Муфта включения привода ведущего колеса транспортного средства Советский патент 1991 года по МПК B60K7/00 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в транспортных средствах.

Целью изобретения является повышение долговечности и надежности работы привода в момент пуска.

На фиг.1 показана муфта включения с элементами гидропривода, разрез; на фиг.2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг.З - разрез Б-Б

на фиг.1; нз фиг.4 -типовые графики изменения давления Р (t) и угловой скорости вала гидромотора ф(и) в процессе разгона гидромотора от насосно-аккумуляторного гидропривода.

Муфта состоит из ведущей полумуфты 1 с торцовыми кулачками 2, жестко установленной на валу гидромотора 3 и впрессованной в герметичный корпус 4 Ведомая

полумуфта 5 установлена на валу 6 колеса транспортного средства. Механизм включения выполнен в виде гидроцилиндра 7 со штоком 8, взаимодействующим с охватывающей втулкой 9, снабженной возвратной тружиной 10. Охватывающая втулка 9 через знутреннюю профильную канавку 11 и шарики 12 взаимодействует с охватываемой втулкой 13. Шарики 12 размещены в радиальных отверстиях 14 охватываемой втулки 13 и взаимодействуют с боковой поверхностью 15 ступенчатого валика 16, имеющего проточку со скосом 17 и жестко связанного с корпусом 18 транспортного средства. Ох- ратывающая втулка 9 также жестко связана с вилкой 19 управления. Полумуфта и ее корпус 4 установлены в корпусе 18 на подшипниках 20, Охватываемая втулка 13 снабжена возвратной пружиной 21. Пружины 10 и 21 обеспечивают отключение муфты.

Ведомая полумуфта 5 снабжена промежуточным элементом 22 зацепления лопаточного типа, размещенным в ее диаметральном пазе 23, выполненным с рядом осевых отверстий 24 в лопатке Промежуточный элемент зацепления 22 выполнен за одно целое с центральным валиком 25, размещенным одновременно в ведомой 5 и ведущей 1 полумуфтах, и взаимодействует 4через толкатели 26 с вилкой управления 19.

На внутренней боковой поверхности 27 герметичного корпуса 4 выполнены канавками 28 переменного сечения. Канавки 28 имеют наибольшее сечение на диаметре, перпендикулярном оси симметрии кулачков 2 ведущей полумуфты 1, и наименьшее сечение - непосредственно у кулачков 2. Герметичная полость 29 между полумуфтами заполнена жидкостной средой.

В ведущей полумуфте 1 в радиальном ориентированном относительно кулачков 2 пазу 30 расположены пластины 31, поджимаемые пружинами 32 к центру полумуфты 1 и взаимодействующие с профильным выступом 33 на торце центрального валика 25, выполненного за одно целое с ведомой полумуфтой 5. Промежуточный элемент зацепления 22 снабжен возвратной пружиной 34, В систему питания гидромотора 3 и гидроцилиндра 7 установлен газогидравлический аккумулятор 35,

Муфта работает следующим образом.

При отсутствии давления в гидросистеме пружины, 10 и 21 удерживают шток 8 гидроцилиндра 7, вилку управления 19 и промежуточный элемент 22 в крайнем положении, при котором муфта выключена. При подаче жидкости под давлением в гидромотор 3 и гидроцилиндр 7 происходит разгон гидромотора и процесс включения муфты

одновременно, Подвижный в осевом направлении промежуточный элемент 22 под действием вилки управления 19 через толкатели 26 начинают движение к кулачкам 2

ведущей вращающейся полумуфты 1, При этом охватывающая 9 и охватываемая 13 втулки будут двигаться вместе с вилкой управления 19 как одно целое. Такое движение будет обеспечиваться за счет того, что

шарики 12, будучи размещенными в радиальных отверстиях 14 охватываемой втулки 13, на этом этапе движения взаимодействуют одновременно с профильной канавкой 11 втулки 9 и со ступенью большего диаметра ступенчатого валика 16. Параметры возвратных пружин 10 и 21 (их жесткости, а также величины предварительных деформаций) подобраны таким образом, чтобы промежуточный элемент 22 переместился в

сторону ведущей полумуфты 1 на величину начального зазора Дза время ц, при котором вал гидромотора 3 будет разогнан до значения угловой скорости установившегося движения, которую обеспечивает гидросистема (графики на фиг.4) После перемещения системы (промежуточный элемент 22 - вилка 19 - охватывающая втулка 9 - охватываемая втулка 13) на величину начального зазора Л шарики 12, находясь в

радиальных отверстиях 14 охватываемой втулки 13 и перемещаясь вместе с ней относительно неподвижного ступенчатого валика 16, подойдут к его проточке со скосом 17, Так как усилие от гидроцилиндра 7 приложено к охватывающей втулке 9, то произойдет расцепление втулок 9 и 13, а шарики 12 окажутся в проточке со скосом 17 валика 16 и в радиальных отверстиях 14 охватываемой втулки 13. Охватываемая втулка 13 остановится, а охватывающая втулка 9 и вместе с ней промежуточный элемент 22 получат ускоренное движение в сторону ведущей полумуфты 1. Ускорение движения обеспечивается за счет того, что жесткость пружины 10 втулки 9 намного меньше жесткости пружины 21 втулки 13.

Однако ускоренное движение промежуточного элемента 22 в позицию зацепления с кулачками 2 ведущей полумуфты 1 станет

возможным лишь тогда, когда профильный выступ 33 валика 35 попадает в пространство между подпружиненными пластинами 31, размещенными в ведущей полумуфте 1. Взаимная ориентация профильного выступа 33 промежуточного элемента 22 и радиального паза 30 с пластинами 31 такова, что начало ускоренного движения (основного процесса включения муфты) будет совпадать с тем положением, когда кулачки 2 ведущей полумуфты 1 будут проходить над лопаткой промежуточного элемента 22. Далее при повороте ведущей полумуфты 1 на угол, равный углу раствора между кулачками 2, происходит осевое перемещение элемента 22 на величину высоты кулачков 2.

Вытесняемая при осевом перемещении промежуточного элемента 22 жидкостная среда через осевые отверстия 24 перетекает в камеру, образующую за элементом 22 при его движении, а вытесняемая при вращении ведущей полумуфты 1 жидкостная среда перетекает из зон повышенного дав- ления в зоны низкого давления через канавки 28 переменного сечения.

Параметры системы подбираются таким образом, чтобы при повороте полумуфты 1 на угол, не превышающий 90°, элемент 22 в осевом направлении переместился на высоту кулачков 22. Затем происходит скольжение элемента 22 по дну полумуфты

1между кулачками 2, при этом жидкость вытесняется через дуговые канавки 28, сечение которых по направлению к кулачкам

2постепенно уменьшается. Рост величины давления жидкостной среды в пространствах между кулачками 2 и элементом 22 приводит к началу вращения ведомой полумуфты, а вместе с ней к движению транспортного средства. Это происходит под действием запаса кинетической энергии ведущей полумуфты 1, выполненной за одно с корпусом 4, который одновременно является и маховиком, и под действием момента, развиваемого гидромотором. При этом происходит выравнивание угловых скоростей ведущей и ведомой полумуфт. При правильно выбранных параметрах муфты касание поверхностей элемента 22 с боковыми поверхностями кулачков 22 происходит практически с кулевой относительной скоростью, что обеспечивает плавность включения (пуска) и повышает надежность и долговечность муфты в целом.

Конструкция муфты реверсивная, т.е. обеспечивает включение в обе стороны вращения вала гидромотора 3.

Параметры всей системы (насосно-акку- муляторный привод - гидромотор - гидроцилиндр включения - гидроимпульсная муфта включения) подбираются такими, чтобы обеспечивалось включение муфты в тот момент времени (tj, когда оканчивается цикл зарядки - разрядка аккумулятора 35 (график на фиг.4). В этот момент времени

вал гидромотора 3 за счет дополнительной работы аккумулятора 35 получит максимальное значение угловой скорости.

Затем при новом включении муфты весь цикл снова повторяется в установленном

порядке.

Формула изобретения Муфта включения привода ведущего колеса транспортного средства, содержащая ведущую кулачковую полумуфту, установленную на валу гидромотора, и ведомую полумуфту, установленную на оси ведущего колеса, механизм включения в виде гидроцилиндра, взаимодействующего с вилкой управления через охватывающую и охватываемую подпружиненные втулки, связанные между собой шариковым замком, устройство ориентации при включении кулачков муфты в виде размещенных в ведущейполумуфтепластин,

взаимодействующих с профильным выступом ведомой полумуфты, и газогидравлический аккумулятор, установленный в линию питания гидромотора и гидроцилиндра, о т- яичэющаяся тем, что, с целью повьгшения надежности оаботы приводя в момент пуска, ведущая и ведомая полумуфты помещены в герметичный корпус в виде маховика, жестко связанный с ведущей полумуфтой, а ведомая полумуфтз снзбжена промежуточным элементом зацепления лопаточного типа, размещенным в ее диаметральном пазу, выполненным с рядом осевых отверстий в лопатке и зя одно целое с центральным валиком, размещенным оцновременно в ведомой и ведущей полумуфтах, и взаимодействующим через толкатели с вилкой управления и через профильный выступ с устройством управления геометрией взаимодействия, причем на вкучренней боковой повеохности герметичного корпуса выполнены канавки переменного сечения, которое имеет наибольшее значение из диаметре, перпендикулярном оси симметрии кулачков ведущей полумуфты и

наименьшее - непосредственно у кулачков, а герметичная полость между полумуфтами заполнена жидкостной средой.

et-89191

Б- Б

Фиг.З.