Самоблокирующийся дифференциал с магнитной жидкостью
Владельцы патента RU 2555574:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Брянская государственная инженерно-технологическая академия" (RU)
Изобретение относится к транспортному машиностроению и может использоваться в автомобилях повышенной проходимости. Самоблокирующийся дифференциал с магнитной жидкостью содержит две чаши коробки дифференциала, две полуоси, две полуосевые шестерни, четыре сателлита. Полуосевые шестерни состоят из шестерни с фрикционными накладками и шестерни с магнитной жидкостью, причем шестерня с фрикционными накладками выполнена с внешним и внутренним зубчатым венцом, внешний зубчатый венец имеет такой же профиль и число зубьев, как шестерня с магнитной жидкостью, при этом шестерня с магнитной жидкостью имеют осевое смещение от оси полуосей в разблокированном состоянии. 4 ил.
Изобретение относится к транспортному машиностроению и может использоваться в автомобилях повышенной проходимости.
Известен дифференциал лесовозного автомобиля УРАЛ-375 (Грузовые автомобили высокой проходимости (ГАЗ-66, ЗИЛ-131, Урал-375). Голодовский Я.Е., Зайцев И.В., Лавров О.М., издательство Воениздат, 1968 год.). Он включает в себя две чаши коробки дифференциала, две полуоси, две полуосевые шестерни, четыре сателлита.
Недостатком данного дифференциала является то, что из-за отсутствия блокирующего элемента в дифференциале угловая скорость на колесах при повороте или при пробуксовке будет различной.
Цель предлагаемого изобретения - повышение устойчивости транспортного средства, выравнивание угловых скоростей на колесах при повороте, уменьшение процента пробуксовки и повышение эксплуатационных характеристик автомобиля.
Это достигается тем, что самоблокирующийся дифференциал с магнитной жидкостью, содержащий две чаши коробки дифференциала, две полуоси, две полуосевые шестерни, четыре сателлита, отличается тем, что полуосевые шестерни состоят из шестерни с фрикционными накладками и шестерни с магнитной жидкостью, причем шестерня с фрикционными накладками выполнена с внешним и внутренним зубчатым венцом, внешний зубчатый венец имеет такой же профиль и число зубьев, как шестерня с магнитной жидкостью, при этом шестерня с магнитной жидкостью имеют осевое смещение от оси полуосей в разблокированном состоянии.
На фиг.1 показана конструкция предлагаемого дифференциала. На фиг.2 показана работа дифференциала - прямолинейное движение, на фиг.3 - поворот транспортного средства, на фиг.4 - потеря сцепления с дорогой одного из колес.
Самоблокирующийся дифференциал с магнитной жидкостью содержит две чашки коробки дифференциала 1 (фиг.1), в которых установлены две полуоси 2, дифференциальную передачу, включающую сателлиты 3, ведомую цилиндрическую шестерню 4, полуосевые шестерни 5, находящиеся в зацеплении с четырьмя сателлитами 3. В шлицевые отверстия ступиц полуосевых шестерен 5 входят концы полуосей 2, через которые крутящий момент передается колесам. Полуосевая шестерня 5 состоит из шестерни с фрикционными накладками 6 и шестерни с магнитной жидкостью 7. Шестерни с фрикционными накладками 6 представляют собой шестерню с двумя зубчатыми венцами. Внешний зубчатый венец входит в зацепление с сателлитами 3. Внутренний венец имеет такой же профиль и число зубьев, как шестерня с магнитной жидкостью 7.
Внешний контур шестерни с магнитной жидкостью 7 имеет фрикционную поверхность, зубчатый венец и четыре паза, расположенных под углом 90°. В паз шестерни с магнитной жидкостью 7 входят направляющие 8, которые позволяют перемещаться шестерне 7 в заданном направлении. Внутри шестерни с магнитной жидкостью 7 находится емкость с магнитной жидкостью 9 определенной вязкости, имеющая толкатель 10, приводящий в осевое перемещение шестерню 7 под действием расширения магнитной жидкости емкости 9. Шестерни с магнитной жидкостью 7 имеют осевое смещение от оси полуосей 4 бв разблокированном состоянии (фиг.2). Уменьшение осевого расстояния в процессе работы осуществляется с помощью втулки 11, имеющей различную толщину по сечению. Втулка 11 крепится к подшипникам 12, которые жестко запрессованы на втулке 13, имеющей шлицевые отверстия и посаженной на полуось 2.
Крышка 14 крепится к чашкам дифференциала 1, имеется паз для индуктора 15 и отверстия под выводы контактов 16 индуктора 15. К контактам 16 прикреплена медная втулка 17, по ней будет обеспечиваться подача напряжения на индуктор 15. На медную втулку 17, как и в генераторе, под действием пружины 18 прижимаются щетки 19, от них идет изолированный проводник на чашки дифференциала 1.
Предлагаемая конструкция позволяет выравнивать угловые скорости на колесах при повороте или при потере сцепления одного колеса с дорогой.
При прямолинейном движении автомобиля по ровной дороге ведущие колеса одного моста проходят одинаковые пути, встречают одинаковое сопротивление движению и вращаются с одной и той же скоростью. При этом чашки дифференциала 1, сателлиты 3 и полуосевые шестерни 2 вращаются как одно целое (фиг.2).
При повороте автомобиля внутреннее по отношению к центру поворота колесо встречает большее сопротивление движению, чем наружное колесо, вращается медленнее, и вместе с ним замедляет свое вращение полуосевая шестерня внутреннего колеса. При этом сателлиты 3 начинают вращаться вокруг своих осей и ускоряют вращение полуосевой шестерни 5 наружного колеса. В результате ведущие колеса вращаются с разными скоростями, что и необходимо при движении на повороте (фиг.3).
Потеря сцепления с дорогой одного из колес. Такой случай возможен, если одно из колес попадает на лед, т.е. теряет сцепление с опорной поверхностью (пробуксовка). В данном случае предлагаемый дифференциал работает следующим образом. Разность угловых скоростей фиксируется датчиками. Напряжение подается на индукторы 15, которые закреплены на крышке дифференциала 14, под действие магнитного поля, создаваемого индукторами 15, магнитная жидкость, находящаяся в емкости 9 шестерни 7, начинает расширяться и толкатель 10 приводит в осевое перемещение шестерни 7. А так как шестерня с магнитной жидкостью 7 и шестерня с фрикционными накладками 6 входят в фрикционное зацепление, то это позволяет выравнивать угловые скорости на колесах (фиг.4).
В случае большой разницы угловых скоростей при фрикционном зацеплении шестерен на индукторы 15 подается еще большее напряжение. Более мощное магнитное поле магнитной жидкости емкости 9 еще больше увеличится в объеме и глубже смещает шестерню 7 в шестерню с фрикционными накладками 6. При этом в зацепление зайдут зубья шестерни с магнитной жидкостью 7 и шестерни с фрикционными накладками 6. Количество зубьев шестерен одинаковое. В данном случае угловая скорость на колесах будет выровнена, и колесо, потерявшее сцепление с дорогой, будет вращаться с такой же угловой скоростью, как и второе колесо, имеющее сцепление с дорогой. После того как автомобиль преодолеет буксование, напряжение перестает подаваться на индукторы 15, в отсутствие магнитного поля магнитная жидкость начинает уменьшаться в своем объеме. Шестерни 6 и 7 начинают расходиться в обратном порядке (фиг.4).
Предлагаемая конструкция дифференциала позволят повысить проходимость автомобиля по бездорожью.
Самоблокирующийся дифференциал с магнитной жидкостью, содержащий две чаши коробки дифференциала, две полуоси, две полуосевые шестерни, четыре сателлита, отличающийся тем, что каждая полуосевая шестерня состоят из шестерни с фрикционной накладкой и шестерни с магнитной жидкостью, причем шестерня с фрикционной накладкой выполнена с внешним и внутренним зубчатым венцом, внешний зубчатый венец имеет такой же профиль и число зубьев, как шестерня с магнитной жидкостью, при этом шестерня с магнитной жидкостью имеют осевое смещение от оси полуосей в разблокированном состоянии.
