Самоблокирующийся дифференциал колесного транспортного средства

 

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.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5D 4 В 60 К !7 20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

flO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4343796/31-11 (22) 15.12.87 (46) 07.08.89. Бюл. № 29 (7l) Брянский технологический институт (72) В. Д. Ми ша ги н (53) 629.113-587 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1397318, кл. В 60 К 17/20, 1986. (54) САМОБЛОКИРУЮШИ1 .!СЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛ КОЛЕСНОГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА (57) Изобретение относится к машиностроению и может использоваться в колесных тракторах и автомобилях, снабженных сисИзобретение 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. I.

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, водил" 11 и сателлитов 12, причем центральное (солнечное) колесо 9 соединено неподвижно с полуосью

5, зубчатую передачу, состоящую из зубчатых колес 13 и 14, причем колесо 13 непод„„Я0„„1498642 A 1

2 темой 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. вижно соединено с центральным колесом (эпициклом) 10, а колесо 14 неподвижно соединено с выходным валом 6 двигателя.

Орган управления состоит из возду lIIHhlx магистралей 15 и 16, сообщающих воздушную полость шины одного колеса ведущего моста, соответственно, с ат..|осферой и источником сжатого воздуха через нормально закрытые краны 17 н !8 предохранительного клапана 9, уста новлен ного на атмосферной магистрали между краном 17 н полостью регулируемого колеса, поводка 20, установленного с возможностью поочередного открывания кранов !7 и 18 при повороте водила 11, и упора 21, установленного на водиле 11. Водило 11 (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 (/б 5 от выходного вала 6 двигателя к

1498642 полуоси 5 равно при остановленном водиле 11 передаточному отношению (/в от этого же вала 6 к полуоси 4, т е.

Z ëZâ Zв

Ь в-." = -- -=- - = U I -;—

r Z I.I 710 27

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 прелохранительный клапан 19 и с источником сжатого воздуха через магистраль 16 (с краном 18).

Самоблокирующийся лифференциал работает следующим образом.

При движении транспортного средства в уловлетворительных дорожных условиях (без буксования) имеет место накопление кинематического рассогласования межлу полуосями 4 и 5 при маневрировании, а также из-за разности радиусов качения колес

lIo причине множества внешних возмущаю|цих воздействий (неодинаковое давление в колесных шинах, различное качество резины, неравномернос распределение нагрузки между колесами, движение на ухабах и пр.).

Поэтому сумма оборотов колес на любом участке пройденного пути неодинакова. Этя суммарная разность оборотов приводит к проворачиванию полуосей 4 и 5 относительно друг друга и, следоватс:II Ilo, к проворачивяни о водила !! IIлянетярной передачи, в рсзулыяте которого шгволок 20 открывает один пз кранов !7 или 18. 11ричем при зябегании регулирхсх1ого колеся (полуось 5) поволок 20 движется в сторону крана 18 и открывает его, в пологп регулируемого колеса от источника сжатого воздуха поступает сжатый воздух. 1эалиус качения колеса возрастает, его угловая скорость снижается, полуось 5 начинает отставать от полуоси 4 по накоплению сумм оборотов, Водило !1 проворачивается в обратном направлении и возвращает поволок 20 в исходное (нулевое) положение. Кран 18 закрывается. При забегании нерегулируемого колеся (полуось 4) поводок 20 движется в сторону крана 17 и открывает его. Из шины регулируемого колеся возлух стравливается в атмосферу. Радиус качения этого колеса уменьшается, угловая скорость его и полуоси 5 возрастает и начинает опережать полуось 4 по накоплению сумм оборотов.

Водило 1 проворачивается в обратном направлении и возвращает поволок 20 и исходное (нулевое) положение. Кран 17 закрывается, Таким образом, регулирование давления в шине осуществляется ло тех пор, пока не нейтрализовано (погашепо) кинематическое рассогласование (разность сумм оборотов) на полуосях 4 и 5. При этом волило и поводок занимают нейтра Iblloc (нулевое) 5

1О

55 положение, радиусы качения колес выравняются, а краны 17 и 8 закрыты. При поворотах водила 11 приводится в движение и закрепленный на нем упор 21. Наличие достаточно большого «мертвого» (свободного) хола 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. Продолжаюгций 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 накопленных оборотов) на полуосях 4 и 5, я при выходе транспортного средства из тяжелой дорожной ситуации отрабатывает нулевое кипе мати ческое рассогласование в последовательности и выравнивает радиусы качения колес. Водило 11, поводок 20 и упор 21 занимают исходное (нулевое) положе ние.

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

Hp лвижется (ood колеса бу ксуют). В этом случае устройство непрерывно отрабатывает минимально необходимую компенсацию разности крутящих моментов ня полуосях 4 и 5.

Поводок 20 сравнительно продолжительное время улерживает кран 17 открытым, и воздух из шины регулируемого колеса стравливается в атмосферу до минимально допустимого значения, при котором 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 большей скоростью, чем нерегулируемое, вызывает движение поводка 20 и упора 2 к

1498642

Формула изобретения

Pvz 7 исходному положению, при достижении которого кран 17 закрывается, а при дальнейшем движении водила поводок 20 открывает кран 18, через который начинается нагнетание воздуха в шину. При возрастании давления клапан 19 открывается. Дальнейшая отработка нулевого кинематического рассогласования осуществляется 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, обеспечиваемого источником сжатого воздуха. При 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 дорожных ситуациях (как правило кратковременных) и отрабатывает в удовлетворительных условиях (без буксования) дви6 жение без энергозатрат на износ колесной резины и деталей и узлов привода и передач.

Самоблокирующийся дифференциал колесного транспортного средства, содержащий главную передачу, дифференциал, планетарную передачу, солнечное колесо которой неподвижно соединено с полуосью веду1О щего моста, а водило связано с органом управления, представляющим собой закрепленные на водиле упор, установленный с зазором между пружинными демпферами, и поводок, установленный между нормально

1 закрытыми кранами подачи и выпуска воздуха с возможностью воздействия на них при повороте водила, причем один из кранов установлен в магистрали, сообщающей полость шины одного колеса с источником сжатого воздуха, а другой — в магист2О рали для выпуска воздуха из полости этой же шины через предохранитепьный клапан, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции, уменьшения габаритных размеров и массы, увеличения дорожного про25 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

30 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

35 остановленном водиле равно передаточному отношению главной передачи.

1498642

0m ыслюяч ж сжаглога

А7 ду,ю

/ 7ОЯОСЮ74/

Юлеа

8оюжосщерд

Составитель С. Белоусько

Редактор Н. Бобкова Техред И. Верес Корректор Т. Малец

Заказ 4498/12 Тираж 528 - Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат «Патент», r Ужгород, ул. Гагарина, 101