Самоблокирующийся дифференциал колесного транспортного средства Советский патент 1988 года по МПК B60K17/16 B60K17/32 

со со

со

оо

1

1397318

Изобретение относится к области машиностроения, может быть использовано в колесных тракторах и автомобилях, работающих в условиях сельской местности и снабженных системой подкачки колесных HJHH на ходу.

Цель изобретения - новышение тягово- сценных свойств колесного транснорт-ного средства в сложных дорожных условиях с исключением энергозатрат на непроизводительное трение и износ .

На фиг. 1 представлена принципиальная схема предлагаемого дифференциала; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1, демпферы (силовые элементы), упор и новодок, неподвижно соединенные с водилом, и воздушные магистрали с кранами и предохранительным клапаном, сообщающие воздушную полость одного колеса с источником сжатого воздуха и атмосферой, вид сбоку.

Устройство содержит основную дифференциальную передачу от двигателя (не

показан) к ведущим колесам, состоящую из водила 1, сателлитов 2, центральных колес 3, соединенных с ведущими колесами транспортного средства с помощью полуосей 4

и 5, а водило 1 соединено с выходным валом 25 приводит к проворачиванию полуосей 4 и 5 6 двигателя передачей, состоящей из зуб-относительно друг друга и, следовательно,

чатых колес 7 и 8, дополнительную (компен- к провор.чиванию водила 11 планетарной

При движении транспортного средства в хорощих дорожных условиях (без буксования) имеет место накопление кинематического рассогласования между полуосями 4 и 5 при маневрировании, а также из-за разности радиусов качения колес в результате множества внешних возмущающих воздействий (неодинаковое давление в колесных шинах, различное качество резины, неравномерное распределение нагрузок между колесами, движение на ухабах и пр.). Поэтому сумма оборотов колес на любом участке пройденного пути, как правило, неодинакова. Эта суммарная разность оборотов

сирующую) планетарную передачу, состоящую из центральных колес 9 и 10, водила 11. и сателлитов 12, причем центральное колесо 9 соединено неподвижно с полуосью 30 4, рядовую зубчатую передачу, состоящую из зубчатых колес 13 и ;4 и паразитной шестерни ,15, причем колесо 13 неподвижно соединено с центральнЕ)1.м колесом 10, а колесо 14 неподвижно соединено с полуосью 5.

передачи, в результате которого поводок 21 открывает один из кранов 18 или 19. Причем при «забегании регулируемого колеса (полуось 5) поводок 21 движется в сторону крана 19 и открывает его и в полость регулируемого колеса от источника сжатого воздуха поступает сжатый воздух. Радиус качения колеса возрастает, его угловая скорость снижается, полуось 5 начиОрган управления состоит из воздушных нает отставать от полуоси 4 по накоплению

магистралей 16 и 17, сообщающих вoздyuJ- ную полость шины одного колеса ведущего моста, соответственно, с атмосферой и источником сжатого воздуха через нормально закрытые краны 18 и 19 предохранительного 40 клапана 20, установленного на атмосферной магистрали между краном 18 и полостью регулируемого колеса, поводка 21, установленного с возможностью поочередсумм оборотов. Водило 11 проворачивается в обратном направлении и возвращает поводок 21 в исходное .(нулевое) положение. Кран 19 закрывается.

При «забегании нерегулируе.мого колеса (полуось 4) поводок 21 движется в сторону крана 18 и открывает его. Из щины регулируемого колеса воздух стравливаетного открывания кранов 18 и 19 при поворо- 45 атмосферу. Радиус качения этого коте водила 11 и упора 22, установленноголеса уменьшается, и угловая скорость его на водиле 11. и полуоси 5 возрастает и начинает опере- Водило 11 (упор 22) имеет достаточножать полуось 4 по накоплению суммы оборотов. Водило 11 проворачивается в обратбольшой двусторонний свободный (мертвый) ход от исходного положения до начала поочередного сжатия пружин 23. Жесткость пружины каждого демпфера такова, что при неполном ее сжатии она может компенсировать .максимально возможную разность крутящих моментов на полуосях 4 и 5 при буксовании одного из колес. Числа зубьев колес 9, 10, 13 и 14 подобрань так, что общее передаточное отнощение зубчатых передач между полуосями 4 и 5 при остановленном водиле II

50

55

ном направлении и возвращает поводок 21 в исходное (нулевое) положение. Кран 18 закрывается.

Таким образом, регулирование давления в шине осуществляется до тех пор, пока не будет нейтрализовано (погащено) кинематическое рассогласование (разность сумм оборотов) на полуосях 4 и 5. При этом водило и поводок занимают нейтральное (нулевое) положение, радиусы качения колес выравниваются, а краны 18 и 19 закрываются.

0

0

2

Z 7

у 1

5

5 приводит к проворачиванию полуосей 4 и 5 относительно друг друга и, следовательно,

9 1Ь

Предложим, что на полуось 4 посажено колесо, полость которого не сообщена (нерегулируемое колесо), а на полуось 5 посажено колесо, полость которого сообщена (регулируемое колесо) с атмосферой через кран 18 и предохранительный клапан 20 и с источником сжатого воздуха через магистраль 17 (с краном 19).

Самоблокирующийсядифференциал

работает следующим образом.

При движении транспортного средства в хорощих дорожных условиях (без буксования) имеет место накопление кинематического рассогласования между полуосями 4 и 5 при маневрировании, а также из-за разности радиусов качения колес в результате множества внешних возмущающих воздействий (неодинаковое давление в колесных шинах, различное качество резины, неравномерное распределение нагрузок между колесами, движение на ухабах и пр.). Поэтому сумма оборотов колес на любом участке пройденного пути, как правило, неодинакова. Эта суммарная разность оборотов

передачи, в результате которого поводок 21 открывает один из кранов 18 или 19. Причем при «забегании регулируемого колеса (полуось 5) поводок 21 движется в сторону крана 19 и открывает его и в полость регулируемого колеса от источника сжатого воздуха поступает сжатый воздух. Радиус качения колеса возрастает, его угловая скорость снижается, полуось 5 начи нает отставать от полуоси 4 по накоплению

сумм оборотов. Водило 11 проворачивается в обратном направлении и возвращает поводок 21 в исходное .(нулевое) положение. Кран 19 закрывается.

ном направлении и возвращает поводок 21 в исходное (нулевое) положение. Кран 18 закрывается.

Таким образом, регулирование давления в шине осуществляется до тех пор, пока не будет нейтрализовано (погащено) кинематическое рассогласование (разность сумм оборотов) на полуосях 4 и 5. При этом водило и поводок занимают нейтральное (нулевое) положение, радиусы качения колес выравниваются, а краны 18 и 19 закрываются.

При поворотах водила 11 приводится в движение и закрепленный на нем упор 22.

Наличие достаточно большого мертвого (свободного) хода упора 22 от исходного (нулевого) положения до начала сжатия пружины 23 позволяет дифференциалу не блокироваться, т.е. полностью сохранять дифференциальные свойства при маневрировании транспортного средства с послелесо, радиус качения которого стал меньше радиуса качения нерегулируемого колеса, вращаясь с большей скоростью, чем нерегулируемое, вызывает движение поЕводка 21 и упора 22 к исходному положению, при достижении которого кран 18 закрывается, а при дальнейшем движении водила поводок 21 открывает кран 19, через который начинается нагнетание воздуха в шину. При воздующей обработкой устройством нулевого растании давления клапан 20 открывается.

кинематического рассогласования (разности сумм накопления оборотов) полуосей 4 и 5. В тяжелой дорожной ситуации, когда начинает буксовать, например, регулируемое колесо, полуось 5 проворачивается с заводит в движение поводок 21 в сторону крана 19 и открывает его. Продолжающий движение упор 22, выбрав мертвый (своДальнейшая отработка рулевого кинематического рассогласования осуществляется в обычной последовательности, описанной выше.

В аналогичной затянувшейся дорожной беганием относительно полуоси 4. В ре- 15 ситуации, когда коэффициент сцепления зультате проворачивается водило 11, при- регулируемого колеса с грунтом ниже коэффициента сцепления с грунтом нерегулируемого колеса, длительное время открыт кран 19, и воздух нагнетается в колесную

бедный) ход, сжимает пружину 23 демпфе- л шину до .максимально допустимого значения, ра до тех пор, пока реакция ее не вызовет обеспечиваемого источником сжатого воз- реактивный момент, равный по величине духа. разности моментов на полуосях 4 и 5. Компенсация разности моментов на полуосях 4 и 5 приводит к движению обе полуоси с

При выходе транспортного средства из этой дорожной ситуации устройство отрапосаженными на них колесами с равными 25 батывает нулевое кинематическое рассогласо- угловыми скоростями. Орган управления вание в обычной последовательности и тем

непрерывно стремится нейтрализовать (погасить) кинематическое рассогласование (разность сумм накопленных оборотов) на полуосях 4 и 5, а при выходе транспортного д средства из тяжелой дорожной ситуации отрабатывает нулевое кинематическое рассогласование в изложенной последовательности и выравнивает радиусы качения колес. Водило 11, поводок 21 и упор 22 занимают исходное (нулевое) положение.

Возможна затянувшаяся сложная дорожная ситуация, когда коэффициент сцепления нерегулируемого колеса с грунтом ниже коэффициента сцепления с грунтом

самы.м нейтрализует блокировку полуосей ведущего моста.

Формула изобретения

регулируемого колеса, а при стабилизироСамоблокирующийсядифференциал

колесного транспортного средства, содержащий дифференциальную передачу, блокировочное устройство, выполненное в виде 35 двух пружинных демпферов, двухступенчатую планетарную передачу с общим передаточным отношением, равным единице, кинематически связывающую полуоси ведущего моста, и орган управления, отличающийся тем, что, с целью повышения тяговованном сблокированном дифференциале сцепных свойств в тяжелых дорожных услолесо, радиус качения которого стал меньше радиуса качения нерегулируемого колеса, вращаясь с большей скоростью, чем нерегулируемое, вызывает движение поЕводка 21 и упора 22 к исходному положению, при достижении которого кран 18 закрывается, а при дальнейшем движении водила поводок 21 открывает кран 19, через который начинается нагнетание воздуха в шину. При воз растании давления клапан 20 открывается.

самы.м нейтрализует блокировку полуосей ведущего моста.

Формула изобретения

Самоблокирующийсядифференциал

колесного транспортного средства, содержащий дифференциальную передачу, блокировочное устройство, выполненное в виде вух пружинных демпферов, двухступенчатую планетарную передачу с общим передаточным отношением, равным единице, кинематически связывающую полуоси ведущего моста, и орган управления, отличающийся тем, что, с целью повышения тяговосцепных свойств в тяжелых дорожных усло

Изобретение может быть использовано в колесных транспортных средствах, работающих в условиях сельской местности и снабженных системой подкачки колесных шин находу. Цель изобретения состоит в повышении тягово-сцепных свойств транспортного средства в сложных дорожных условиях с исключением энергозатрат на непроизводительное трение и износ шин колес. Устройство содержит основную дифференциальную передачу от двигателя к ведуш,им колесам, состояшую из водила 1, сателлитов 2, центральных кааес- 3, соединенных с ведуш.ими колесами транспортного средства при помоши полуосей 4 и 5, а водило 1 соединено с выходным валом 6 двигателя передачей, состояшей из зубчатых колес 7 и 8, дополнительную планетарную передачу, состоящую из центральных колес 9 и 10, водила 11 и сателлитов 12, причем центральное колесо 9 соединено неподвижно с полуосью 4; рядовую зубчатую передачу, состоящую из зубчатых колес 13 и 14 и паразитной шестерни 15, причем колесо 13 неподвижно соединено с центральным колесом 10, а колесо 14 соединено с полуосью 5. 2 ил. I сл

транспортное средство движется или некоторое время не движется (оба колеса буксуют). В этом случае устройство непрерывно отрабатывает минимально необходимую

компенсацию разности крутящих моментов д5 новленный между пружинными демпферана полуосях 4 и 5. Поводок 21 сравнительно продолжительное время удерживает кран 18 открытым, и воздух из шины регулируемого колеса стравливается в атмосферу до минимально-допустимого значения, при

ми, и поводок, установленный между нормально закрытыми кранами подачи и выпуска 5Оздуха с возможностью воздействия на них при повороте водила, при этом один из упо.мянутых кранов установлен на магисткотором предохранительный клапан 20 за- 50 рали, соединяющей полость шины одного крывается и стравливание воздуха прекра-колеса с источником сжатого воздуха, а

другой - на магистрали для выпуска воздуха из полости этой же шины через прещаетсяПри выходе транспортного средства из этой дорожной ситуации регулируемое кодохранительныи клапан.

ВИЯХ с исключением энергозатрат на непроизводительное трение и износ шин колес, орган управления представляет собой закрепленные на водиле упор с зазором, устами, и поводок, установленный между нормально закрытыми кранами подачи и выпуска 5Оздуха с возможностью воздействия на них при повороте водила, при этом один из упо.мянутых кранов установлен на магист рали, соединяющей полость шины одного колеса с источником сжатого воздуха, а

дохранительныи клапан.

Вид А

От источника, сжатого Воздуха Jd

В атмосферу Фие.2