Механизм автоматической гидроблокировки дифференциала
Изобретение относится к машиностроению, в частности к механизмам блокировки дифференциала. Механизм автоматической гидроблокировки дифференциала состоит из гидронасоса с шестернями, двух клапанов, поддерживаемых в открытом состоянии пружинами, и промежуточных валов с промежуточными шестернями. Механизм гидроблокировки дифференциала находится в пространстве между сателлитами дифференциала и полуосевыми шестернями и заключен в картер. Шестерни гидронасоса сблокированы с двумя промежуточными шестернями, которые находятся в зацеплении с другой парой промежуточных шестерен. Промежуточные шестерни сблокированы с сателлитами дифференциала. Картер заполнен рабочей жидкостью на большую часть своего объема и своими цапфами опирается на два подшипника, запрессованных в полуосевые шестерни. Решение направлено на повышение долговечности механизма и обеспечение блокировки дифференциала при возрастании разницы скоростей вращения колес. 3 ил.
Дифференциал-механизм допускает вращение колес ведущего моста транспортного средства (ТС) с разными скоростями. Дифференциал снижает сопротивление движению и предотвращает излишний износ деталей трансмиссии и шин при движении ТС по неровным дорогам и на поворотах.
Иногда ведущие колеса оказываются в настолько разных условиях сцепления с дорожным полотном, что возникает пробуксовка одного из колес, что приводит к остановке транспортного средства, и в этих случаях полезное свойство дифференциала дает негативный эффект. Для устранения его применяются различные устройства:
Механическое устройство блокирования дифференциала - шлицевая муфта соединяет полуоси в одно целое; другой механизм представляет собой сцепную муфту, диски которого сжимаются диафрагмой гидроустройства и соединяют полуоси в одно целое.
(В.М.Семенов. “Трактор”. М. “Колесо”. 1977 г., стр.136, 137.)
Недостатки: для блокировки полуосей необходимо остановить ТС; управление механизмом осуществляется через систему, связывающую орган управления с дифференциалом.
Дифференциал повышенного трения (установлен на автомобиле ГАЗ-66).
(Е.В.Михайловский. “Устройство автомобиля”. М. “Машиностроение”. 1987 г., стр.235, 236.)
Недостатки: высокая нагрузка на детали дифференциала, высокие требования к материалам, из которых изготовлены детали. Такой дифференциал снижает КПД ТС, затрудняет поворот ТС, не исключает пробуксовку колеса.
Тракторы “Кировец” оснащены устройством, передающим мощность только на отстающее колесо.
(М.Г.Пантюхин. М. “Колесо”. 1978 г., стр.141, 142.)
Недостатки: сложность устройства, кроме того оно непригодно для установки на высокоскоростные ТС, так как могут снизить курсовую устойчивость последнего.
Прототип: устройство, описанное в книге “Легковые автомобили” авторов В.С.Цыбина и В.А.Галашина, М. “Просвещение”, 1993 г. стр.85. Блокировка дифференциала осуществляется фрикционными муфтами, сила трения в которых возрастает с увеличением передаваемого крутящего момента.
Недостатки: наличие быстроизнашивающихся элементов; блокировка происходит при возрастании передаваемого крутящего момента, а не при возрастании разницы скоростей вращения колес.
Цель настоящей работы - механизм, лишенный перечисленный недостатков. Устройство механизма автоматической гидроблокировки дифференциала. На фиг.1, 2, 3:
1 - корпус гидронасоса
2 - шестерня гидронасоса
3, 6 - вал
4, 5 - промежуточная шестерня
7 - сателлит
8 - направляющая клапана
9 - картер механизма
10 - уплотнение
11 - цапфа картера
12 - подшипник
13 - полуосевая шестерня
14 - полуось
15 - клапан
16 - пружина
17 - болт
Продольная геометрическая ось полуоси нормальна плоскости фиг.1, на которой картер механизма не обозначен. Гидронасос жестко закреплен внутри картера, крепление не обозначено. Механизм автоматической гидроблокировки дифференциала (МАГД) находится в пространстве между полуосевыми шестернями 13 и сателлитами 7 дифференциала.
Вал 6 с шестерней 5 при сборке образуют блок с сателлитом 7, то же шестерня 2 с валом 3 и шестерня 4. Шестерня 4 и 5 находятся в постоянном зацеплении. Шестерни 2 и корпус 1 образуют гидронасос, имеющий два клапана 15, которые могут перемещаться в направляющих 8, прикрепленных к корпусу 1 болтами 17. Клапан 15 удерживается в исходном положении пружиной сжатия 16. Такое устройство клапанов позволяет насосу в зависимости от вращения шестерен в ту или иную сторону всасывать жидкость через тот или иной клапан, противоположная полость гидронасоса становится при этом нагнетательной. МАГД находится в картере 9, который двумя цапфами 11 опирается на подшипники 12, запрессованные в полуосевые шестерни 13. Картер 9 заполняется рабочей жидкостью на большую часть своего объема, герметичность его обеспечивается уплотнениями 10.
Работа МАГД
При движении ТС по ровной прямой дороге полуосевые шестерни 13 вращаются с одинаковыми скоростями, сателлиты 7 не вращаются вокруг своих осей и не передают вращение на шестерни 2 гидронасоса. При движении ТС с большой скоростью по закруглению большого радиуса или с малой скоростью по дуге малого радиуса, при мелких неровностях дороги разность скоростей вращения полуосевых шестерен невелика, клапаны 15 остаются открытыми, рабочая жидкость свободно прокачивается через насос, не создавая сопротивление вращению сателлитов 7 вокруг своих осей. При возрастании разности скоростей вращения колес, что имеет место при пробуксовке одного колеса, возрастает скорость вращения сателлитов вокруг своих осей, рабочая жидкость преодолевает сопротивление пружины 16 и выпускающий клапан закрывается, впускающий клапан остается открытым, жидкость, запертая в нагнетательной полости насоса, препятствует вращению шестерен 2, тормозит вращение сателлитов вокруг своих осей, происходит блокировки дифференциала. По мере выравнивания сопротивления вращения колес ведущего моста давление в нагнетательной полости гидронасоса падает, выпускающий клапан под действием пружины 16 открывается, дифференциал разблокирован. Все детали МАГД смазываются и охлаждаются рабочей жидкостью.
Механизм автоматической гидроблокировки дифференциала, отличающийся тем, что состоит из гидронасоса, имеющего два клапана, поддерживаемые в открытом состоянии пружинами, шестерни которого сблокированы с двумя промежуточными шестернями, которые находятся в зацеплении с другой парой промежуточной шестерен, сблокированных с сателлитами дифференциала, все это заключено в картер, опирающийся двумя цапфами на два подшипника, запрессованных в полуосевые шестерни дифференциала.
