и служит сиг- налом для выключения механизма блокировки. После выключения блокировки вступает в работу дифференциал, который передает момент как на правую, так и на левую полуосевые шестерни, и левая полуосевая шестерня поворачивается относительно левой полуоси в противоположную сторону, т.е, в исходное положение, а это служит сигналом для включения блокировки, и дифференциал блокируется. Таким образом, осуществляется полный цикл выключеиия-включения блокировки ди4 ференциала. Так как средняя продолжительность поворота транспортного средства (3-5 сj во много раз превы шает время одного щнша срабатывания механизма блокировки (0,4-0,6 cj, то за один поворот транспортного средства происходит множество непрерывно чередующихся циклов включения и выключения блокировки дифференциала, а это ухудшает управляемость и значительно увеличивает нагруженность привода. Цель изобретения - улучшение управляемости и снижение динамической нагруженности привода ведущих колес транспортного средства путем предотвращения цикличности работы механизма блокировки. Указанная цель достигается тем, что согласно способу управления pфференциальным приводом включение механизма блокировки производят с задержкой по времени, равной среднему времени прохождения, поворота транспортным средством. Кроме того, устройство для осуществления способа снабжено гидравлической системой управления с двумя соединенными двухпозиционными золотниками, кинематически связанными с устройствами сравнения угловых скоростей полуосей, а в нагнетательной магистрали установлен дроссель.

На чертеже изображена схема пред лагаемого устройства для осуществления способа.

Устройство содержит дифференциал I, механизм 2 блокировки дифференциала, устройства 3 и 4 сравнения угловых скоростей и гидравлическую систему управления, состоящую из двухпозиционных золотников 5 и 6, дросселя 7 и источника 8 давления масла.

В сопряжении полуосей 9 и 10 с полуосевыми шестернями П и 12 ется тангенциальный зазор для обеспечения возможности поворота полу- оси относительно соответствующей ей полуосейой шестерни на определенный угол. Устройства 3 и 4 сравнения угловых скоростей выполнены в виде кулачковых соединений между полуосе- выми шестернями 11 и 12 и втулками 13 и 14, установленными на полуосях с возможностью осевого перемещения. 15 и 16 удерживают кулачковые соединения в зацеплении, Золот- НИКИ 5 и 6 кинематически связаны с соответствующими втулками 13 и 14 посредством поводков 17 и 18, Тангенциальные зазоры в сочленениях полуось - полуосевая шестерняj углы относительного поворота полуосей и полуосевых шестерен и угол профиля кулачков устройств сравнения угловых скоростей выбраны так, что при повороте полуоси относительно полуосевой шестерни из одного крайнего положения в. другое соответствующий золотни также перемещается из одного крайнег положения в другое.

Нагнетательные магистрали золотНИКОВ 5 и 6 соединены последовательн с тем расчетом, чтобы при перемещении любого из золотников в осером направлении от исходного положения в противоположное нагнетательная магистраль запиралась, а бустер муфты соединялся со сливом. Дроссель 7 может бьггь установлен на любом участке нагнетательной магистрали.

Крбме того, гидросистема снабжена дополнительным двухпозиционным принудительно управляемым золотником 19 предназначенным для выключения блокировки дифференциала при движении транспортного средства по дорогам с. твердым покрытием.

Устройство работает следукпшм образом.

При движении по прямой полуосевые шестерни являются ведущими по отногшению к соответствукнцим полуосям. Золотники 5 и 6 находятся в исходном положении и соединяют источник давления с бустером механизма блокировк Механизм блокировки включен и блокирует дифференциал, не допуская раздельного буксования колес.

При движении на повороте, например вправо, левое колесо ( внешнее по отношению к повороту ) начинает вращаться быстрее, чем правое. Так как дифференциал заблокирован, то правая полуось 10 по-прежнему остается ведущей и вращается совместно с корпусом, дифференциала. Левая полуось 9 обгоняет в своем вращении дифf ференциал и поворачивается относигтельно полуосевой, шестерни11 на угол, соответствующий тангенциальному зазору в сопряжении полуоси 9 с шестерней П. При зтом втулка 13, установленная на шлицах полуоси 9 и соединенная кулачковым соединением с полуосевой шестерней 11, перемещается влево и перемещает связанный с ней поводком 17 золотник 5, который перекрывает магистраль нагнетания и соединяет бустер механизма блокировк с магистралью лива. Механизм блокировки выключается и разблокирует дифференциал.

После выключения механизма блокировки вступает в работу дифференциал, который, как известно, распределяет крутяидай момент поровну между обеими полуосями, А так как левая полуось вновь становится ведущей, то она поворачивается относительно полуосевой mecTepifH П в направлении, противоположном предшествующему повороту при выключении блокировки,При этом втулка 13 и золотник 5 под действием пружины 15 возвращаются в исходное положение и источник давления соединяется с бустером механизма блокировки, т.е. подан сигнал на включение блокировки. Однако механизм блокировки включается не сразу, а только по истечении определенного промежутка времени, величина которого зависит от величины гидравлического сопротивления дросселя 7 ( чем больше сопротивление дросселя, тем больше период заполнения бустера, тем больше разность во времени между моментом подачи сигнала на включение.

и включением механизма блокировки). По истечении этого периода механизм блокировки включается и блокирует дифференциал. Таким образом происходит один цикл срабатывания (включение з выключение) механизма блокировки диф-. ф.ёренциала. Продолжительность одного цикла срабатывания равна среднему времени поворота транспортного средства. Поэтому, если продолжительность 10 поворота меньше или равна среднему значению, то за время поворота происходит только один цикл срабатывания механизма блокировки, т.е. в начале поворота блокировка выключается, а 15 после прохождения поворота включается вновь. Если продолжительность поворота больше среднего значения, то происходит два-три цикла срабатывания. Однако это не оказывает существенного 20 влияния на динамическую нагруженность привода так как продолжительные повороты встречаются редко.

Очевидно, что предлагаемый способ управления механизмом блокировки ференциала практически исключает влияние блокирования дифференциала на управляемость транспортного средства, так как дополнительное сопротивт ление повороту от блокировки диффе- зо ренциала проявляется только в момент входа машины в поворот, когда блокировка еще не выключена. В последующий период дифференциал разблокирован и не препятствует повороту. ,

При повороте влево устройство работает аналогичным образом.

Если транспортное средство изменяет направление движения, то полуоси также начинают вращаться в противо- Q

положную сторону, при этом поводки 17 и 18 за счет сил трения о втулки 13 и 14 поворачивают золотники 5 и 6 на 90 . Схемы золотников изменяются в результате поворота таким образом, что в исходном положении бустер механизма блокировки соединен со сливом, а при перемещении золотников в осевом направлении в сторону сжатия пружины 15 или 16 происходит соединение бустера с магистралью нагнетания. Таким образом устройство реверсируется и обеспечивает автоматическую блокировку дифференциала при движении как вперед, так и назад.

При работе транспортного средства на дорогах с твердым Покрытием блокировка дифференциала не требуется.Тогда золотник.5 принудительно перемещается из положения Автомат в положение Выключено и нагнетательная магистраль запирается, а бустер механизма блокировки соединяется со сливом независимо от положения золотников 5 и 6. Этим самым обеспечивается принудительное отключение устрой,ства блокировки дифференциала.

Предлагаемый способ и устройство управления блокируемым дифференциальным приводом транспортного средства улучшают управляемость транспортного средства и снижают динамическую нагруженность в приводе ведущих колес.

Предлагаемый способ и устройство огут быть эффективно использованы е только в межколесных, но и в ежосевых приводах самоходных мащин. собенно это касается машин со всеи одинаковыми ведупшми колесами.

1. Способ управления блокируемым дифференциальным приводом колес транспортного средства, заклочаищийся в том, что производят сравнение угловых скоростей полуосей привода колес и по достижении разности угловых скоростей пороговой величины в1Ш1очают механизм блокировки дифференциала, отличающийся тем, что, с целью улучшения управляемости транспортного средства и снижения динамической нагруженности привода путем предотвращения 1щкличности работы механизма блокировки, включение механизма блокировки производят с задержкой по времени, равной среднему времени тфохождения поворота транспортным средством. 2. Устройство дпя осуществления .способа поп.,1,. содержащее дифференциал, полуосёвые,шестерни которого сзязааы с полуосями колес с тангенg циальным зазором, механизм блокировки дифференциала и устройство сравнения угловых скоростей полуосей, отличающееся тем, что оно снабжено гидравлической системой ущ авления с двумя сое/даненными двухпозиционными золотниками, кинематически связавньвш с устройствами сравнения угловых скоростей полуосей, СО a в нагнетательной магистрали устао новлен дроссель. СП