RU2266448C2 - Differential for vehicle - Google Patents
Differential for vehicle Download PDFInfo
- Publication number
- RU2266448C2 RU2266448C2 RU2003116306/11A RU2003116306A RU2266448C2 RU 2266448 C2 RU2266448 C2 RU 2266448C2 RU 2003116306/11 A RU2003116306/11 A RU 2003116306/11A RU 2003116306 A RU2003116306 A RU 2003116306A RU 2266448 C2 RU2266448 C2 RU 2266448C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- satellites
- housing
- differential
- gear
- electric motor
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к транспортному машиностроению, в частности к механизмам привода ведущих колес транспортных средств.The invention relates to transport machinery, in particular to mechanisms for driving the drive wheels of vehicles.
Известен дифференциал транспортного средства, содержащий корпус, в котором размещены крестовина с сателлитами, шестерни, установленные посредством шлицевых соединений на полуосях и находящиеся в зацеплении с упомянутыми сателлитами, и механизм блокировки, имеющий зубчатую муфту, установленную на шлицах одной полуоси, которая при блокировании посредством пневмопривода входит в зацепление с зубчатым венцом, нарезанным на корпусе дифференциала. Управление устройством осуществляется водителем вручную (см. Осепчугов В.В., Фрумкин А.К. Автомобиль. Анализ конструкций, элементы расчета: Учебник для студентов вузов по специальности "Автомобили и автомобильное хозяйство". - М.: Машиностроение, 1989, с.153).A vehicle differential is known, comprising a housing in which a crosspiece with satellites is placed, gears mounted by means of splined joints on the axle shafts and engaged with said satellites, and a locking mechanism having a gear clutch mounted on the slots of one axle shaft, which when blocked by a pneumatic drive engages with a ring gear cut on the differential case. The device is controlled by the driver manually (see Osepchugov VV, Frumkin AK. Automobile. Structural analysis, calculation elements: Textbook for university students with a degree in Automobiles and Automotive Economy. - M.: Mechanical Engineering, 1989, p. 153).
Недостатком данного устройства является низкая эффективность его работы вследствие того, что оно обеспечивает высокие показатели проходимости только при условии своевременного включения и выключения механизма блокировки, что определяется правильностью и своевременностью действий водителя.The disadvantage of this device is the low efficiency of its operation due to the fact that it provides high throughput only if the lock mechanism is turned on and off on time, which is determined by the correctness and timeliness of the driver’s actions.
Наиболее близким к предлагаемому техническим решением является дифференциал транспортного средства, содержащий корпус, в котором размещены крестовина с сателлитами, полуосевые шестерни, установленные посредством шлицевых соединений на полуосях и находящиеся в зацеплении с упомянутыми сателлитами, и гидравлическую муфту блокировки, заполненную вязкой жидкостью, имеющую корпус с ведущими фрикционными дисками, связанный с одной из полуосевых шестерен, и ведомые фрикционные диски, связанные с корпусом дифференциала (см. Осепчугов В.В., Фрумкин А.К. Автомобиль: Анализ конструкций, элементы расчета: Учебник для студентов вузов по специальности "Автомобили и автомобильное хозяйство". - М.: Машиностроение, 1989, с.162).Closest to the proposed technical solution is the differential of the vehicle, comprising a housing in which a crosspiece with satellites, semi-axial gears mounted by means of splined joints on the axles and engaged with said satellites, and a hydraulic lock clutch filled with a viscous fluid having a housing with leading friction disks connected to one of the semi-axial gears, and driven friction disks connected to the differential case (see Osepchugov V.V., F rumkin AK Car: Structural analysis, calculation elements: A textbook for university students with a degree in Automobiles and Automotive Economy. - M.: Mechanical Engineering, 1989, p.162).
Данное устройство позволяет автоматически блокировать дифференциал при буксовании одного из ведущих колес.This device allows you to automatically lock the differential when slipping one of the drive wheels.
Недостатками данного технического решения является недостаточная эффективность работы вследствие неуправляемых блокирующих свойств и распределения большего крутящего момента только на колесо, проходящее меньший путь, что приводит к блокированию дифференциала во всех случаях возникновения разных угловых скоростей ведущих колес (например, при маневрировании в узком пространстве) и ухудшению управляемости автомобиля.The disadvantages of this technical solution is the lack of efficiency due to uncontrolled blocking properties and the distribution of more torque only to the wheel that travels the shorter path, which leads to differential blocking in all cases of different angular speeds of the drive wheels (for example, when maneuvering in a narrow space) and deterioration car handling.
Изобретение решает задачу повышения эффективности работы дифференциала.The invention solves the problem of increasing the efficiency of the differential.
Указанный технический результат достигается тем, что дифференциал транспортного средства, содержащий корпус, в котором размещены крестовина с сателлитами, полуосевые шестерни, установленные посредством шлицевых соединений на полуосях и находящиеся в зацеплении с упомянутыми сателлитами, и гидравлическую муфту блокировки, заполненную вязкой жидкостью, имеющую корпус с ведущими фрикционными дисками, и ведомые фрикционные диски, связанные с корпусом дифференциала, дополнительно оснащен системой управления, содержащей блок управления, электрический двигатель и датчики угловой скорости, крутящего момента, линейной скорости и угла поворота рулевого колеса, соединенные между собой посредством электрических цепей, и планетарной передачей, содержащей водило, в котором на осях размещены два ряда сателлитов, находящиеся в зацеплении между собой, солнечную и эпициклическую шестерни, находящиеся в зацеплении с одним из упомянутых рядов сателлитов, причем солнечная шестерня соединена с одной из полусосевых шестерен, водило - с электрическим двигателем, а эпициклическая шестерня - с корпусом гидравлической муфты блокировки.The specified technical result is achieved in that the differential of the vehicle, comprising a housing in which a crosspiece with satellites are placed, semi-axial gears mounted by splined joints on the axle shafts and engaged with said satellites, and a hydraulic lock clutch filled with a viscous fluid having a housing with leading friction disks, and driven friction disks associated with the differential housing, is additionally equipped with a control system containing a control unit, an electric motor and sensors of angular speed, torque, linear speed and angle of rotation of the steering wheel, interconnected by means of electric circuits, and a planetary gear containing a carrier, in which the axles are two rows of satellites engaged with each other, solar and epicyclic gears meshed with one of the aforementioned rows of satellites, with the sun gear connected to one of the semi-axial gears, the carrier gear to an electric motor, and the epicyclic gear shed - with the housing of the hydraulic lock clutch.
Оснащение дифференциала транспортного средства системой управления, содержащей блок управления, электрический двигатель и датчики угловой скорости, крутящего момента, линейной скорости и угла поворота рулевого колеса, соединенные между собой посредством электрических цепей, и планетарной передачей, содержащей водило, в котором на осях размещены два ряда сателлитов, находящиеся в зацеплении между собой, солнечную и эпициклическую шестерни, находящиеся в зацеплении с одним из упомянутых рядов сателлитов, и соединение солнечной шестерни планетарной передачи с одной из полуосевых шестерен, водила - с электрическим двигателем, а эпициклической шестерни - с корпусом гидравлической муфты блокировки позволяют повысить эффективность работы дифференциала за счет управления блокирующим моментом и его распределением между ведущими колесами на основе данных об условиях движения, получаемых от датчиков.Equipping the differential of the vehicle with a control system comprising a control unit, an electric motor and sensors for angular speed, torque, linear speed and steering angle, interconnected by electric circuits, and a planetary gear containing a carrier, in which two rows are mounted on the axles satellites engaged with each other, the sun and epicyclic gears engaged with one of the said rows of satellites, and the connection of the sun gear and planetary gears from one of the semi-axial gears, the carrier - with an electric motor, and the epicyclic gear - with the case of the hydraulic lock clutch allow you to increase the efficiency of the differential by controlling the locking moment and its distribution between the drive wheels based on data on traffic conditions received from the sensors .
Предлагаемое техническое решение поясняется чертежом.The proposed technical solution is illustrated by the drawing.
Дифференциал содержит корпус 1, в котором расположена крестовина 2 с сателлитами 3, полуосевые шестерни 4, 5, находящиеся в зацеплении с сателлитами 3. Механизм блокировки дифференциала имеет гидравлическую муфту, связанную с дифференциалом и имеющую корпус 6, с ведущими 7 и ведомыми элементами 8, заполненный вязкой жидкостью. Для управления свойствами дифференциала он имеет планетарную передачу. С корпусом 6 гидравлической муфты связана эпициклическая шестерня 9 планетарной передачи. Эпициклическая шестерня 9 находится в зацеплении с сателлитами 10, находящимися в зацеплении с сателлитами 11. Сателлиты 10, 11 размещены на осях водила 12. В зацеплении с сателлитами 11 находится солнечная шестерня 13, соединенная с полуосевой шестерней 5.The differential comprises a housing 1, in which a crosspiece 2 with satellites 3 is located, semi-axial gears 4, 5, which are engaged with the satellites 3. The differential lock mechanism has a hydraulic coupling connected to the differential and having a housing 6, with leading 7 and driven elements 8, filled with a viscous liquid. To control the properties of the differential, it has a planetary gear. An epicyclic gear 9 of a planetary gear is connected to the housing 6 of the hydraulic clutch. The epicyclic gear 9 is meshed with the satellites 10, which are meshed with the satellites 11. The satellites 10, 11 are placed on the axes of the carrier 12. The sun gear 13 is engaged with the satellites 11, connected to the axle gear 5.
Система управления содержит блок управления 14, электродвигатель 15, датчики угловой скорости 16, крутящего момента 17, линейной скорости 18, угла поворота управляемых колес 19, соединенные между собой посредством электрических цепей. Электродвигатель 15 соединен с водилом 12 планетарной передачи.The control system comprises a control unit 14, an electric motor 15, sensors of angular speed 16, torque 17, linear speed 18, and the angle of rotation of the steered wheels 19, interconnected by electrical circuits. The electric motor 15 is connected to the planet carrier 12 of the planetary gear.
Дифференциал транспортного средства работает следующим образом.The differential of the vehicle is as follows.
При движении транспортного средства на основании датчиков 16, 17, 18, 19 непрерывно контролируется скорость движения транспортного средства, частоты вращения его ведущих колес и реализуемые на них крутящие моменты.When the vehicle is moving on the basis of sensors 16, 17, 18, 19, the vehicle’s speed, the speed of its drive wheels and the torques realized on them are continuously monitored.
При движении автомобиля в хороших по сцеплению условиях изменение радиуса качения ведущих колес будет обратно пропорционально передаваемому ими крутящему моменту. В этом случае на электродвигатель 15 напряжение не подается и он затормаживается. В результате этого останавливается водило 12 планетарной передачи. Так как солнечная 13 и эпициклическая 9 шестерни соединены между собой через два ряда сателлитов 10, 11, то частоты их вращения оказываются одинаковыми по величине и направлению. Взаимное смещение ведущих 7 и ведомых 8 элементов гидравлической муфты отсутствует, рабочая жидкость имеет минимальную вязкость и не оказывает сопротивления вращению деталей дифференциала.When the car is moving under good traction conditions, a change in the rolling radius of the drive wheels will be inversely proportional to the torque transmitted by them. In this case, no voltage is supplied to the electric motor 15 and it is braked. As a result, carrier 12 of the planetary gear stops. Since the solar 13 and epicyclic 9 gears are interconnected through two rows of satellites 10, 11, their rotation frequencies are the same in magnitude and direction. Mutual displacement of the leading 7 and driven 8 elements of the hydraulic coupling is absent, the working fluid has a minimum viscosity and does not resist the rotation of the differential parts.
При движении на повороте, а также во время преодоления неровностей при прямолинейном движении на электродвигатель 15 подается напряжение так, чтобы вращение водила 12 позволило корпусу 1 дифференциала и эпициклической шестерне 9 иметь одинаковые по величине и направлению частоты вращения. В этом случае взаимное смещение ведущих 7 и ведомых 8 элементов гидравлической муфты отсутствует, рабочая жидкость имеет минимальную вязкость и не оказывает сопротивления вращению деталей дифференциала.When driving in a bend, as well as during overcoming irregularities in rectilinear motion, a voltage is applied to the electric motor 15 so that the rotation of the carrier 12 allows the differential housing 1 and the epicyclic gear 9 to have the same speed and speed. In this case, there is no mutual displacement of the leading 7 and driven 8 elements of the hydraulic coupling, the working fluid has a minimum viscosity and does not resist the rotation of the differential parts.
При достижении ведущим колесом максимального значения коэффициента сцепления начнется его буксование, сопровождаемое уменьшением радиуса качения колеса и снижением реализуемого колесом крутящего момента. Таким образом, нарушится пропорциональность между изменением крутящего момента и радиуса качения. При этом блок управления 14 на основе сигналов от датчиков угловой скорости ведущих колес 16 и датчиков крутящего момента 17, подводимого к ним, а так же датчика линейной скорости автомобиля 18 формирует исполнительную команду для электродвигателя 15, пропорциональную величине рассогласования сигналов, подводимых от датчиков. Под действием электрического поля частота вращения электродвигателя увеличивается, В результате этого начинает вращаться водило 12 планетарной передачи. Так как солнечная 13 и эпициклическая 9 шестерни соединены между собой через два ряда сателлитов 10, 11, то частоты их вращения оказываются различными по величине и направлению. Возникает взаимное смещение ведущих 7 и ведомых 8 элементов гидравлической муфты, вязкость рабочей жидкости повышается, что приводит к увеличению сопротивления относительному перемещению ведущих 7 и ведомых 8 деталей гидравлической муфты и связанных с ними деталей дифференциала Это приводит к перераспределению крутящего момента, подводимого от дифференциала к ведущим колесам.When the drive wheel reaches the maximum value of the coefficient of adhesion, its slipping will begin, accompanied by a decrease in the rolling radius of the wheel and a decrease in the torque realized by the wheel. Thus, the proportionality between the change in torque and the rolling radius is violated. At the same time, the control unit 14, based on the signals from the angular velocity sensors of the driving wheels 16 and the torque sensors 17 supplied to them, as well as the linear velocity sensor of the vehicle 18 forms an executive command for the electric motor 15, which is proportional to the mismatch of the signals supplied from the sensors. Under the influence of an electric field, the rotational speed of the electric motor increases. As a result, the planet carrier 12 of the planetary gear begins to rotate. Since the solar 13 and epicyclic 9 gears are interconnected through two rows of satellites 10, 11, their rotation frequencies are different in magnitude and direction. Mutual displacement of the leading 7 and driven 8 elements of the hydraulic clutch occurs, the viscosity of the working fluid increases, which leads to an increase in resistance to relative movement of the leading 7 and driven 8 parts of the hydraulic clutch and related differential parts. This leads to a redistribution of the torque supplied from the differential to the leading wheels.
Изменяя частоту и направления вращения электродвигателя 15, можно регулировать разность частот вращения ведущих 7 и ведомых 8 элементов гидравлической муфты, а следовательно, и величину блокирующего момента. Кроме того, управление скоростью вращения ведущих элементов 7 гидравлической муфты позволит изменять характер распределения крутящих моментов по ведущим колесам: если ведущие элементы 7 будут отставать от элементов 8, то больший крутящий момент подведется к полуосевой шестерне 5, а если элементы 8 будут вращаться с большей частотой - к полуосевой шестерне 4.By changing the frequency and direction of rotation of the electric motor 15, it is possible to adjust the difference in the frequencies of rotation of the leading 7 and driven 8 elements of the hydraulic coupling, and therefore the value of the blocking moment. In addition, controlling the rotation speed of the driving elements 7 of the hydraulic clutch will allow you to change the nature of the distribution of torques on the drive wheels: if the driving elements 7 will lag behind the elements 8, then more torque will be brought to the axle gear 5, and if the elements 8 will rotate with a higher frequency - to the semi-axial gear 4.
Оснащение дифференциала транспортного средства системой управления, содержащей блок управления, электрический двигатель и датчики угловой скорости, крутящего момента, линейной скорости и угла поворота рулевого колеса, соединенные между собой посредством электрических цепей, и планетарной передачей, содержащей водило, в котором на осях размещены два ряда сателлитов, находящиеся в зацеплении между собой, солнечную и эпициклическую шестерни, находящиеся в зацеплении с одним из упомянутых рядов сателлитов, и соединение солнечной шестерни планетарной передачи с одной из полуосевых шестерен, водила - с электрическим двигателем, а эпициклической шестерни - с корпусом гидравлической муфты блокировки позволяют повысить эффективность работы дифференциала за счет управления блокирующим моментом и его распределением между ведущими колесами на основе данных об условиях движения, получаемых от датчиков.Equipping a vehicle differential with a control system comprising a control unit, an electric motor and sensors of angular speed, torque, linear speed and steering angle, interconnected by electric circuits, and a planetary gear containing a carrier, in which two rows are placed on the axles satellites engaged with each other, the sun and epicyclic gears engaged with one of the said rows of satellites, and the connection of the sun gear and planetary gears from one of the semi-axial gears, the carrier - with an electric motor, and the epicyclic gear - with the housing of the hydraulic lock clutch allow you to increase the efficiency of the differential by controlling the locking moment and its distribution between the drive wheels based on data on movement conditions received from the sensors .
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003116306/11A RU2266448C2 (en) | 2003-06-02 | 2003-06-02 | Differential for vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003116306/11A RU2266448C2 (en) | 2003-06-02 | 2003-06-02 | Differential for vehicle |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2003116306A RU2003116306A (en) | 2004-12-20 |
| RU2266448C2 true RU2266448C2 (en) | 2005-12-20 |
Family
ID=35869806
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2003116306/11A RU2266448C2 (en) | 2003-06-02 | 2003-06-02 | Differential for vehicle |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2266448C2 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103154582A (en) * | 2010-08-18 | 2013-06-12 | 马格纳斯泰尔汽车技术两合公司 | Torque transmission device |
| US9353847B2 (en) | 2010-12-15 | 2016-05-31 | BorgWarner Torq Transfer Systems AB | Torque vectoring device |
| RU203783U1 (en) * | 2020-03-12 | 2021-04-21 | Ринат Наильевич Халимов | Automatic CVT transmission with hydraulic throttle torque control |
-
2003
- 2003-06-02 RU RU2003116306/11A patent/RU2266448C2/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ОСЕПЧУГОВ В.В., ФРУМКИН А.К. Автомобиль: Анализ конструкций, элементы расчета. Учебник для студентов вузов по специальности «Автомобили и автомобильное хозяйство». - М.: Машиностроение, 1989, с.162. * |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103154582A (en) * | 2010-08-18 | 2013-06-12 | 马格纳斯泰尔汽车技术两合公司 | Torque transmission device |
| CN103154582B (en) * | 2010-08-18 | 2016-04-20 | 马格纳斯泰尔汽车技术两合公司 | Torque transmitter |
| US9353847B2 (en) | 2010-12-15 | 2016-05-31 | BorgWarner Torq Transfer Systems AB | Torque vectoring device |
| RU2598448C2 (en) * | 2010-12-15 | 2016-09-27 | БоргВарнер ТоркТрансфер Системс АБ | Torque vectoring device |
| RU203783U1 (en) * | 2020-03-12 | 2021-04-21 | Ринат Наильевич Халимов | Automatic CVT transmission with hydraulic throttle torque control |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7651426B2 (en) | Differential torque generator | |
| US6830530B2 (en) | Torque biasing planetary differential | |
| JPH0354031A (en) | Torque distribution controller for four-wheel drive vehicle | |
| GB2388877A (en) | Transfer unit with torque split determined by clutch control | |
| JPS6365534B2 (en) | ||
| US9109687B1 (en) | Differential system with a differential rate governed by an auxiliary electric motor and its associated method of operation | |
| JP7282748B2 (en) | Differential system including stepped planetary gear with differential ratio governed by variable speed motor and associated method of operation | |
| RU2266448C2 (en) | Differential for vehicle | |
| JPS62191229A (en) | Drive for automobile | |
| JPS62168715A (en) | Torque divider for vehicle | |
| CN112400074A (en) | Power transmission structure for improving steering characteristics of tracked vehicle | |
| RU2340472C2 (en) | Method for vehicle driveline control | |
| RU48921U1 (en) | VEHICLE TRANSMISSION | |
| US5263905A (en) | Arrangement for driving two wheels of the same axle in rotation, with a regulation of their rotational speeds | |
| Dobretsov et al. | Transmissions with controlled slipping of the friction mechanism in parallel power flow for tractors | |
| CN102230527B (en) | Mechanical antiskid differential | |
| RU2219076C1 (en) | Wheeled vehicle stepless transmission | |
| EP0984870B1 (en) | Transmission for four-wheel drive vehicle | |
| GB2394262A (en) | A differential with compound planetary gear sets having intermeshed planet gears | |
| RU32560U1 (en) | Vehicle differential | |
| RU2268426C2 (en) | Differential | |
| NO316065B1 (en) | Differential drive system, steering system with such differential drive system, and a belt vehicle with such steering system | |
| RU2226159C2 (en) | All-wheel-drive chassis self-locking differential | |
| CN201371869Y (en) | Steering-controlled and slip-turn differential off-road tractor | |
| US20030232682A1 (en) | Automatic variable ratio differential |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20060603 |