Самоблокирующийся дифференциал колесного транспортного средства Советский патент 1989 года по МПК B60K17/16 B60K17/32 

Изобретение относится к области машиностроения и может использоваться в колесных тракторах и автомобилях, снабженных системой подкачки колесных шин на ходу.

Цель изобретения - упрощение конструкции, уменьшение габаритных размеров и массы, увеличение дорожного просвета ведущего моста.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема предлагаемого дифференциала; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1.

Самоблокирующийся дифференциал 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 6 двигателя передачей, состоящей из зубчатых колес 7 и 8, дополнительную (компенсирующую) планетарную передачу, состоящую из центральных колес 9 и 10, водила 11 и сателлитов 12, причем центральное (солнечное) колесо 9 соединено неподвижно с по луосью 5, зубчатую передачу, состоящую из зубчатых колес 13 и 14, причем колесо 13 неподвижно соединено с центральным колесом (эпициклом) 10, а колесо 1,4 неподвижно соединено с выходным валом 6 двигателя. Орган управления состоит из воздушных магистралей 15 и 16, сообщающих воздушную полость шины одного колеса щего моста, соответственно, с атмосферой и источником сжатого воздуха через нормально закрытые краны 17 и 18 предохранительного клапана 19, установленного на атмосферной магистрали между краном 17 и полостью регулируемого колеса, поводка 20, установленного с возможностью поочередного открывания кранов 17 и 18 при повороте водила II, и упора 21, установленного на водиле 11. Водило И (упор 21) имеет достаточно большой двусторонний свободный (мертвый) ход от исходного положения до начала поочередного сжатия пружин 22. Жесткость пружины 22 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 подобраны так, что передаточное отношение /7б-5 от выходного вала 6 двигателя к

(Л

со

00 О5

N5

полуоси 5 равно при остановленном води- ле 11 передаточному отношению L/6-4 от этого же вала 6 к полуоси 4, т. е.

,; Zi.vZg , ,

и li-5- -,, .

.28

- 7 7 - - - 7 L.

Условимся, 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 17 и предохранительный клапан 19 и с источником сжатого воздуха через магистраль 16 (с краном 18).

Самоблокируюи ийся дифференциал работает следующим образом.

При движении транспортного средства в удовлетворительных дорожных условиях (без буксования) имеет место накопление кинематического рассогласования между полуосями 4 и 5 при маневрировании, а также из-за разности радиусов качения колес по причине множества внеп1них возмущаю- uuix воздействий (неодинаковое давление в колесных шинах, различное качество резины, неравномерное распределение нагрузки между колесами, движение на ухабах и пр.). Поэтому сумма оборотов колес на любом участке пройденного пути неодинакова. Эта суммарная разность оборотов приводит к проворачиванию полуосей 4 и 5 относительно друг друга и, следовательно, к проворачиванию водила 11 кпанетарной передачи, в результате которого поводок 20 открывает один из кранов 17 или 18. Причем при забегании регулируемого колеса (полуось 5) поводок 20 движется в сторону крана 18 и открывает его, в полость регулируемого колеса от источника сжатого воздуха поступает сжатый воздух. Радиус качения колеса возрастает, его угловая скорость снижается, полуось 5 начинает отставать от полуоси 4 по накоплению сумм .оборотов. Водило 11 проворачивается в обратном VA- правлении и возвращает поводок 20 в исходное (нулевое) положение. Кран 18 закрывается. При забегании нерегулируемого колеса (полуось 4) пово док 20 движется в сторону крана 17 и открывает его. Из П1ины регулируемого ко-леса воздух стравливается в атмосферу. Радиус качения этого колеса уменьа1ается, угловая скорость его и полуоси 5 возрастает и начинает опережать полуось 4 по накоплению сумм оборотов. Водило И нроворачивается в обратном направлении и возврап1ает поводок 20 в исходное (нулевое) положение. Кран 17 закрывается.

Таким образом, регулирование давления в шине осуществляется до тех пор, пока не нейтрализовано (погашено) кинематическое рассогласование (разность сумм оборотов) на полуосях 4 и 5. При этом водило и поводок занимают нейтральное (нулевое)

0

5

0

5

положение, радиусы качения колес вырав- няются, а краны 17 и 18 закрыты. При поворотах водила 11 приводится в движение и закрепленный на нем упор 21. Наличие достаточно большого «мертвого (свободного) хода упора 21 от исходного (нулевого) положения до начала сжатия пружин 22 позволяет дифференциалу не блокироваться, т. е. полностью сохранять дифференциальные свойства при маневрировании транспортного средства с последующей отработкой устройством нулевого кинематического рассогласования (разности сумм накопленных оборотов) полуосей 4 и 5. В тяжелой дорожной ситуации, когда начинает буксовать, например, регулируемое колесо, полуось 5 проворачивается с забеганием относительно полуоси 4. В результате проворачивается водило 11 и приводит в движение поводок 20 в сторону крана 18 и открывает его. Продолжающий движение упор 21, выбрав мертвый (свободный) ход, сжимает пружину 22 демпфера до тех пор, пока реакция ее не вызывает реактивный момент, равный по величине разности моментов на полуосях 4 и 5. Компенсация разности моментов на полуосях 4 и 5 приводит к движению обе полуоси с посаженными на них колесами с равными угловыми скоростями. Орган управления непрерывно стремится нейтрализовать (погасить) кинематическое рассогласование (разность сумм 0 накопленных оборотов) на полуосях 4 и 5, а при выходе транспортного средства из тяжелой дорожной ситуации отрабатывает нулевое кинематическое рассогласование в последовательности и выравнивает радиусы качения колес. Водило 11, поводок 20 и упор 2 занимают исходное (нулевое) положение.

Возможна затянувшаяся сложная дорожная ситуация, когда коэффициент сцепления нерегулируемого колеса с грунтом ниже коэффициента сцепления с грунтом регулируемого колеса, а при стабилизированном сблокированном дифференциале транспортное средство движется или некоторое время не движется (оба колеса буксуют). В этом случае устройство непрерывно отрабатывает минимально необходимую компенсацию разности крутящих моментов на полуосях 4 и 5. Поводок 20 сравнительно продолжительное время удерживает кран 17 открытым, и воздух из шины регулируемого колеса стравливается в атмосферу до минимально допустимого значения, при которо.м предохранительный клапан 19 закрывается, и стравливание воздуха прекращается. При выходе транспортного средства из этой дорожной ситуации регулируемое колесо, радиус качения которого стал меньше радиуса качения нерегулируемого колеса, вращаясь с боль- щей скоростью, чем нерегулируемое, вызывает движение поводка 20 и упора 21 к

5

0

5

0

5

исходному положению, при достижении кото рого кран 17 закрывается, а при дальнейшем движении водила поводок 20 открывает кран 18, через который начинается нагнетание воздуха в тину. При возрастании давления клапан 19 открывается. Дальнейшая отработка нулевого кинематического рассогласования осуш,ествляется в обычной последовательности.

В аналогичной затянувшейся дорожной ситуации, когда длительное время буксует регулируемое колесо и открыт кран 18, воздух нагнетается в колесную шину до максимально допустимого значения, обеспечижение без энергозатрат на износ колесной резины и деталей и узлов привода и передач.

Формула изобретения

Самоблокирующийся дифференциал колесного транспортного средства, солержа- ш,ий главную передачу, дифференциал, планетарную передачу, солнечное колесо которой неподвижно соединено с полуосью ведущего моста, а водило связано с органом управления, представляющим собой закрепленные на водиле упор, установленный с зазором между пружинными демпферами, и поводок, установленный между нормально

ваемого источником сжатого воздуха. При 5 закрытыми кранами подачи и выпуска возжение без энергозатрат на износ колесной резины и деталей и узлов привода и передач.

Формула изобретения

Самоблокирующийся дифференциал колесного транспортного средства, солержа- ш,ий главную передачу, дифференциал, планетарную передачу, солнечное колесо которой неподвижно соединено с полуосью ведущего моста, а водило связано с органом управления, представляющим собой закрепленные на водиле упор, установленный с зазором между пружинными демпферами, и поводок, установленный между нормально

Изобретение относится к машиностроению и может использоваться в колесных тракторах и автомобилях, снабженных системой подкачки шин на ходу. Целью изобретения является упрощение конструкции, уменьшение габаритных размеров и массы, увеличение дорожного просвета ведущего моста. Указанный эффект достигается благодаря установке между ведущим валом главной передачи и связанной с полуосью ведущего моста планетарной передачи дополнительной зубчатой передачи и соответствующему выбору ее передаточного числа. При этом предлагаемый дифференциал обеспечивает повышенную проходимость и исключает энергозатраты на непроизводительное трение и износ ходовой части транспортного средства. 2 ил.

выходе транспортного средства из этой дорожной ситуации устройство отрабатывает нулевое кинематическое рассогласование в обычной последовательности и тем самым нейтрализует блокировку полуосей ведущего моста.

Таким образом, при буксовании колес предлагаемое устройство автоматически блокирует дифференциал и тем самым обеспечивает максимально возможную, по условиям сцепления ведущих колес с грунтом, проходимость транспортного средства в сложных дорожных ситуациях. При выходе транспортного средства из этой дорожной ситуации устройство отрабатывает нулевое кинематическое рассогласование в обычной последовательности и тем самым нейтрализует блокировку полуосей ведущего моста, т. е. устройство автоматически повышает проходимость транспортного средства в сложных дорожньЕх ситуациях (как правило кратковременных) и отрабатывает в удовлетворительных условиях (без буксования) дви0

духа с возможностью воздействия на ни.х при повороте водила, причем один из кранов установлен в магистрали, сообщающей полость шины одного колеса с источником сжатого воздуха, а другой - в магистрали для выпуска воздуха из полости этой же шины через предохранительный клапан, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции, уменьшения габаритных размеров и массы, увеличения дорожного про5 света ведущего моста, сателлиты планетарной передачи посредством коронной шестерни и связанного с коронной шестерней ее дополнительного зубчатого венца кинематически связаны с полуосью ведущего моста и с дополнительным зубчатым

0 венцом, жестко связанным с валом ведущей шестерни главной передачи, причем передаточное отношение от ведущего вала главной передачи к полуоси ведущего моста через дополнительный зубчатый венец главной передачи и планетарную передачу при

5 остановленном водиле равно передаточному отношению главной передачи.

От ucmof HUKQ сжатого воздс/ла

W

в атмосферу

11

f7O/rOC/77a

/ олеса

Фиг. г