CZ20022329A3 - Vzájemně spřažené univerzální zařízení diferenciálu - Google Patents

Abstract

Vzájemně spřažené zařízení univerzálního diferenciálu tvoří čtyři diferenciály a dva rozdělovače výkonu, centrální kompozitní diferenciál je umístěn v jeho střední části a obsahuje vnější diferenciál a vnitřní diferenciál, který je vložený do vnějšího diferenciálu, a oboustranné diferenciály jsou připojené k oběma bočním koncům centrálního kompozitního diferenciálu. Pohon je přenášen rozdělovači výkonu z obou konců oboustranných diferenciálů. Zařízení diferenciálu brání proklouzávání kol vozidla v opuštěné krajině nebo na pěších cestách. Zařízení diferenciálu se snadno smontuje a je malých rozměrů. Zvyšuje schopnost ovládání vozidla a může být použito u automobilů s pohonem na všechna kola, u traktorů i ve strojírenství.

Description

Vzájemně spřažené univerzální zařízení diferenciálu.

Oblast techniky

Předložený vynález se vztahuje ke vzájemně spřaženému zařízení univerzálního diferenciálu.

Dosavadní stav

Dosud u vozidel je přenos sil uskutečňován pomocí diferenciálu, který je namontován na přední ose nebo na zadní ose. Taková vozidla obvykle nejsou schopna jízdy po blátivých cestách kvůli proklouzávání. Proto, s ohledem na tuto skutečnost se používá víceosý pohon. Nicméně toto řešení může zabránit proklouzávání kol pouze u dvoukolých poháněných vozidel, zatímco vozidlo obvykle není schopno jízdy, jestliže kola na jedné straně nebo položená podél diagonální linie proklouzávají v důsledku nedostatečné síly pro udržení na cestě. Dosud bzla vyvinuta řada různých zařízení diferenciálu. Nicméně, společný problém se stále vyskytuje, který spočívá v tom, že je-li diferenciál zablokován, i když vozidlo vyvine dostatečnou trakční sílu, nemůže se otočit. Při otáčení nevyvine dostatečnou trakční sílu na blátivých cestách a dokonce není schopné jízdy.

Prokluzování kol řeší čínský patent číslo ZL 98 100 725.2, řešení má zabránit prokluzování kol při jízdě po blátivých cestách. Nicméně, za jízdy vozidla na rovných cestách při vysoké rychlosti, je využíván pouze^řední nebo zadní pohon. Čínský užitný vzor číslo ZL 99 208 786.4 popisuje normálně vzájemně spřažený univerzální diferenciál, který řeší problémy vyskytující se při působení diferenciálu mezi koly nebo osami a při vzájemném blokování diferenciálu. Ovladač skluzu je však umístěn v jeho centrální části a v důsledku toho je konstrukce komplikovaná a zařízení dosahuje velkých rozměrů.

Podstata vynálezu

Úkolem předloženého vynálezu je odstranění výše uvedených problému u konvenčních typů diferenciálů.

Je navrženo vzájemně spřažené univerzální zařízení diferenciálu jednoduché konstrukce, které je výkonné a má malé rozměry, které se dá snadno smontovat.

Vzájemně spřažené univerzální zařízení diferenciálu podle předloženého vynálezu tvoří centrální kompozitní diferenciál, jehož centrální část obsahuje vnější diferenciál a vnitřní diferenciál. Vnitřní diferenciál je vložen do vnějšího diferenciálu a používá společný čep s vnějším diferenciálem; oboustranné diferenciály připojené v sadě k oběma koncům centrálního kompozitního diferenciálu, z nichž každý má jednolitou osovou hřídel, osový převod s jednolitou hřídelí namontovaný na duté osové hřídeli. Dvě jednolité osové hřídele prochází odpovídajícími dutými osovými hřídelemi a osový převod s dutou hřídelí na svém jednom konci je proveden tak, že dvě pevné osové hřídele jsou vloženy do dvou dutých osových hřídelí a jsou vyvedeny z příslušných vnějších konců oboustranných diferenciálů. Dvě pevné osové hřídele jsou navzájem spojeny na druhém konci prostřednictvím dvou osových převodů vnitřního centrálního diferenciálu, dvě duté osové hřídele oboustranných diferenciálů jsou připojeny ke kolům, která jsou umístěna podél diagonální linie a jejich dvě jednolité osové hřídele jsou připojeny ke kolům podél druhé diagonální linie. Planetový převod vnějšího centrálního diferenciálu je vložen do prstencových převodů zajištěných na krytech oboustranných jjiferenciáíů; dva rozdělovače výkonu mají hnací převod a hnaný převod, které navzájem do sebe zapadají. Oboustranné diferenciály připojené v sadě k oběma koncům centrálního kompozitního diferenciálu jsou spojenz s koly vozidla prostřednictvím příslušných dvou rozdělovačů výkonu.

Vzájemně spřažené univerzální zařízení diferenciálu podle předloženého vynálezu používá centrální kompozitní diferenciál včetně vnějšího centrálního diferenciálu a vnitřního centrálního diferenciálu vloženého do vnějšího centrálního diferenciálu. Centrální kompozitní diferenciál je připojen v sadě k oboustranným diferenciálům po obou svých koncích a pak je příslušně připojen ke dvěma • ·· ·

99

ΦΦ 99 Φ Φ · · • · · • Φ··

Φ · ···· ··

9 9

9· ·

rozdělovačům výkonu. Čtyři výstupní osové hřídele omezují navzájem svou nezávislost během operací. Proto tedy, přesto že ztrácí hnací sílu ke kterémukoliv z kol, čtyři výstupní osové hřídele mohou společně vytvořit nový diferenciál, libovolně kombinací čtyř diferenciálů, podle požadavků hnacích kol tak, aby nově vytvořený diferenciál zabezpečil operace diferenciálu mezi koly, osami nebo mezi koly po diagonále. Vozidlo je tak schopné normální jízdy a otáčí se bezpečně, nezávisle na stavu vozovky. Navíc, jede-li vozidlo po dálnici při vysoké rychlosti, čtyři kola diferencují současně a libovolně, cirkulují ve stavu bez pohonu, bez parazitického výkonu a vlivu v důsledku odlišného průměru kol. Konstrukce je značně zjednodušena a je zabezpečen zlepšený výkon. Navíc je redukována velikost a je značně usnadněna montáž.

Přehled obrázků na výkresech

Příkladné provedení předloženého vynálezu bude popsáno s odkazy na výkresy, které znázorňují:

Obr. 1 sekční pohled na vzájemně spřažené zařízení universálního diferenciálu podle předloženého vynálezu;

Obr. 2 sekční pohled braný podél linie A-A na Obr. 1, znázorňující výstup točivého momentu prvního provedení podle předloženého vynálezu;

Obr. 3 sekční pohled braný podél linie A-A na Obr. 1, znázorňující výstup točivého momentu druhého provedení podle předloženého vynálezu;

Obr. 4 sekční pohled braný podél linie A-A ná Obr. 1, znázorňující výstup točivého momentu třetího provedení podle předloženého vynálezu.

i

Příklady provedení

Na Obr. 1 je znázorněn vzájemně spřažený univerzální diferenciál podle vynálezu, který tvoří čtyři diferenciály a dva rozdělovače výkonu, přičemž tyto dva rozdělovače výkonu jsou opatřeny hnacími ozubenými převody 9 a příslušnými hnanými ozubenými převody 10 . Čtyři diferenciály obsahují centrální kompozitní diferenciál 1 a oboustranné diferenciály 3^ Centrální kompozitní diferenciál 1 je umístěn v centrální části zařízení diferenciálu a obsahuje vnější diferenciál a vnitřní diferenciál vložený do vnějšího diferenciálu a používající jeden společný čep 2 spolu «4 44 • 4 4 4

4 4

444 4 ·

4444 44

44*4

44

4 4 4

4 4 s tímto vnějším diferenciálem. Oboustranné diferenciály 3 jsou připojeny v sadě, příslušně k oběma bočním koncům centrálního kompozitního diferenciálu L Každý z těchto dvou bočních diferenciálů 3 má jednolitou osovou hřídel 4 spojenou s jednolitou osovou hřídelí ozubeného převodu 7, a dutou hřídel 5 spojenou s dutou hřídelí ozubeného převodu 8. Jednolitá osová hřídel 4 prochází otočným způsobem odpovídající dutou osovou hřídelí 8 ozubeného převodu a dutá osová hřídel 5_na svém vnějším konci je připojena ke kolu prostřednictvím rozdělovače výkonu hnacího ozubeného převodu 9 a rozdělovače výkonu hnaného ozubeného převodu 10. Dvě duté osové hřídele 5 jsou připojeny ke kolům podél jedné diagonální linie, a dvě jednolité osové hřídele 4 jsou připojeny ke kolům podél druhé diagonální linie.

V případě, který je znázorněn na Obr. 4, směr pohonu pevných osových hřídelí 4 musí být měněn v redukčním převodu po straně kola. Dvě pevné osové hřídele 4 jsou připojeny jedním svým koncem přes dva osové převody 6 vnitřního centrálního diferenciálu. Dva osové převody 6 vnitřního centrálního diferenciálu tvoří celek s dvěmi převody 7 s jednolitou osovou hřídelí tím, že obě pevné osové hřídele 4 příslušně jimi prochází. Planetový převod 18 vnějšího centrálního diferenciálu zapadá do dvou prstencových převodů 11, které jsou zabezpečeny na pouzdrech oboustranných diferenciálů 3. Dva prstencové převody H jsou buď vytvořeny přímo na pouzdrech oboustranných diferenciálů 3, nebo jsou pevně namontovány na pouzdrech až po jejich zhotovení. Hnané převody 15 hlavního reduktoru jsou upevněny na pouzdru 16 centrálního kompozitního diferenciálu 1 tak, aby otáčely centrální kompozitní diferenciál 1 a oboustranné diferenciály 3 současně. Mezi vnitřním diferenciálem a vnějším diferenciálem centrální ho kompozitního diferenciálu 1 jsou vloženy frikční kuličky 17 nebo něco podobného ke zpevnění. Mezi vnějším diferenciálem a jeho pouzdrem, a mezi bočnímLdiferenciály 3 a jejich pouzdry jsou vloženy rovněž frikční kuličky 17.

Jestliže dvě kola po stejné straně vozidla, nebo dvě kola ležící podél diagonální linie současně prokluzují, oboustranné diferenciály 3 a vnitřní centrální diferenciál se vzájemně spojí a vytvoří nové diferenciály, takže zbývající dvě kola, která neprokluzují se mezitím diferencují a vozidlo je schopno normální jízdy. Ve vzájemně blokovaném univerzální zařízení diferenciálu podle předloženého vynálezu, jelikož dvě jednolité osové hřídele 4 oboustranných diferenciálů 3 jsou spojeny prostřednictvím vnitřního centrálního diferenciálu, planetové převody

44 •4 4444

44

4 4 ·

4 4 * 44· ·

4444 44

4 * • · * 4

4

444 4 oboustranných diferenciálů 3 zapadají do duté osové hřídele převodu vnitřního centrálního diferenciálu a planetový převod vnějšího centrálního diferenciálu zapadá do prstencových převodů 11 zajištěných na krytech oboustranných diferenciálů

3. Jestliže vozidlo diferencuje normálně, diferenciál provádí operace mezi koly nebo osami a je vzájemně zablokován. Při jízdě vozidla po blátivé cestě, v případě, kdy přední pravé kolo visí ve vzduchu, to jest, že se nedotýká země, přední levé kolo hnané pevnou osovou hřídelí se neotáčí, přední osový ozubený převod vnitřního centrálního diferenciálu, který je připojen k pevné osové hřídeli, se neotáčí. Přitom, zadní osový převod vnitřního centrální diferenciálu a osový převod s pevnou hřídelí se otáčí, pohání zadní osovou pevnou hřídel a otáčí zadním pravým kolem. Zadní pravé kolo připojené k zadní jednolité osové hřídeli a přední pravé kolo jsou na stejné straně vozidla. Z toho vyplývá, že na jedné straně vozidla je alespoň jedno kolo, které se dotýká země a tak vozidlo je schopno normální jízdy. Proto též, pokud kola podél diagonální linie kontaktují zemi, vozidlo je schopno normální jízdy.

Při otáčení vozidla, operace diferenciálu mezi přední kolovou osou a zadní kolovou osou jsou prováděny vnějším centrálním diferenciálem a vnitřní centrální diferenciál diferencuje synchronně oboustranné diferenciály , které jsou k němu připojeny v sériích. Operace diferenciálu mezi předními a zadními koly a mezi koly po levé a pravé straně jsou prováděny společně vnitřním centrálním diferenciálem a oboustrannými diferenciály připojenými k němu v sériích.

Pohon je zajištěn výkonem dutého osového převodu přes duté osové hřídele a záběrů rozdělovačů výkonu hnacích převodů s rozdělovači výkonu hnaných převodů. Dva osové převody vnitřního centrální diferenciálu tvoří selek se sousedními příslušnými osovými převody tím, že pevné osové hřídele jimi prochází, v podstatě přenáší točivý moment na kola podél diagonální linie přes záběry rozdělovačů výkonu hnacích převodů s rozdělovači výkonu hnaných převodů, nebo točivý moment je přenášen přímo na kola podél diagonální linie jednolitými osovými hřídelemi.

Postupný výkon operací diferenciálu mezi kolovými osami provádí: čep centrálního diferenciálu - planetový převod vnějšího centrálního diferenciálu •9 »···

9« ··

9 9 ·

9 9 • 999 ·

9999 ·9

99 · 9 9 9

9 9 · * « 9 9

9 9 9 • 99 9999 prstencové převody zajištěné na krytech oboustranných diferenciálů - vnitřní centrální diferenciál.

Postupný výkon operací diferenciálu mezi koly, nebo mezi koly po diagonále provádí: čep centrálního diferenciálu - planetový převod vnitřního centrálního diferenciálu - dvouosé převody vnitřního centrálního diferenciálu - planetové převody oboustranných diferenciálů - dva osové převody s dutými hřídelemi - dvě duté osové hřídele - dva osové převody s jednolitými hřídelemi a dvě jednolité osové hřídele.

Postup rozdělení výkonu, znázorněný na Obr. 2 a Obr. 4 provádí: osový převod s dutou hřídelí připojený v sadě ke dvěma bočním koncům - duté osové hřídele - rozdělovač výkonu hnacích převodů - rozdělovač výkonu hnaných převodů; osové převody vnitřního centrálního diferenciálu - osové převody s jednolitou hřídelí připojené v sadě ke dvěma bočním koncům - pevné osové hřídele - rozdělovač výkonu hnacích převodů - rozdělovač výkonu hnaných převodů.

Postupné rozdělení výkonu, znázorněné na Obr. 3 vykonávají: osové převody s dutou hřídelí připojené v sadě na oba boční konce - duté osové hřídele rozdělovač výkonu hnacích převodů - rozdělovač výkonu hnaných převodů; osové převody vnitřního centrálního diferenciálu - osové převody s jednolitou hřídelí připojené v sadě na oba konce - jednolité osové hřídele.

Vzájemně spřažené universální zařízení diferenciálu podle předloženého vynálezu je namontováno podélně v centrální spodní čásíi podvozku vozidla a může být vytaženo do vnitřku vozidla, aby spodek vozidla byl hladký kvůli snížení odporu vůči proudění vzduchu a zvýšení,vyzdvižení a zvětšení světlosti mezi vozidlem a vozovkou. Tato vozidla jsou dobře ovladatelná a ekonomická z hlediska spotřeby paliva. Zvláště tím, zeje odstraněn ovladač prokluzování u konvenčních zařízení diferenciálu, konstrukce diferenciálu je zjednodušena a další výhodou je to, že objem je redukován, montážní soubor a ovládání vozidla je optimalizováno.Navíc, použití frikčních kuliček snižuje tření a zvyšuje výkon přenosu sil.

0 Μ··

00 • · 0 0

0 · • 000 0 • · 0000 ·0

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 00 0

00

0 0 0

0 0 • 00 · • 0 0

0000

Vzájemně spřažené univerzální zařízení diferenciálu podle předloženého vynálezu může být použito pro všechna poháněná kola automobilu, traktoru, pancéřových vozů, ve strojírenství, kde jsou uplatněna poháněná kola.

• 9 9999

9

9 9

9

9

9

9999

99

9 « 4

9 9

999

9

9999 99

9 9

9 9

9 9

9 «ί

Claims (6)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Vzájemně spřažené univerzální zařízení diferenciálu vyznačující se t í m, že jej tvoří:

   - centrální kompozitní diferenciál umístěný ve své centrální části a obsahující vnější diferenciál a vnitřní diferenciál, přičemž vnitřní diferenciál je vložen do vnějšího diferenciálu a používá jeden společný čep spolu s vnějším diferenciálem;

   - oboustranný diferenciál připojený v sadě příslušně k oběma bočním koncům centrálního kompozitního diferenciálu, přičemž každý z nich je opatřen jednolitou osovou hřídelí, osovým převodem s jednolitou hřídelí namontovaným na jednolité osové hřídeli, dutou osovou hřídelí a osovým převodem s dutou hřídelí namontovaným na duté osové hřídeli; dvě jednolité osové hřídele prochází odpovídajícími dutými osovými hřídelemi a osovými převody s dutými hřídelemi na jejich jednom konci tak, že dvě jednolité osové hřídele zapadají do dvou dutých osových hřídelí a vystupují z vnějších konců příslušných oboustranných diferenciálů; dvě jednolité osové hřídele jsou navzájem spojené na svém druhém konci prostřednictvím dvou osových převodů vnitřního centrální diferenciálu, dvě duté osové hřídele oboustranných diferenciálů jsou připojeny ke kolům umístěným podél jedné diagonální linie a jejich dvě jednolité osové hřídele jsou příslušně připojeny ke kolům umístěným podél druhé diagonální linie, planetový převod vnějšího centrálního diferenciálu zapadá do prstencových převodů, které jsou zajištěny na krytech oboustranných diferenciálů; a

   - dva rozdělovače výkonu, opatřené rozdělovačem výkonu hnacího převodu a rozdělovačem výkonu hnaného převodu, které do sebe navzájem zapadají, oboustranné diferenciály připojené v sadě kOběma k&ncům centrálního kompozitního diferenciálu jsou spojeny s koly vozidla přes dva příslušné rozdělovače výkonu.
2. 2. Vzájemně spřažené universální zařízení diferenciálu podle nároku 1, v y z n a č u j í c í se t í m, že dva osové převody vnitřního centrálního zařízení diferenciálu tvoří celek se dvěma osovými převody s jednolitou hřídelí oboustranných diferenciálů pomocí dvou jednolitých osových hřídelí oboustranných diferenciálů, které jimi příslušně prochází.

   φ* φφ • · φ φ φ φ φ φφφ φφ φφφφ φφ φφφφ

   ΦΦ φ φ φ • ·

   Φ··· φφ φ

   φ φφφ φ

   φφ φ φ • φ φ φ φ φ φ
3. 3. Vzájemně spřažené univerzální zařízení diferenciálu podle nároku 2, v y z n a č u j í c í se t í m, že rozdělovače výkonu hnacích převodů namontované na jednolitých osových hřídelích a duté osové hřídele zapadnou do příslušných rozdělovačů výkonu hnaného převodu a směr rotace rozdělovačů výkonu hnaných převodů je opačný ke směru rotace odpovídajících rozdělovačů výkonu hnaných převodů.
4. 4. Vzájemně spřažené univerzální zařízení diferenciálu podle nároku 2, v y z n a č u j í c í se t í m, že rozdělovače výkonu hnacích převodů namontované na jednolitých osových hřídelích zapadají exteriérem do odpovídajících rozdělovačů výkonu hnaného převodu, směr rotace rozdělovačů výkonu hnacího převodu je opačný než směr rotace odpovídajících rozdělovačů výkonu hnaného převodu a rozdělovače výkonu hnacích převodů namontované na dutých osových hřídelích zapadají do odpovídajících rozdělovačů výkonu hnaných převodů a směr rotace rozdělovačů výkonu hnacích převodů je identický směru rotace odpovídajících rozdělovačů výkonu hnaných převodů.
5. 5. Vzájemně spřažené univerzální zařízení diferenciálu podle nároku 1, v y z n a č u j í c í se t í m, že dva osové převody vnitřního centrálního diferenciálu tvoří celek s přilehlými osovými převody pomocí dvou jednolitých osových hřídelí, které příslušně jimi prochází, přičemž dvě jednolité osové hřídele nejsou připojeny k rozdělovači výkonu hnacích převodů a přenáší točivý moment na kola přímo a dvě duté osové hřídele jsou připojeny k příslušným rozdělovačům výkonu hnaných převodů.

   , *
6. 6. Vzájemně spřažené univerzální zařízení diferenciálu podle jednoho z nároků 1 až5, vyzn a č u j í c í se t í m, že mezi vnitřním centrálním diferenciálem a vnějším centrálním diferenciálem, mezi vnějším centrálním diferenciálem a jeho krytem a mezi oboustrannými diferenciály a jejich příslušnými kryty jsou vloženy podpěrné nosné frikční kuličky.