RU142974U1

RU142974U1 - VEHICLE DIFFERENTIAL

Info

Publication number: RU142974U1
Application number: RU2014108806/11U
Authority: RU
Inventors: Георгий Леонидович Козлов
Original assignee: Георгий Леонидович Козлов
Priority date: 2014-03-06
Filing date: 2014-03-06
Publication date: 2014-07-10

Abstract

1. Дифференциал транспортного средства, имеющий корпус, в котором размещены ось с основными сателлитами и взаимодействующие с ними полуосевые шестерни, а также блокирующие сателлиты, закрепленные на собственной оси, диаметр блокирующих сателлитов меньше, чем диаметр основных сателлитов, ось блокирующих сателлитов перпендикулярна оси вращения дифференциала, и ее концы проходят через диаметрально расположенные окна корпуса, дифференциал имеет также цилиндрическое блокирующее кольцо, установленное на корпусе коаксиально его цилиндрической части, отличающийся тем, что ось блокирующих сателлитов выполнена коленчатой и ее концы закреплены на цилиндрическом блокирующем кольце, которое установлено с возможностью осевого вращения относительно корпуса, каждый из блокирующих сателлитов установлен с возможностью взаимодействия с одной из полуосевых шестерен, при этом цилиндрическое блокирующее кольцо снабжено двухпозиционным фиксатором, фиксирующим его относительно корпуса в двух положениях - режим "свободное вращение дифференциала" и режим "заблокировано", а также снабжено средством перехода из одного из указанных режимов в другой.2. Дифференциал по п.1, отличающийся тем, что двухпозиционный фиксатор выполнен в виде подпружиненного штифта с полусферой на конце, взаимодействующей двумя ответными лунками на торцевой части цилиндрического блокирующего кольца.3. Дифференциал по п.1, отличающийся тем, что двухпозиционный фиксатор выполнен в виде подпружиненного шарика, взаимодействующего с двумя ответными лунками на торцевой части цилиндрического блокирующего кольца.4. Дифференциал по п.1, отличающийся тем, �1. The differential of the vehicle, having a housing in which the axis with the main satellites and the semi-axial gears interacting with them, as well as the locking satellites mounted on its own axis, are located, the diameter of the locking satellites is less than the diameter of the main satellites, the axis of the locking satellites is perpendicular to the axis of rotation of the differential , and its ends pass through diametrically located windows of the housing, the differential also has a cylindrical locking ring mounted on the housing coaxially with its cylinder part, characterized in that the axis of the locking satellites is cranked and its ends are mounted on a cylindrical locking ring, which is mounted with the possibility of axial rotation relative to the housing, each of the locking satellites is mounted to interact with one of the semi-axial gears, while the cylindrical locking ring is provided a two-position lock that fixes it relative to the housing in two positions - the mode "free rotation of the differential" and the mode is "locked", and also It is a means of transition from one of these modes to another. 2. The differential according to claim 1, characterized in that the on-off lock is made in the form of a spring-loaded pin with a hemisphere at the end, interacting with two response holes on the end of the cylindrical blocking ring. The differential according to claim 1, characterized in that the on-off latch is made in the form of a spring ball interacting with two reciprocal wells on the end of the cylindrical blocking ring. The differential according to claim 1, characterized in that

Description

Полезная модель относится к машиностроению, а именно, к дифференциальным передачам, и может быть использована в трансмиссиях транспортных средств.The utility model relates to mechanical engineering, namely to differential gears, and can be used in vehicle transmissions.

Известен «классический» дифференциал колесного транспортного средства [см., например, описание шестеренчатого конического дифференциала в сети Интернет по адресу http.tezcar.ru/u-differecial.html].The "classic" differential of a wheeled vehicle is known [see, for example, the description of the gear conical differential on the Internet at http.tezcar.ru/u-differecial.html].

Дифференциал предназначен для передачи крутящего момента от главной передачи к полуосям колесной пары ведущего моста и позволяет вращаться полуосям с разной скоростью при повороте автомобиля и на неровностях дороги. Шестеренчатый конический дифференциал имеет полуосевые конические шестерни, закрепленные на полуосях, и сателлиты, закрепленные на общей оси (пальце), установленной в корпусе, который прикреплен к охватывающей его ведомой шестерне главной передачи.The differential is designed to transmit torque from the main gear to the axles of the wheel pair of the drive axle and allows the axles to rotate at different speeds when turning the car and on rough roads. The gear conical differential has semi-axial bevel gears fixed on the semi-axes, and satellites fixed on a common axis (pin) installed in the housing, which is attached to the driven main gear covering it.

При вращении ведущей шестерни и ведомой шестерни главной передачи крутящий момент передается на ось сателлитов, далее через сателлиты на полу осевые шестерни и на полуоси.During rotation of the drive gear and the driven gear of the main gear, the torque is transmitted to the axis of the satellites, then through the satellites on the floor, the axial gears and on the axle shaft.

При движении автомобиля по прямолинейной траектории ведущие колеса встречают одинаковое сопротивление и вращаются с одинаковой частотой. Сателлиты вокруг своей оси не вращаются, и на оба колеса передаются одинаковые крутящие моменты. Как только условия движения изменяются, например, на повороте, одна полуось начинает вращаться медленнее, так как колесо с которым она связана, встречает большое сопротивление. Сателлиты приходят во вращение вокруг своей оси, обкатываясь по замедляющейся полуосевой шестерне и увеличивая частоту вращения второй полуоси. В результате это колесо ускоряет свое вращение и проходит большой путь по дуге наружного радиуса.When the car moves along a straight path, the drive wheels meet the same resistance and rotate at the same frequency. Satellites do not rotate around their axis, and the same torque is transmitted to both wheels. As soon as the conditions of movement change, for example, in a bend, one half-axis begins to rotate more slowly, since the wheel with which it is connected meets a lot of resistance. Satellites come into rotation around its axis, rolling around on a decelerating half-axis gear and increasing the frequency of rotation of the second half-axis. As a result, this wheel accelerates its rotation and goes a long way along the arc of the outer radius.

Такая конструкция проста в изготовлении и надежно работает, пока ведущие колеса неразрывно связаны с дорогой. Но, когда одно из колес оказывается в воздухе или на льду, то крутится именно это колесо, в то время как другое, стоящее на твердом покрытии, останавливается - автомобиль не может тронуться с места.This design is easy to manufacture and works reliably, while the drive wheels are inextricably linked with the road. But, when one of the wheels is in the air or on ice, it is this wheel that is spinning, while the other, standing on a hard surface, stops - the car cannot move.

Указанных недостатков отчасти лишены шестеренчатые самоблокирующиеся дифференциалы, известные под маркой TORSEN.These drawbacks are partially devoid of gear limited slip differentials, known under the brand name TORSEN.

В дифференциале TORSEN первого типа [с информацией можно ознакомиться в сети Интернет по адресу http://ru.wikipedia.org/wiki/Detroit_Truetrac] шестерни ведущих полуосей и сателлиты являются червячными парами. При этом каждая полуось имеет собственные сателлиты, которые парно связаны с сателлитами противоположной полуоси обычным прямозубым зацеплением. Ось сателлита перпендикулярна полуоси. При нормальном движении и равенстве передаваемых на полуоси моментов, червячные пары «сателлит/ведущая шестерня» либо остановлены, либо проворачиваются, обеспечивая разницу угловых скоростей полуосей в повороте. Как только дифференциал пытается отдать момент на одну из полуосей, то червячную пару этой полуоси начинает расклинивать и блокировать с чашкой дифференциала, что приводит к частичной блокировке дифференциала. Данная конструкция работает в большом диапазоне отношений крутящего момента - от 2.5/1 до 5.0/1. Диапазон срабатывания регулируется углом наклона зубцов червяка. Самоблокирующие дифференциалы TORSEN, в которых в качестве пары трения выступает червячная передача, описаны в патентах первого изобретателя таких конструкций - Вернона Глизмана [US 2,628,508; US 2,859,641; US 3,884,096]. Несмотря на значительное увеличение возможностей автомобиля при использовании самоблокирующихся дифференциалов, конструкция обладает рядом недостатков. Это вызвано тем, что в нормальных условиях (при хорошем сцеплении колес с дорогой) при движении по дуге самоблокирующийся дифференциал препятствует вращению колес, вызывая износ шин, повышенный расход топлива и ухудшая управляемость автомобиля. Также дифференциал довольно сложен в изготовлении, состоит из множества деталей и сильно подвержен износу при работе.In the TORSEN differential of the first type [information can be found on the Internet at http://ru.wikipedia.org/wiki/Detroit_Truetrac] the gears of the leading axles and the satellites are worm pairs. Moreover, each half-axis has its own satellites, which are paired with the satellites of the opposite half-axis by conventional spur gearing. The axis of the satellite is perpendicular to the axis. With normal movement and the equality of the moments transmitted on the half-axis, the satellite / pinion worm pairs are either stopped or cranked, providing a difference in the angular speeds of the half-axes in the rotation. As soon as the differential tries to give a moment to one of the half shafts, the worm pair of this half shafts begins to wedge and block with the differential cup, which leads to a partial blocking of the differential. This design works in a wide range of torque ratios - from 2.5 / 1 to 5.0 / 1. The response range is governed by the angle of inclination of the worm teeth. TORSEN self-locking differentials, in which a worm gear acts as a friction pair, are described in the patents of the first inventor of such designs - Vernon Gliesman [US 2,628,508; US 2,859,641; US 3,884,096]. Despite the significant increase in vehicle capabilities when using self-locking differentials, the design has several disadvantages. This is due to the fact that under normal conditions (with good adhesion of the wheels to the road) when driving in an arc, the self-locking differential prevents the wheels from rotating, causing tire wear, increased fuel consumption and worsening the car's handling. The differential is also quite difficult to manufacture, consists of many parts and is highly susceptible to wear during operation.

В качестве прототипа выбран самоблокирующийся дифференциал по патенту RU 2465499. Дифференциал содержит корпус, в котором размещена ось с двумя основными сателлитами и взаимодействующие с ними две полуосевые шестерни, закрепленные на колесных полуосях. В корпусе также размещены два блокирующих сателлита, закрепленных на общей собственной оси, при этом диаметр блокирующих сателлитов меньше, чем диаметр основных сателлитов, и оба блокирующих сателлита находятся в постоянном зацеплении с одной из полуосевых шестерен. Ось блокирующих сателлитов перпендикулярна колесным полуосям, то есть перпендикулярна оси симметрии дифференциала и ее концы размещены в диаметрально расположенных окнах, выполненных в корпусе. Ось блокирующих сателлитов снабжена средством, ограничивающим ее угол поворота, выполненным в виде блокирующей муфты - цилиндрического кольца, свободно охватывающего цилиндрическую часть корпуса с обеспечением возможности осевого перемещения вдоль корпуса. Блокирующая муфта снабжена фигурными окнами для прохода оси блокирующих сателлитов. Каждая прорезь имеет, в основном, форму равнобедренной трапеции. Ось блокирующих сателлитов ограничена в перемещении высотой окна корпуса или осью основных сателлитов. Осевое перемещение блокирующей муфты обеспечивает рычаг управления, который позволяет водителю транспортного средства дистанционно управлять дифференциалом при его работе (вращении). В таком исполнении дифференциал в зависимости от положения рычага управления может быть приведен в состояние автоматической блокировки или будет работать классическим (свободным) образом.As a prototype, a limited-slip differential according to patent RU 2465499 is selected. The differential contains a housing in which an axis with two main satellites and two half-axis gears attached to them are mounted on the wheel half-axles and interacting with them. The housing also has two locking satellites mounted on a common axis, while the diameter of the locking satellites is smaller than the diameter of the main satellites, and both locking satellites are in constant engagement with one of the semi-axial gears. The axis of the locking satellites is perpendicular to the axle wheels, that is, perpendicular to the axis of symmetry of the differential and its ends are placed in diametrically located windows made in the housing. The axis of the locking satellites is equipped with a tool that limits its angle of rotation, made in the form of a locking sleeve - a cylindrical ring, freely covering the cylindrical part of the housing with the possibility of axial movement along the housing. The locking clutch is equipped with curly windows for passage of the axis of the locking satellites. Each slot has a generally isosceles trapezoid shape. The axis of the blocking satellites is limited in movement by the height of the case window or by the axis of the main satellites. The axial movement of the locking clutch provides a control lever that allows the driver of the vehicle to remotely control the differential during its operation (rotation). In this design, the differential, depending on the position of the control lever, can be brought into a state of automatic blocking or will work in a classic (free) way.

Основным недостатком прототипа является его недостаточно высокая надежность.The main disadvantage of the prototype is its lack of reliability.

Дифференциал по прототипу может работать в двух режимах, дистанционно задаваемых водителем - режим свободного вращения и режим самоблокирования.The prototype differential can operate in two modes remotely set by the driver - free rotation mode and self-locking mode.

В режиме самоблокирования, дифференциал автоматически блокируется при начале вращения полуосевых шестерен и связанных с ними колес с разными скоростями. Процесс блокирования связан с перемещением оси блокирующих сателлитов на некоторый угол, необходимый для ввода блокирующих сателлитов в зацепление с основными сателлитами. При движении автомобиля в режиме самоблокирования по криволинейной траектории или по грунту с разными коэффициентами трения (лед то под правым колесом, то под левым), дифференциал будет постоянно срабатывать, блокирующая ось будет находится в движении, а блокирующие сателлиты постоянно будут замыкаться и размыкаться с основными сателлитами.In the self-locking mode, the differential is automatically locked at the start of the rotation of the semi-axial gears and associated wheels with different speeds. The blocking process is associated with the displacement of the axis of the blocking satellites by a certain angle, necessary to enter the blocking satellites into engagement with the main satellites. When the car moves in self-locking mode along a curved path or on the ground with different friction coefficients (ice is either under the right wheel or under the left), the differential will constantly operate, the blocking axis will be in motion, and the blocking satellites will constantly close and open with the main satellites.

Таким образом, в определенных неблагоприятных условиях, движение автомобиля будет сопровождаться рывками и ударами, а при высоких скоростях движения это может спровоцировать занос и даже поломку механизма.Thus, in certain adverse conditions, the movement of the car will be accompanied by jerks and bumps, and at high speeds this can provoke a skid and even breakdown of the mechanism.

Задача, решаемая полезной моделью -повышение надежности работы устройства.The task solved by the utility model is to increase the reliability of the device.

Достигаемый технический результат - обеспечения принудительного блокирования без проскальзывания, за счет того, что в режиме жесткой блокировки блокирующие сателлиты постоянно находятся в зацеплении с соответствующими шестернями, что исключает возникновения ударных нагрузок при переходе из одного режима в другой.The technical result achieved is the provision of forced blocking without slipping, due to the fact that in the rigid blocking mode the locking satellites are constantly engaged with the corresponding gears, which eliminates the occurrence of shock loads when switching from one mode to another.

Поставленная задача решается изменением конструкции. Заявляемый дифференциал принудительного блокирования имеет корпус, в котором размещена ось с основными сателлитами и взаимодействующие с ними полуосевые шестерни, а также блокирующие сателлиты, закрепленные на собственной оси. Диаметр блокирующих сателлитов меньше, чем диаметр основных сателлитов, ось блокирующих сателлитов перпендикулярна оси вращения дифференциала, и ее концы проходят через диаметрально расположенные окна корпуса. Дифференциал имеет также цилиндрическое блокирующее кольцо, установленное на корпусе коаксиально его цилиндрической части. От прототипа отличается тем, что ось блокирующих сателлитов выполнена коленчатой (состоит из двух параллельных друг другу полуосей). Концы оси блокирующих сателлитов закреплены на цилиндрическом блокирующем кольце, которое установлено с обеспечением возможности осевого вращения относительно корпуса. При этом каждый из блокирующих сателлитов установлен с обеспечением возможности взаимодействия с одной из полуосевых шестерен. Цилиндрическое блокирующее кольцо снабжено двухпозиционным фиксатором, фиксирующим его относительно корпуса в двух положениях - режим «свободное вращение дифференциала» и режим «заблокировано», а также снабжено средством перехода из одного из указанных положений в другое.The problem is solved by changing the design. The inventive differential differential locking has a housing in which the axis is located with the main satellites and the semi-axial gears interacting with them, as well as locking satellites mounted on its own axis. The diameter of the locking satellites is smaller than the diameter of the main satellites, the axis of the locking satellites is perpendicular to the axis of rotation of the differential, and its ends pass through diametrically located windows of the case. The differential also has a cylindrical locking ring mounted on the housing coaxially with its cylindrical part. It differs from the prototype in that the axis of the locking satellites is cranked (consists of two semi-axes parallel to each other). The ends of the axis of the locking satellites are mounted on a cylindrical locking ring, which is installed with the possibility of axial rotation relative to the housing. Moreover, each of the blocking satellites is installed with the possibility of interaction with one of the semi-axial gears. The cylindrical locking ring is equipped with a two-position lock that fixes it relative to the housing in two positions - the "differential rotation" mode and the "locked" mode, and is also equipped with a means of transition from one of these positions to another.

Двухпозиционный фиксатор может быть выполнен в виде подпружиненного шарика, взаимодействующего двумя ответными лунками на торцевой части цилиндрического блокирующего кольца. В предпочтительном варианте исполнения двухпозиционный фиксатор выполнен в виде подпружиненного штифта с полусферой на конце, которая взаимодействует с лунками.The two-position lock can be made in the form of a spring-loaded ball interacting with two response holes on the end of the cylindrical blocking ring. In a preferred embodiment, the two-position lock is made in the form of a spring-loaded pin with a hemisphere at the end that interacts with the holes.

Средство перехода из одного из указанных положений в другое выполнено в виде внешнего тормоза, например, ленточного, или предпочтительно, электромагнитного колодочного.The means of transition from one of these positions to another is made in the form of an external brake, for example, a tape, or preferably electromagnetic shoe.

Для того, чтобы лучше продемонстрировать отличительные особенности полезной модели, в качестве примера, не имеющего какого-либо ограничительного характера, ниже описан предпочтительный вариант реализации.In order to better demonstrate the distinctive features of the utility model, as an example, not having any restrictive nature, the preferred embodiment is described below.

Пример реализации иллюстрируется Фигурами чертежей, на которых представлено:An example implementation is illustrated by the figures of the drawings, which show:

Фиг. 1 - дифференциал, внешний вид (схематично), реализация с двухпозиционным штифтовым подпружиненным фиксатором и внешним тормозом в виде электромагнитной колодки.FIG. 1 - differential, appearance (schematically), implementation with a two-position spring-loaded pin lock and an external brake in the form of an electromagnetic pad.

Фиг. 2 - элементы, расположенные внутри корпуса дифференциала (схема с пространственным разделением).FIG. 2 - elements located inside the differential case (spatial separation scheme).

Принудительно блокируемый дифференциал содержит корпус 1, на который коаксиально его цилиндрической части, свободно надето цилиндрическое блокирующее кольцо 2 с возможностью осевого вращения относительно корпуса. Для наглядности корпус 1 на Фиг. 2 нарисован разорванным в поперечной плоскости. В корпусе 1 размещена ось 3 с двумя основными сателлитами 4 и взаимодействующие с ними две полуосевые шестерни 5 и 6, закрепленные на колесных полуосях 7. В корпусе также размещены два блокирующих сателлита 8, закрепленных на общей оси 9, при этом диаметр блокирующих сателлитов 8 меньше, чем диаметр основных сателлитов 4. Шестерни и сателлиты выполнены коническими.The force-locked differential comprises a housing 1, on which, coaxially of its cylindrical part, a cylindrical locking ring 2 is freely put on with the possibility of axial rotation relative to the housing. For clarity, the housing 1 in FIG. 2 is drawn torn in the transverse plane. The axle 3 with two main satellites 4 and the two semi-axial gears 5 and 6 interacting with them and mounted on the wheel axles 7 are housed in the housing 1. The housing also has two locking satellites 8 mounted on a common axis 9, while the diameter of the locking satellites 8 is less than the diameter of the main satellites 4. The gears and satellites are made bevel.

Общая ось 9 блокирующих сателлитов 8 выполнена коленчатой. Она состоит из двух параллельных друг другу полуосей, смещенных относительно друг друга в продольной осевой плоскости дифференциала с образованием -образной формы, что обеспечивает зацепление каждого из блокирующих сателлитов только с одной полуосевой шестерней и зазор - с другой полуосевой шестерней.The common axis 9 of the locking satellites 8 is cranked. It consists of two semi-axes parallel to each other, offset relative to each other in the longitudinal axial plane of the differential with the formation -shaped, which ensures the engagement of each of the blocking satellites with only one semi-axial gear and the gap with the other semi-axial gear.

Полуоси, образующие ось 9, перпендикулярны колесным полуосям 7, то есть перпендикулярны оси продольной симметрии дифференциала. Концы коленчатой оси 9 проходят через диаметрально расположенные окна 10 в корпусе 1 и закреплены на блокирующем кольце 2 с помощью резьбовых элементов 11, ввинчиваемых в торцы оси 9 через соответствующие отверстия (со смещением по продольной оси дифференциала) в блокирующем кольце 2. Концы оси 3 установлены в отверстиях корпуса 1. Взаимное перемещение оси 3 основных сателлитов и оси 9 блокирующих сателлитов обеспечено пазами 12, выполненными в осях. Установка внутренних элементов в неразъемном корпусе осуществляется через окна 10, размер которых определяется, исходя из размеров шестерен и осей.The semiaxes forming the axis 9 are perpendicular to the wheel axles 7, that is, perpendicular to the axis of longitudinal symmetry of the differential. The ends of the crankshaft axis 9 pass through diametrically located windows 10 in the housing 1 and are mounted on the blocking ring 2 with threaded elements 11 screwed into the ends of the axis 9 through the corresponding holes (offset along the longitudinal axis of the differential) in the blocking ring 2. The ends of the axis 3 are installed in the openings of the housing 1. Mutual movement of the axis 3 of the main satellites and the axis 9 of the locking satellites is provided with grooves 12 made in the axes. The installation of internal elements in an integral housing is carried out through windows 10, the size of which is determined based on the size of the gears and axles.

Дифференциал способен функционировать в двух режимах - "свободное вращение" и "заблокировано". Для этой цели он снабжен двухпозиционным фиксатором. Двухпозиционный фиксатор может быть выполнен любым приемлемым способом, например, в форме шарикового фиксатора (подпружиненный шарик, установленный в лунке на фланце корпуса). С учетом того, что при эксплуатации дифференциал испытывает значительные колебательные нагрузки целесообразно использовать штифт 13 с полусферой на рабочем конце. Штифт 13 установлен в продольном отверстии в корпусе 1, выполненном на его фланце (показано на Фиг. 1). Штифт 13 установлен на пружине 14, что обеспечивает его осевое перемещение. Ответной частью является фигурный паз 15 волнообразной формы, выполненный на торце цилиндрического блокирующего кольца 2. Впадины паза 15 образуют посадочные лунки.The differential is able to operate in two modes - "free rotation" and "blocked." For this purpose, it is equipped with a two-position lock. The two-position retainer can be made in any suitable way, for example, in the form of a ball retainer (a spring-loaded ball mounted in the hole on the housing flange). Given that during operation the differential experiences significant vibrational loads, it is advisable to use a pin 13 with a hemisphere at the working end. The pin 13 is installed in a longitudinal hole in the housing 1, made on its flange (shown in Fig. 1). The pin 13 is mounted on the spring 14, which ensures its axial movement. The counterpart is a figured groove 15 of a wave-like shape, made at the end of the cylindrical blocking ring 2. The hollows of the groove 15 form the landing holes.

Средство перехода из режима "свободного вращения" в режим "заблокировано" может быть выполнено любым приемлемым образом, например, в виде внешнего тормоза для блокирующего кольца, который приводится в действие по команде управления, подаваемой водителем транспортного средства.The means of transition from the "free rotation" to the "locked" mode can be performed in any suitable way, for example, in the form of an external brake for the locking ring, which is activated by a control command from the vehicle driver.

Внешний тормоз может быть выполнен ленточным (лента, охватывает блокирующее кольцо и приводится в режим торможения путем натяга с помощью рычажной или электромагнитной системы) или может быть электромагнитным колодочным тормозом 16 (см. Фиг. 1), закрепленным на неподвижном корпусе редуктора.The external brake can be performed by a tape (the tape covers the blocking ring and is brought into braking mode by tightening with the help of a lever or electromagnetic system) or it can be an electromagnetic shoe brake 16 (see Fig. 1), mounted on a fixed gear case.

Дифференциал работает следующим образом. Возможно функционирование дифференциала в двух режимах: - Режим «свободное вращение дифференциала».The differential works as follows. It is possible to operate the differential in two modes: - The "free rotation of the differential" mode.

В этом режиме блокировка выключена, внешний тормоз обесточен и его колодка отстоит от наружной поверхности блокирующего кольца с обеспечением зазора, и дифференциал работает, допуская вращение полуосей 7 (а, соответственно, колес) с разными скоростями. При этом сферическая головка стержня 13 заглублена в одну из лунок паза 15.In this mode, the lock is turned off, the external brake is de-energized and its block is separated from the outer surface of the blocking ring with a clearance, and the differential works, allowing the rotation of the axles 7 (and, accordingly, the wheels) at different speeds. When this spherical head of the rod 13 is recessed into one of the holes of the groove 15.

- Режим "заблокировано". В этом режиме полуоси 7 вращаются с корпусом дифференциала 1 как одно целое.- "Locked" mode. In this mode, the axles 7 rotate with the differential case 1 as a whole.

Переход из одного режима в другой осуществляется поворотом блокирующего 2 кольца относительно корпуса 1 дифференциала на задаваемый фиксатором (конфигурацией фигурного паза 15) угол. Для этого водитель должен привести транспортное средство в движение с одновременным кратковременным включением электромагнитного тормоза 16, подачей соответствующего сигнала с пульта управления (сигнал ручного управления). При кратковременном взаимодействии блокирующего кольца 2 с колодкой тормоза, кольцо 2 поворачивается на заданный угол относительно корпуса 1 дифференциала в сторону, противоположную вращению корпуса дифференциала, вызванного движением транспортного средства.The transition from one mode to another is carried out by turning the locking ring 2 relative to the differential housing 1 by an angle set by the lock (configuration of the figured groove 15). For this, the driver must set the vehicle in motion while simultaneously activating the electromagnetic brake 16 by applying a corresponding signal from the control panel (manual signal). In the short-term interaction of the locking ring 2 with the brake pad, the ring 2 is rotated by a predetermined angle relative to the differential housing 1 in the direction opposite to the rotation of the differential housing caused by the movement of the vehicle.

При этом подпружиненный штифт 13, проскальзывая сферической головкой по поверхности паза 15, попадает во вторую лунку и фиксирует блокирующее кольцо 2 в этом положении, препятствуя его случайным перемещениям от вибрации и инерционных моментов, возникающих при движении транспортного средства, и "несанкционированному" переходу из одного режима в другой.In this case, the spring-loaded pin 13, sliding with a spherical head along the surface of the groove 15, enters the second hole and fixes the locking ring 2 in this position, preventing it from accidentally moving from vibration and inertial moments that occur when the vehicle is moving, and “unauthorized” passage from one regime in another.

В режиме "свободное вращение дифференциала» блокирующее кольцо 2, вместе с закрепленной на нем коленчатой осью 9 и блокирующими сателлитами 8, зафиксировано на корпусе 1 дифференциала при помощи штифта 13 в таком положении, что между блокирующими сателлитами 8 и рабочими сателлитами 4 есть зазор, допускающий их вращение друг относительно друга. При этом блокирующие сателлиты 8 находятся в зацеплении только с полуосевыми шестернями 5 и 6. При движении транспортного средства по прямой и при одинаковых силах сцепления колес, вращение корпуса 1 передается основными сателлитами 4 (через закрепленную на корпусе ось 3) полу осевым шестерням 5 и 6 и, соответственно, полуосям 7, вращающим колеса.In the "free differential rotation" mode, the locking ring 2, together with the crankshaft 9 mounted on it and the locking satellites 8, is fixed on the differential housing 1 using a pin 13 in such a position that there is a gap between the locking satellites 8 and the working satellites 4, allowing their rotation relative to each other, while the locking satellites 8 are engaged only with the semi-axial gears 5 and 6. When the vehicle moves in a straight line and with the same wheel adhesion forces, the rotation of the housing 1 edaetsya main satellites 4 (via fixed to the housing axis 3) half-axial pinions 5 and 6 and, respectively, 7 semiaxes, the rotating wheel.

При повороте транспортного средства полуосевые шестерни 5 и 6, благодаря основным сателлитам 4, начинают вращаться в корпусе 1 в противоположные относительно корпуса дифференциала 1 стороны. Блокирующие сателлиты 8, находясь в зацеплении каждый только с одной полуосевой шестерней, начинают вращаться на коленчатой оси 9, закрепленной в блокирующем кольце 2 винтами 11, не препятствуя этому.When turning the vehicle, the semi-axial gears 5 and 6, due to the main satellites 4, begin to rotate in the housing 1 in opposite directions relative to the differential housing 1. The locking satellites 8, being engaged each with only one semi-axial gear, begin to rotate on the crankshaft 9, fixed in the locking ring 2 with screws 11, without interfering with this.

При работе в режиме "заблокировано" блокирующее кольцо 2 повернуто относительно корпуса 1 дифференциала на заданный формой паза 15 угол, блокирующие сателлиты 8, находясь в зацеплении со своими полуосевыми шестернями 5 и 6 входят в зацепление с основными сателлитами 4. Каждый блокирующий сателлит 8, находясь в зацеплении со своей полуосевой шестерней и со своим основным сателлитом, исключает возможность взаимного вращения шестерен только в одну сторону - навстречу друг другу. Благодаря тому, что ось блокирующих сателлитов 9, выполнена коленчатой, один блокирующий сателлит не допускает взаимное вращение полуосевых шестерен в одну сторону, а второй блокирующий сателлит - в другую. В этом положении исключается возможность вращения полу осевых шестерен относительно корпуса 1 в обе стороны. При повороте блокирующего кольца механизм как бы "заклинивается", обе полуоси 7 начинают работать как единая неразрезная ось независимо от направления вращения корпуса дифференциала направления сил действующих на полуоси (колеса).When operating in the “locked” mode, the locking ring 2 is rotated relative to the differential housing 1 by an angle defined by the shape of the groove 15, the locking satellites 8, being engaged with their semi-axial gears 5 and 6, are engaged with the main satellites 4. Each locking satellite 8, being in engagement with its semiaxial gear and with its main satellite, eliminates the possibility of mutual rotation of the gears only in one direction - towards each other. Due to the fact that the axis of the blocking satellites 9 is cranked, one blocking satellite does not allow mutual rotation of the semi-axial gears in one direction, and the second blocking satellite in the other. In this position, the possibility of rotation of the semi-axial gears relative to the housing 1 in both directions is excluded. When the locking ring is rotated, the mechanism “wedges”, both half shafts 7 begin to work as a single continuous axis, regardless of the direction of rotation of the differential housing of the direction of forces acting on the half shafts (wheels).

Таким образом, заявляемый дифференциал по команде водителя (ручное управление) переходит из свободного режима симметричного конического дифференциала в режим блокирования без проскальзывания - режим, когда обе полуоси не имеют возможности взаимного поворота и работают как единая ось.Thus, the claimed differential at the command of the driver (manual control) goes from the free mode of the symmetrical conical differential to the blocking mode without slipping - a mode where both axles do not have the possibility of mutual rotation and work as a single axis.

Это позволяет водителю лучше прогнозировать поведение автомобиля и повышает безопасность при управлении. Надежность работы, ресурс механизма увеличен благодаря отсутствию ударных нагрузок на блокирующие сателлиты. В режиме жесткой блокировки блокирующие сателлиты постоянно находятся в зацеплении с соответствующими шестернями, тогда как в прототипе, блокирующие сателлиты способны входить и выходить из зацепления для осуществления блокирования.This allows the driver to better predict the behavior of the car and improves safety when driving. Reliability of operation, the resource of the mechanism is increased due to the absence of shock loads on the blocking satellites. In the hard lock mode, the locking satellites are constantly engaged with the corresponding gears, whereas in the prototype, the locking satellites are able to enter and exit the mesh to effect blocking.

Легкость перехода механизма из одного режима в другой обусловлена одновременным использованием сил движущих автомобиль (вращение трансмиссии) и дистанционного электромагнитного тормоза. Это позволило упростить механизм управления блокируемого дифференциала.The ease of transition of the mechanism from one mode to another is due to the simultaneous use of the forces driving the car (rotation of the transmission) and a remote electromagnetic brake. This made it possible to simplify the control mechanism of the locked differential.

Простейший механизм фиксации положения блокирующего кольца, определяющий режим работы механизма, исключает возможность его «недовключения» и самопроизвольного изменения режима работы из-за инерционных и динамических нагрузок, возникающих при движении автомобиля.The simplest mechanism for fixing the position of the locking ring, which determines the mode of operation of the mechanism, eliminates the possibility of its “non-inclusion” and spontaneous changes in the mode of operation due to inertial and dynamic loads that occur when the car moves.

В заявляемом механизме водитель сам по команде с пульта управления автомобилем вводит блокирующие сателлиты в зацепление с основными (при включении) поворотом блокирующего кольца. При движении автомобиля блокирующие сателлиты уже находясь в зацеплении препятствуют вращению полуосевых шестерен без холостого перемещения и соответственно без удара. Ударная нагрузка, характерная для прототипа, вызванная автоматическим перемещением блокирующих сателлитов в режиме самоблокирования - в заявленной конструкции исключена.In the claimed mechanism, the driver himself, on command from the control panel of the car, enters the locking satellites into engagement with the main ones (when turned on) by turning the locking ring. When the car is moving, the locking satellites, being already engaged, prevent the rotation of the semi-axial gears without idle movement and, accordingly, without impact. The shock load characteristic of the prototype caused by the automatic movement of the locking satellites in the self-locking mode is excluded in the claimed design.

Claims

1. The differential of the vehicle, having a housing in which the axis with the main satellites and the semi-axial gears interacting with them, as well as the locking satellites mounted on its own axis, are located, the diameter of the locking satellites is less than the diameter of the main satellites, the axis of the locking satellites is perpendicular to the axis of rotation of the differential , and its ends pass through diametrically located windows of the housing, the differential also has a cylindrical locking ring mounted on the housing coaxially with its cylinder part, characterized in that the axis of the locking satellites is cranked and its ends are mounted on a cylindrical locking ring, which is mounted with the possibility of axial rotation relative to the housing, each of the locking satellites is mounted to interact with one of the semi-axial gears, while the cylindrical locking ring is provided a two-position lock that fixes it relative to the housing in two positions - the mode "free rotation of the differential" and the mode is "locked", and also It is a means of transition from one of these modes to another.

2. The differential according to claim 1, characterized in that the on-off lock is made in the form of a spring-loaded pin with a hemisphere at the end, interacting with two response holes on the end of the cylindrical blocking ring.

3. The differential according to claim 1, characterized in that the on-off lock is made in the form of a spring-loaded ball interacting with two response holes on the end of the cylindrical blocking ring.

4. The differential according to claim 1, characterized in that the said means of transition from one of these modes to another is made in the form of an external brake.

5. The differential according to claim 4, characterized in that the external brake is electromagnetic shoe.

6. The differential according to claim 4, characterized in that the external brake is made of a belt.