Дифференциал свободного хода транспортного средства Советский патент 1982 года по МПК B60K17/16 F16H48/24 

Изобретение относится к транспорту и может быть использовано в транс миссиях колесных машин. Известен дифференциал свободного хода транспортного средства, содержащий установленные в корпусе полуоси, планшайбу с торцовыми кулачками трапецеидальной формы, связанную с корпусом дифференциала, две кулачковые полумуфты, расположенные на соответствующих полуосях с возможность осевого перемещения и подпружиненные для связи с кулачками планшайбы, упорные кольца с выступами, расположенные в соответствующей выточке планшайбы для связи выступов с кулачками полуг1уфт в режиме отключения полуосей Cl. Однако в этих дифференциалах отк чение полуосей происходит под дейст вием крутящего момента, обусловленн го осевым усилием пружины, что снижает долговечность трансмиссии изза больших динамических нагрузок. Цель изобретения - повышение дол говечности. Цель достигается тем, что дифференциа/ снабжен втулками, каждая из которых установлена на соответст вующей гблуоси с возможностью ограниченного поворота относительно последней, и двумя дополнительными кулачковыми муфтами, ведущий элемент каждой из которых установлен с возможностью осевого перемещения .на соответствующей втулке и подпружинен относительно соответствующей полумуфты, а ведомый закреплен на соответствующей полуоси, при этом угол подъема кулачков трапецеидальной формы плаЕшайбы и полумуфты больше угла подъема кулачков трапецеидальной формы дополнительной муфты, а пружина установлейа в свободном состоянии-. На фиг.1 изображен дифференциал, общий вид; разрез; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.З - разрез Б-Б на фиг.1; на фиг.4 - схема взаимодействия ведущего и ведомого элементов дополнительной кулачковой муфты при различных движениях транспортного средства; на фиг.5 - схема взаимодействия кулачков планиайбы и полумуфты при различных движениях транспортного средства. Дифференциал состоит из корпуса 1, в котором свободно вращаются полуоси 2 и 3. На каждой из них установлены втулки 4 с ограниченным круговым враидением, обеспечиваемым тор цовыми упорами 5 и 6, которые выполнены соответственно на полуосях и втулках. На втулках 4 подвиу но в осевом надравлении, например на шл цах, посажены полумуфты 7 и ведущие элементы 8 дополнительной кулачковой муфты. Кулачки полумуфт 7 взаим действуют с кулачками планшайбы 9, а кулачки элементов 8 с кулачками ведомых элементов 10, закрепленных на полуосях 2 и 3 с помощью штырей 11. Кроме того, на. втулках 4 свобод но вращаются упорные кольца 12 с вы тупами с которыми взаимодействуют штифт-л 13, запрессованные в один из кулачков полумуфт 7. Между подвижны ми полумуфтами 7 и элементами 8 рас положены пружины 14, Планшайба 9 с помощью пальцев 15 крепится в паз корпуса 1. Работа дифференциала осуществляе ся следующим образом. Если он установлен в переднем мос ту машины, то при ее движении по -/твердой поверхности с хорошими сцепн ми свойствами, например по асфальту частота вращения передних колес вып1е чем задних, за счет кинематического несоответствия между колесами заднего и переднего мостов. При движении по плохой дороге задние колеса буксу ют и уже их частота выше, чем передних. Поэтому предлагаемый дифференциал, установленный в переднем мосту машины, по плохой дороге подключает мост к работе заднего моста с обычным зубчатым коническим дифференциалом, а на хорошей отключает. Кроме того, при повороте машины дифференциал свободного .хода отключает забегающее (.внешнее.) колесо. В этик случаях снижаются нагрузки на трансмиссии и уменьшаются износ шин и расхрд топлива. Дифференциал на фиг.1 показан . в промежуточном положении. Если этого момента передние колеса катятся быст-рее, то полуоси 2 и 3 начнут обгонять втулки 4, При этом через некоторый угол поворота упор 5 упирается в упор 6, Тогда полуоси и втулки вращаются как, одно целое. Под действием, крутящего момента кулачки полумуфт 7 выходят из зацепления с кулачками планшайбы 9. Причем выключение кулачков прбисходит (легко, так какпружины 14 находятся в свободном состоянии и не передают практически осевого усилия на полумуфты 7„ Чтобы кулачки полумуфт.7 .и планшайбы 9 нв включались через некоторый угол поворота, на втулках 4 установлены Упорные кольцы 12. Как только кулачок полумуфты 7 начинает двигаться по торцу кулачка планшайбы 9, о.1тифт 13 зацепляет выступ кольца 12.и начинает его вращать вместе с полумуфтой. При этом кулачки полумуфт 7 Попеременно упираются то в торцы кулачков планшайбы 9, то в торцы упоров кольца 12. В результате такого состояния дифференциала передние колеса на дороге с высоким коэффициентом сцепления катятся свободно в ведомом режиме, обгоняя задние. Однако как только машина съезжает на участок дороги с плохими сцепными свойствами, задние ведущие колеса начинают буксовать и частота вращения становится выше. Соответственно частота вращения планшайбы 9 Также выше, чем полуосей 2 и 3. Поэтому кулачки планшайбы 9 обгоняют кулачки полумуфт 7 и штифт 13 уже не препятствует сцеплению их кулачков. После включения кулачков планшайба 9 вращает за собой втулку 4 с установленным на ней ведущим элементом 8. При взаимодействии кулачков ведомых 10.и ведущих 8 элементов, последние начинают смещаться в осевом направлении, сжимая пружины 14. После подъема кулачков ведущих элементов 8 на торце кулачков элементов 10, они прекращают свое относительное вращание, потому что в это время упор 6 упрется в упор 5 и полуоси 2 и 3, втулки 4 начинают вращаться совместно. Так как усилие заведенной пружины достаточно для предотвращения выключения кулачков планшайбы 9 и полумуфт 7 при передаче, определенного крутящего момента, то передний мост становится ведущим. При этом необходимо учесть, что угол подъема кулачков планшайбы 9 и полумуфт 7 круче, чем у ведущих и ведомых элементов. Поэтому момент одной и той величины способен завести пружину, но не может выключить кулачки планшайбы и полумуфт 7. А так как кулачки планшайбы все же имеют угол подъема, то при превьдцении допускаемой величины крутящего момента кулачки выключаются - тем самым предотвратится поломка трасмиссии. Работа переднего моста машины с дифференциалом свободного хода рассматривается на примере прямолинейного движения. В этом случае он выполняет функцию межосевого дифференциала. При криволинейном движении отключение или подключение забегающего колеса происходит пс указанной схеме. При этом дифференциал выполняет функции межколесного дифференциала. Вследствии симметричности конструкции дифференциала повороты машины как в одну, так и в другую сторону совершенно идентичны. Таким образом при работе машины G дифференциалом свободного хода отключение колес происходит свободно без осевых усилий. При этом снижаются нагрузки в трансмиссии и увеличивается ее долговечность. Формула изобретения Дифференциал свободного хода транспортного средства, содержащий установленные в корпусе полуоси- пла шайбу с торцовыми кулачками трапецеи дальной формы, связанную с корпусом цифференциала, две кулачковые полумуфты, расположенные на соответствую щих полуосях с возможностью осевого перемещения и подпружиненные для свя зи с кулачками планшайбы, упорные кольца с выступами, расположенные в соответствующей выточке планшайбы для связи выступов с кулачками полумуфт в режиме отключения полуосей, отличающийся тем, что, с целью повышения долговечности, он снабжен втулками, каждая из которых установлена на соответствующей полуоси с возможностью ограниченного поворота относительно последней, и двумя дополнительными кулачковыми муфтами, ведущий элемент каждой из которых установлен с возможностью осевого перемещения на соответствующей втулке и подпружинен относительно соответствующей полумуфты, а ведомый закреплен на соответствукяцей полуоси, при этом угол подъема кулачков трапецеидсшьной формы планшайбы и полумуфты больше угла подъема кулачков трапецеидальной формы дополнительной муфты, а пружина установлена в свободном состоянии. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе I 1. Степанова Е,А. и др. Ёлокируюцще дифференциалы грузовых автомобилей. М., Машгиз, 1960, с. 70, фиг.43 (прототип).

to

Л

X

VV7

10.

7Л

фаеМ

У

л

/о