Самоблокирующийся дифференциал транспортного средства Советский патент 1991 года по МПК B60K17/20 

Изобретение относится к автомобилестроению, в частности к трансмиссии грузовых автомобилей.

Цель изобретения - упрощение конструкции .

На фиг.1 представлена кинематическая схема предлагаемого самоблокирующего дифференциала; на фиг.2 - часть механизма авторегулирования по коэффициенту блокировки.

Дифференциал содержит дифференциальную передачу - водилр 1, сателлиты 2, центральные колеса 3 и 4 к полуосям 5 и 6 колес ведущего моста с приводом от главной передачи из шестерен 7,8 блокирующее устройство, содержащее две фрикционные муфты, ведущие диски 9 которых связаны с во- дилом 1 с помощью подвижных шшцевых соединений 10. Ведомые диски 11 связаны с центральными колесами 3 и 4 с помощью подвижных пшицевых соединений 12. Орган управления муфтами содержит кулачковые венцы 13, жестко связанные с крестовиной 14 сателлитов 2. Гидротолкатели 15 с штоками 16 опираются своими торцами через пружины 17 на венцы 13. На штоки 16 одеты отжимные пружины 18, один конец которых крепится к штоку, а другой упирается в крушку 19 цилиндров 20 гидротолкателей С штоками жестко соединены поршни 21, в теле которых имеются калиброванные отверстия 22 и обрат ные клапаны 23. Гидротолкатели установлены в отверстиях центральных колес 3 и 4 свободно. К цилиндру 20 каждого гидротолкателя жестко крепится кольцо управления с конусной торцовой поверхностью, контактирующей с двуплечими рычагами 25. находящимися в прорезях ступиц 26 центральных колес 3 и 4 и имеющие с ней шарнирное соединение 27. Кольца 24 с гидротолкателями 15 удерживаются винтовыми пружинами 28 в неподвижном состоянии (на Лиг.2 для удобочитаемости схемы пружина 28 условно

31

изображена в виде двух пружин), один конец которой упирается в упоры 29 на шлицах ступиц 26 центральных колес 3 и 4, а другой упирается в торе кольца управления 24.

Предложенный дифференциал работает следующим образом.

При движении автомобиля в удовлетворительных дорожных условиях (без буксировки) накапливается кинематичекое рассогласование между полуосями 5 и 6 при маневрировании, а также из-за разности радиусов качания коле в результате таких возмущающих воз действий как неравное давление в шинах, неодинаковая жесткость шин, неравномерный их износ, нессимметрично нагружение колес, движение по ухабистой дороге. Поэтому сумма оборотов колес на любом участке пройденного пути будет неодинаковой. Суммарная разность оборотов ведущих колес приводит к проворачиванию относительно друг друга полуосей 5 и 6, при этом будет осуществляться суммарная разность оборотов центральных колес 3 и 4 относительно водила и крестовины 14 с кулачковыми венцами (так как крестовина жестко связана с во- дилом 1).

Это приведет к тому, что штоки 16 с тарельчатыми пружинами 17 будут перемещаться по поверхности кулачковых венцов и при выходе из впадины на вершину кулачка штоки 16 заставят перемещаться поршни 21 в цилиндрах 20, но последние останутся неподвижными относительно центральных колес, т.е. диаметры калиброванных отверстий 23 в поршнях подобраны таким образом, чтобы давление жидкости в бесштоковых полостях цилиндров 20 при развороте на 180° на предельной скорости передавало бы суммарное усилие, прилагаемое ко всем поршням со стороны штоков 16, равное силе упругости пружины 28, удерживающих на месте управляющие кольца 24.

При этом механизм блокировки не будет включаться в работу, а фрикционные муфты будут выключены.

Не заблокированный дифференциал в рассматриваемом случае будет обеспечивать дифференциальные свойства, торцы штоков с тарельчатыми пружинам перемещаясь относительно крестовины, по кулачковому венцу при сходе с вершины будут отжиматься пружинами 18

0

5

г

10 5

0

во впадины кулачкового венца. Усилие пружины 18 будет передаваться поршням 21, которые,двигаясь теперь уже в обратном направлении,вытесняют жидкость из штоковых полостей в бесшто- ковые через обратные клапаны 23 и калиброванные отверстия. Жесткость пружин 18 выбирается таким об - разом, чтобы обеспечить безотрывное перемещение торцов штоков по кулачковой поверхности при максимальных относительных угловых скоростях.

В тяжелой дорожной ситуации, когда начинается буксирование одного из колес ведущего моста, кинематическое рассогласование между полуосями резко возрастает до удвоенной угловой скорости водила 1, потому что одно из колес, имея больший момент сопротивления по отношению к другому, останавливается. Почти вдвое возрастают и относительные скорости вращения между центральными колесами 3 и 4 и водилом 1, а следовательно, штоков 16с кулачковыми венцами 13 по сравнению с условиями при маневрировании.

Вдвое возрастает и скорость поршней 21, скорость истечения жидкости

в калиброванных отверстиях 22, что приводит к увеличению сопротивления истечению жидкости через отверстия 22 вчетверо, так как гидравлические потери калиброванных отверстий пропорциональны квадрату скорости жидкости в них. Поскольку гидравлические потери в калиброванных отверстиях выражают собой перепад давления в бесштоковой и штоковой полостях гидротолкателя, при этом вчетверо возрастает и сила, передаваемая жидкостью от поршня 21 пропорционально давлению жидкости. В этот момент суммарная сила гидротолкателей преодолеет сопротивление удерживающей пружины 28 и переместит кольцо управления 24 на двуплечие рычаги 25, которые , скользя по конусной поверхности кольца управления, повернуться в своих шарнирах 27 и сдавят диски фрикционной муфты, создавая необходимый момент сил трения, останавливающий центральные колеса 3 и 4 относительно водила 1, т.е. дифференциал блокируется. Величина момента сил трения фрикционных пар в муфте зависит от усилия, с которым рычаги 25 сжимают пакет фрикционных дисков.

1

Отношение момента сил трения к велич не передаваемого дифференциалом крутящего момента характеризует величину коэффициента блокировки. Величина усилий на двуплечих рычанах 25 достигает максимума при полностью сжатой пружине 28 в связи с максимально возможным перемещением кольца управления 24, что вызвано максимальным кинематическим рассогласованием при буксовании с максимальной угловой скоростью водила 1 и полной передачей жидкостью усилия, приложенного к поршням гидротолкателя.

Время, на которое заблокируется дифференциал, будет определяеться скоростью истечения жидкости под давлением через калиброванные отверстия 22 в поршне 21. Компенсация потерь жидкости в бесштоковой полости цилиндра 20 и предотвращение выключения фрикционных -муфт будет реализовано путем перемещения поршней, при расправлении тарельчатых пружин 17, которые были сжаты избыточным усилием в момент начала буксования.

Формула изобретения

Самоблокирующийся дифференциал транспортного средства, содержащий

03416

размещенные в корпусе полуосевые шестерни с полуосями, связываемыми с движителями, сателлиты на закрепленном в корпусе водиле, зацепленные с полуосевыми шестернями, фрикционные муфты для блокировки дифференциала, одни из дисков которого связаны с корпусом, а также блокируюЮ щее устройство, включающее в себя кулачковый механизм, кинематически связанный с штоком поршня нагнетания рабочей жидкости в полость силового цилиндра для сжатия фрикционных дис15 ков муфты через обратные клапаны, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции, кулачки кулачкового механизма выполнены на водиле, другие фрикционные дис20 ки связаны с полуосями, в -ступице каждой полуосевой шестерни выполнены сквозные отверстия, в которых с возможностью осевого перемещения установлены силовые цилиндры, под25 пружиненные относительно полуоси и водила для удержания в нейтральном положении, корпус которых связан с двуплечими рычагами сжатия фрикционных дисков муфт, при этом в поршне

30 выполнены сквозные каналы и размещены обратные клапана для обеспечения перетекания рабочей жидкости из поршневой полости в штоковую.

Изобретение относится к автомобилестроению, а именно к трансмиссии грузовых автомобилей. Цель изобретения - упрощение конструкции. Диф ференциал, содержащий гидротолкатели с калиброванными отверстиями в поршневой системе ч обратные клапаны, обеспечивает периодическое самозаблокиро- вание, а также проскальзывание буксующего колеса на угол поворота, пропорциональный угловой скорости водила. 2 ил.

,. ,

пзш14

2Ц

Фиг.1

я.

17

Фиг. 2