Самоблокирующийся дифференциал

(51) ИЗОБР ИДЕТЕПЬСТВ ИОАН ВТОРСНОМУ С установ возвзаимо- . л. 91 яйственн нишников льскохоз .Д.М.Пря (088.8) еликобри Д, 1965. свидетел 60 К 17/ тани ьство ССС20, 1973(54) (57)ФЕРЕНЦИАЛверстиямтовину сотверсти ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(прототип 1). САМОБЛОКИРУ(0 ЩИЙСЯ ДИФ- содержащий корпус с оти ведомой шестерней, крес сями, установленную в корпуса, шестерни выходных валов, полые сателлиты,ленные на осях крестовины сможностью осевого вращения идействующие зубчатыми венцами сшестернями выходных валов, Фрикционные муфты, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения тяговыхкачеств транспортного средства иего управляемости на поворотах, дифФеренциал снабжен сегментными грузами, установленными совместно сфрикционными муфтами в полость каждого сателлита с воэможностью их осевого взаимодействия с сателлитоми между собой через кольца, имеющиеконические опорные поверхности), африкционные муфты связаны с осямикрестовины.1082639 2. Самоблокируюшийся дифференциал по и. 1, о т л и ч а ю щ и й с й тем,что,с целью надежного саморазбло-, кирова ния диффере нциала, фри кцио нные. муфты выполнены в виде отдельных сег ментов, между которыми установлены упругие элементы в виде шариков,1Изобретение относится к транспортному машиностроению, в частности кблокируюшимся дифференциалам, и может быть использовано в трансмиссиях наземных транспортных средств,например в автомобилях и тракторах.Известны конические блокирующиеся дифференциалы, содержащие корпусс отверстиями и ведомой шестерней,крестовину с осями, установленнуюв отверстиях корпуса, шестерни выходных валон, полые сателлиты, установленные на осях крестовины свозможностью осевого вращения и взаимодействующие с шестернями выходныхвалов, а также фрикционные муФты, 15состоящие из ведущих дисков, контактируемые шлицами с корпусом и ведомых, установленных на шлицах выходных валов 1 .Однако данный блокирующийся дифференциал обладает постоянным коэффициентом блокировки, что ухудшаетуправляемость транспортным средством при движении на поворотах,а также не обеспечивает развития 25достаточно эффективной общей тяговой силы на колесах при днижениитранспортного средства по дорогамс низким коэффициентом сцепления(колеса с дорогой,30Объясняется это тем, что при поворотах транспортного средства свозрастанием тяговой силы на отстающем внутреннем колесе и уменьшением на забегающем (наружном) коле- З 5се в плоскости дороги создается момент сил, препятствующий поворотутранспортного средства, который опре.деляется выражениемР -РМ=-". В2 У 40где Р - тяговая сила на отстающемаколесе;Р - тяговая сила на забегаюшемколесе;В - колея автомобиля. 45Таким образом, чем выше коэффициент блокировки, тем выше момент силМ), тем хуже управляемость транспортным средством при движении наповоротах. 50 конические поверхности колец выполнены с углами конусности больше углов самоторможения материалов контактируемых пар, а сегментные грузы установлены на игольчатых опорахи стянуты по периметру упругимиэлементами. 2Улучшение управляемости автомобилем за .счет снижения коэфФициентаблокировки вызывает снижение обшейтяговой силы на колесах пои движении транспортного средства в неблагоприятных дорожных условиях и наоборот.Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности и достигаемому результату является самоблокирующийся дифференциал, содержащий корпус с отверстиями и ведомой шестерней, крестовину с осями, установленную в отверстиях корпуса, шестернивыходных валов, полые сателлиты,установленные на осях крестовины своэможностью осевого вращения ивзаимодействующие зубчатыми венцами с шестернями выходных валов иФрикционные муфты 2,Недостатком известного блокирующегося дифференциала является то,что его блокирующие свойства остаются постоянными как при поворотахтранспортного средства, так и научастках дороги с низким коэффициентом сцепления колес с дорогой. Этоухудшает упранляемость транспортнымсредством и снижает его тяговые качества.Цель изобретения - повышение тяговых качеств транспортного средства и его управляемости на поворотах,Поставленная цель достигается тем, что самоблокиоуюшийся дифференциал, содержащий корпус с отверстиями и ведомой шестерней, крестовину с осями, установленную н отверстиях корпуса, шестерни выходных валов, по. лые сателлиты, установленные на осях крестовины с воэможностью осеного вращения и взаимодействующие зубчатыми венцами с шестернями выходных валов, фрикционные муфты, дифференциал снабжен сегментными грузами, установленными совместно с фрикционными муфтами н полость каждого сателлита с возможностью их осевого взаимодействия с сателлитом и между собой через кольца, имеющие конические опорные понерхности, а фрикционные муфты связаны с осями крестовины.Кроме того, с целью надежного са. мораэблокирования дифференциала,Фрикционные муфты выполнены н нидеотдельных сегментов, между которымиустановлены упругие элементы в видешариков, а конические опорные понерхности колец выполнены с углами конусности больше углов самоторможения материалов контактируемых пар, 1 Оа сегментные грузы установлены наигольчатых опорах и стянуты по периметру упругими элементами,Снабжение дифференциала сегментными грузами, установленными в глоскостях каждого сателлита, позволяетпроизводить измерение частоты вращения сателлитов. Установка фрикционных муфт в плоскостях каждого сателлита с возможностью их осевоговзаимодействия через кольца, имеющиеконические опорные поверхности ссегментными грузами, позволяет осу-.ществлять привод управления фрикционными муфтами в функциональной 25зависимости от частоты вращения сателлитов.Наличие рабочего контакта междуфрикциснными муфтами и осями крестовины дает возможность осуществитьблокирование дифференциала. Выполнение конических опорных поверхностей с углами конусности больше углов самоторможения материалов контактируемых пар исключает заклини вание трущихся пар: фрикционных муфт и сегментных грузов с кольцом.Установка сегментных грузов на игольчатые опоры обеспечивает минимальное трение в контакте. Стяжка 40 сегментных грузов по периметру упругим элементом повышает смыкаемссть при отсутствии осевого вращения сателлитов, а также расширяет зону нечувствительности привода фрикционных муфт, что особенно важно при движении транспортного средства на поворотах.На чертеже изображен дифференциал, продольный разрез с вырывом в районе оси крестовины).Самоблокирующийся дифференциал состоит из корпуса 1 с отверстиями 2 и ведомой шестерни 3, крестовины 4 с осями 5, установленной в отверстиях 2 корпуса 1, В корпусе 1 установлены также шестерни б выход.ных валов, полые сателлиты 7, установленные на осях 5 крестовины 4 с возможностью осевого вращения и взаимодействующие зубчатыми венца- бО ми 8 с шестернями б выходных валов. В полости каждого сателлита 7 установлены сегментные грузы 9 совместно с фрикционными муфтами 10 с воэможностью их осевого взаимсдейст вия с сателлитом 7 и между с.бой через кольцо 11, имеющее конические опорные поверхности 12 и 13.Фрикционные муфты 10 выполнены в виде сегментов, полученных иэ колец. имеющих радиальные разрезы на несколько частей, а сами они имеют рабочий контакт с осями крестовины 4.При этом между отдельными сегментами муфт 10 установлены упругие элементы 14, выполненные из полиуретана в виде шаоиков. Конические опорные поверхности 12 и 13 колец 11 имеют углы конусности больше углов самоторможения материалов контактируемых пар для данных условий трения типа смазки,снойств смазочного средства).Сегментные грузы 9 выполнены в виде втулки с конической наружной поверхностью и разрезаны в радиальных направлениях по аналогии с фрикциснными муфтами 10. Сегментные грузы 9 установлены на игольчатых спорах 15 и стянуты по периметру упругим элементом 1 б, выполненным в виде пружины. При этом, координаты установки игольчатых опор 15 в сателлите 7 на плоскость, перпендикулярную оси 5 крестовины 4, совпадают с координатой центра масс соответствующих сегментных грузов 9.Корпус 1 выполнен н виде двух чашеобразных половин и соединен с ведомой шестерней 3 болтовым соединением 17. Сателлиты 7 и шестерни б выходных валов отделены от корпуса 1 прокладками 18 и 19, выполненными из антифоикпионного материала. Игольчатые опоры 15 установлены в крышах 20 сателлитов 7,Самоблокирующийся дифференциал работает следУющим образом.При движении транспортного средства на прямых участках дороги или поворотах без пробуксовывания одно-; го из колес дифференциал работает как обычный неблокирующийся. При этом крутящий момент от ведомой шестерни 3 перераспределяется поровну на шестерни б выходных ваЛов при движении транспортного средства на прямых участках доооги) либо обратно пропорционально угловой скорости ведущих колес при движении транспортного средства на поворотах).В последнем случае перераспределение крутящих моментов обеспечивается работой сателлитов 7, которые совершают вращение на осях 5 крестовины 4. При движении транспортного средства по дороге с низким коэффициентом сцепления колес с дорогой одно из ведущих колес может потерять сцепление с дорогой и выйти на режим юза. В этом случае ведущие колеса1082639 Составитель С.ПанкратовРедактор Н.Стащишина Техред М.Тепер Корректор О. Тигор Эаказ 1646/15 Тираж 657 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5Подписное Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 начнут вращаться с разными угловыми скоростями. При достижении некоторой разности угловых скоростейведущих колес скорость вращения сателлитов 7 достигнет величины, прикоторой сегментные грузы 9 пре-одолеют усилие упругого злемета15 и начнут расходиться под действием центробежных сил, смещая кольца 11 в направлении центра дифференциала. Смещение колец 11 вызовет их повышенное давление на фрикционные муфты 10, которые, преодолевая усилие упругих элементов 14, вызовут повышенное давление на осй 5,а следовательно, и повышенное трение в контакте, Этим достигается эффект самоблокировки дифференциала.В процессе срабатывания автоматической системы блокировки скорость вращения сателлитов 7 устанавливается в некотором равновесном состоянии, при котором их частота вращения саморегулируется фрикционны,ми муфтами 10. При выходе транспорт-,ного средства на участок дороги снормальным коэффициентом сцепленияколес с дорогой частота вращенияведущих колес транспортногб средства сравняется, а сателлиты прекратятвращение относительно осей 5 крестовины 4. В этом случае сегментныегрузы 9 под действием упругих элементов 15 сойдутся, сняв осевое усилие с фрикционных муфт 10. Расширяясь, упругие элементы 14 выведут 15 фрикционные муфты 10 из силового контакта с осями 5.Применение предлагаемого самоблокирующегося дифференциала позволяетобеспечить высокую проходимостьтранспортных средств в условиях бездорожья без снижения их управляемости.