Электромагнитная система отключения моста
Владельцы патента RU 2607012:
ДАНА ОТОМОУТИВ СИСТЕМЗ ГРУП, ЛЛК (US)
Изобретение относится к системе отключения моста транспортного средства. Электромагнитная система отключения моста содержит корпус ведомого вала, снабженный жестко прикрепленным к нему подшипником ведомого вала и якорем с обмоткой. С ведомым валом соединены с возможностью скольжения прижимная пластина и скользящая кулачковая муфта. Ведомый вал при вращении находится в контакте с подшипником ведомого вала. Указанная система содержит также корпус ведущего вала, жестко прикрепленный к корпусу ведомого вала. В корпусе ведущего вала жестко закреплен подшипник ведущего вала. Электромагнитная система отключения содержит также разъединяющую пружину и аксиально закрепленную кулачковую муфту, жестко прикрепленные к концу ведущего вала, проходящего аксиально через отверстие в корпусе ведущего вала. 6 н. и 6 з.п.ф-лы, 8 ил., 2 табл.
Область техники
Изобретение относится к подключению, блокированию и отключению мостов транспортного средства, в частности, к электромагнитному подключению, механическому блокированию и отключению мостов транспортного средства.
Уровень техники
Обычно для переключения от двух приводных колес к четырем приводным колесам на транспортном средстве используют электромеханическое приводное средство (US 5788008). Для обеспечения режима двухколесного или четырехколесного привода в транспортном средстве часто применяют электронно-управляемый блокируемый механизм, используемый в электромеханическом приводном средстве.
Однако автомобильные производители предъявляют новые требования к системе отключения моста, которая должна отключать передачу крутящего момента от колес к коронной шестерне по требованию, во время нормального движения. Кроме того, повышаются требования, предъявляемые по уровню шума, вибрации и плавности переключения; при этом время отклика с момента получения сигнала управления не должно превышать 200 миллисекунд. Кроме того, должен обеспечиваться минимальный тормозной момент во всем диапазоне скоростей транспортного средства.
К сожалению, обычные системы подключения, блокирования и отключения мостов, в которых используются электромеханические приводы, не способны обеспечить выполнение этих новых требований. Кроме того, обычные системы не отвечают повышенным требованиям по уровню шума, вибрации и плавности переключения, а также времени отклика системы с момента получения сигнала управления, которое не должно превышать 200 мс.
Таким образом, существует необходимость создания средства, способного обеспечить выполнение вышеуказанных требований без увеличения материальных и трудовых затрат. Это средство должно также повысить надежность и эффективность работы транспортных средств.
Раскрытие изобретения
Электромагнитная система отключения содержит корпус выходного вала, снабженный жестко закрепленным к нему подшипником ведомого вала и якорем с обмоткой. Ведомый вал снабжен расположенными на его конце шлицами и соединен с возможностью скольжения с прижимной пластиной и скользящей кулачковой муфтой, причем ведомый вал аксиально проходит через отверстие в корпусе ведомого вала и при вращении контактирует с подшипником ведомого вала. Указанная система также содержит корпус ведущего вала, жестко прикрепленный к корпусу ведомого вала. В корпусе ведущего вала жестко закреплен подшипник ведущего вала. Электромагнитная система отключения также содержит разъединяющую пружину и аксиально закрепленную кулачковую муфту, жестко прикрепленные к концу ведущего вала, проходящего аксиально через отверстие в корпусе ведущего вала и при вращении контактирующего с подшипником ведущего вала.
При подаче напряжения на обмотку якорь с обмоткой скользит и перемещает прижимную пластину и скользящую кулачковую муфту, вводя их в зацепление с аксиально закрепленной кулачковой муфтой, в результате чего обеспечивается передача крутящего момента с ведущего вала на ведомый вал.
При передаче крутящего момента от ведущего вала к ведомому валу кулачки ведомого вала обеспечивают самоблокирующееся усилие, позволяя уменьшить или устранить усилие, приложенного к подвижной муфте.
При снятии напряжения с обмотки разъединяющая пружина отсоединяет прижимную пластину, скользящую кулачковую муфту и якорь от аксиально закрепленной кулачковой муфты, в результате чего передача крутящего момента от ведущего вала на ведомый вал прекращается.
Особенности и преимущества изобретения станут более понятны из дальнейшего описания и прилагаемой формулы со ссылкой на чертежи, на которых одинаковыми ссылочными позициями обозначены одинаковые элементы на нескольких фигурах.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 показана электромагнитная система отключения в соответствии с изобретением, вид в разрезе;
на фиг. 2 - электромагнитная система отключения, показанная на фиг. 1, в начале зацепления, частичный вид в разрезе;
на фиг. 3 - кулачковая муфта электромагнитной системы отключения, показанной на фиг. 1, в расцепленном положении, вид в перспективе;
на фиг. 4 - то же, в зацепленном положении;
на фиг. 5 - электромагнитная система отключения, показанная на фиг. 1, в расцепленном положении, частичный вид в разрезе;
на фиг. 6 показан путь передачи крутящего момента в электромагнитной системе отключения, показанной на фиг. 1, частичный вид в разрезе;
на фиг. 7 - корпус дифференциала с теплообменником согласно изобретению, вид в разрезе;
на фиг. 8 - теплообменник, показанный на фиг. 7, вид в разрезе.
Осуществление изобретения
Изобретение может иметь несколько альтернативных вариантов его осуществления и последовательностей выполнения операций, за исключением случаев, когда указано иное. Кроме того, следует иметь в виду, что конкретные устройства и процессы, показанные на чертежах и описанные в дальнейшем, представляют собой лишь примеры вариантов осуществления изобретения, определяемого его формулой. Таким образом, конкретные размеры, направления и иные физические характеристики, относящиеся к различным вариантам осуществления изобретения, не являются ограничивающими, если только в формуле изобретения не указано иное.
На фиг. 1 показана электромагнитная система 10 отключения в механически расцепленном положении. Система содержит корпус 12 ведомого вала с жестко прикрепленными к нему якорем с обмоткой 14 и подшипником 16 ведомого вала 18. На конце ведомого вала 18 выполнены шлицы 20. Прижимная пластина 22 и скользящая кулачковая муфта 24 соединены с кулачками 25 ведомого вала с возможностью скольжения относительно них. Ведомый вал 18 проходит по оси через отверстие 26 в корпусе 12 ведомого вала, при вращении взаимодействуя с подшипником 16 ведомого вала. Электромагнитная система 10 отключения также содержит корпус 30 ведущего вала, жестко прикрепленный к корпусу 12 ведомого вала. В корпусе 30 ведущего вала жестко закреплен подшипник 32 ведущего вала. Электромагнитная система 10 отключения также включает в себя разъединяющую пружину 34 и аксиально закрепленную кулачковую муфту 36, которые жестко соединены с ведущим валом 38, проходящим через отверстие 40 в корпусе 30 ведущего вала и при вращении взаимодействующим с подшипником 32 ведущего вала.
При подаче по электропроводке 28 тока I на обмотку 14 якоря происходит его возбуждение, и прижимная пластина 22 и скользящая кулачковая муфта 24 перемещаются со скольжением в положение механического зацепления с аксиально закрепленной кулачковой муфтой 36, в результате чего крутящий момент от ведущего вала 38 передается на ведомый вал 18.
Когда скользящая кулачковая муфта и закрепленная муфта сцеплены, крутящий момент передается через кулачки на скользящей кулачковой муфте к кулачкам ведомого вала. Такая передача крутящего момента приводит к возникновению осевого усилия, которое удерживает скользящую муфту в заданном положении.
При снятии напряжения с обмотки 14 якоря разъединяющая пружина 34 расцепляет прижимную пластину 22 и скользящую кулачковую муфту 24 с аксиально закрепленной кулачковой муфтой 36, в результате чего прекращается передача крутящего момента с ведущего вала 38 на ведомый вал 18.
На фиг. 2 показана линия магнитного потока 42 вокруг якоря с обмоткой 14 при прохождении электрического тока I по электропроводке 28 через обмотку 14 якоря в начале сцепления. Якорь с обмоткой 14 перемещает прижимную пластину 22 и скользящую кулачковую муфту 24 к аксиально закрепленной кулачковой муфте 36, как показано стрелками 44 и 46.
На фиг. 3 показана скользящая кулачковая муфта 24 в расцепленном положении, когда кулачки 25 ведомого вала находятся внутри углублений между кулачками 23 скользящей кулачковой муфты, а на фиг. 4 скользящая кулачковая муфта 24 показана в сцепленном положении, когда угловые участки 50 кулачков 23 скользящей кулачковой муфты отодвинуты от угловых частей 52 кулачков 25 ведомого вала, так что скользящая кулачковая муфта 24 может контактировать с аксиально закрепленной кулачковой муфтой 36 для передачи крутящего момента от ведущего вала 38 на ведомый вал 18, обеспечивая самоблокировку.
На фиг. 5 показана электромагнитная система отключения 10 в расцепленном положении, когда отключенный от питания якорь с обмоткой 14 совместно с разъединяющей пружиной 34 заставляет прижимную пластину 22 и скользящую кулачковую муфту выйти из зацепления с аксиально закрепленной кулачковой муфтой 36. На фиг. 6 показан путь 54 передачи крутящего момента: крутящий момент от полуосевой шестерни 56 (не показана, но является известным элементом) передается на полуось 58 транспортного средства (не показана, но является общеизвестным элементом).
Электромагнитная система 10 отключения согласно настоящему изобретению способна обеспечивать выполнение новых требований, предъявляемых производителями к мостовым системам транспортных средств. К таким требованиям относятся повышенные требования по уровню шума, вибрации и плавности переключения, а также времени отклика системы с момента получения сигнала управления, которое не должно превышать 200 мс, что обычные современные электромеханические системы не могут обеспечить. Было обнаружено, что соответствующая изобретению электромагнитная система 10 отключения обеспечивает выполнение вышеуказанных новых требований без повышения материальных и трудовых затрат. Кроме того, такая электромагнитная система 10 отключения повышает надежность работы транспортного средства.
На фиг. 7 и 8 показан теплообменник 100, который может иметь форму банана и может быть погружен в масло, которым заполнен корпус 102 дифференциала. Охлаждающая жидкость протекает через теплообменник 100 и вытекает из него по трубке 104, охлаждая масло в корпусе 102 дифференциала.
На фиг. 8 показана ведущая шестерня 106, находящаяся в постоянном зацеплении с коронной шестерней 108. Когда охлаждающая жидкость протекает через теплообменник 100 и вытекает из него, тепло от горячего масла передается охлаждающей жидкости, которая выводит его наружу из корпуса 102 дифференциала. В результате обеспечивается надежная работа различных шестерен в корпусе 102 дифференциала и длительный срок службы дифференциала 102.
Такой теплообменник 100 может быть установлен на корпусе 12 ведомого вала электромагнитной системы 10 отключения, показанной на фиг. 1.
Приведенные ниже в табл. 1 и 2 физические характеристики теплообменника 100 демонстрируют, что он обладает новизной по сравнению с другими конструкциями.
Описание и иллюстрация принципов и режимов работы устройства приведены для предпочтительного варианта осуществления изобретения. Однако следует иметь в виду, что изобретение может быть реализовано и другими способами, отличающимися от вышеописанного, без отхода от сущности изобретения или выхода за объем изобретения.
1. Электромагнитная система отключения моста транспортного средства, содержащая
корпус ведомого вала с жестко прикрепленными к нему якорем с обмоткой и подшипником ведомого вала;
ведомый вал с расположенными на его конце шлицами, с которым соединены с возможностью скольжения прижимная пластина и скользящая кулачковая муфта, причем ведомый вал аксиально проходит через отверстие в корпусе ведомого вала, взаимодействуя при вращении с подшипником ведомого вала;
корпус ведущего вала, жестко соединенный с корпусом ведомого вала и имеющий закрепленный внутри него подшипник ведущего вала;
разъединяющую пружину и аксиально закрепленную кулачковую муфту, жестко прикрепленные к концу ведущего вала, проходящего аксиально через отверстие в корпусе ведущего вала, взаимодействуя при вращении с подшипником ведущего вала.
2. Электромагнитная система по п. 1, в которой скользящая кулачковая муфта механически сцеплена с аксиально закрепленной кулачковой муфтой.
3. Электромагнитная система по п. 1, в которой кулачки ведомого вала выполнены самоблокирующимися.
4. Электромагнитная система по п. 1, в которой пружина механически расцеплена с прижимной пластиной, скользящей кулачковой муфтой и якорем, которые механически расцеплены с аксиально закрепленной кулачковой муфтой.
5. Электромагнитная система по п. 4, в которой ведущий вал расцеплен с ведомым валом.
6. Электромагнитная система по п. 1, в которой время отклика передачи крутящего момента от колес к коронной шестерне с момента получения сигнала управления при нормальных условиях движения не превышает 200 мс.
7. Способ создания электромагнитной системы отключения моста транспортного средства, в котором:
жестко прикрепляют якорь с обмоткой и подшипник ведомого вала к корпусу ведомого вала;
присоединяют с возможностью скольжения прижимную пластину и скользящую кулачковую муфту к ведомому валу, имеющему расположенные на его конце шлицы;
аксиально размещают ведомый вал так, чтобы он проходил через отверстие в корпусе ведомого вала и при вращении контактировал с подшипником ведомого вала;
жестко прикрепляют корпус ведущего вала к корпусу ведомого вала;
жестко прикрепляют подшипник ведущего вала к корпусу ведущего вала; и
жестко закрепляют разъединяющую пружину и аксиально закрепленную кулачковую муфту к концу ведущего вала, аксиально проходящего через отверстие в корпусе ведущего вала и при вращении контактирующего с подшипником ведущего вала.
8. Способ управления электромагнитной системой отключения моста транспортного средства, созданной способом по п. 7, в котором подают напряжение на обмотку якоря для перемещения посредством скольжения прижимной пластины и скользящей кулачковой муфты и ввода их в механическое зацепление с аксиально закрепленной кулачковой муфтой для обеспечения передачи крутящего момента от ведущего вала на ведомый вал.
9. Способ управления электромагнитной системой отключения моста транспортного средства, созданной способом по п. 7, в котором кулачки ведомого вала создают самоблокирующееся усилие на ведомом валу, обеспечивая возможность уменьшения или устранения усилия, приложенного к подвижной муфте.
10. Способ управления электромагнитной системой отключения моста транспортного средства, созданной способом по п. 7, в котором прекращают подачу питания на обмотку посредством разъединяющей пружины, достигая механическое расцепление прижимной пластины, скользящей кулачковой муфты и якоря от аксиально закрепленной кулачковой муфты.
11. Способ по п. 10, в котором отключают передачу крутящего момента от ведущего вала к ведомому валу.
12. Электромагнитная система отключения моста транспортного средства, созданная способом по п. 7, в которой время включения передачи крутящего момента от колес к коронной шестерне с момента получения сигнала управления при нормальных условиях движения не превышает 200 мс.
