RU2324607C1

RU2324607C1 - Self-blocking differential of vehicle

Info

Publication number: RU2324607C1
Application number: RU2006142634/11A
Authority: RU
Inventors: Евгений Яковлевич Волосников (RU); Евгений Яковлевич Волосников; Евгений Валентинович Семенов (RU); Евгений Валентинович Семенов; Владимир Николаевич Золотарев (RU); Владимир Николаевич Золотарев
Original assignee: Евгений Яковлевич Волосников; Евгений Валентинович Семенов; Владимир Николаевич Золотарев
Priority date: 2006-12-01
Filing date: 2006-12-01
Publication date: 2008-05-20

Abstract

FIELD: mechanic.

SUBSTANCE: the self-blocking differential contains a power-driven shell with lids, in which half shaft elements are placed coaxially and connected with the half shaft. The half shaft elements, on their external surface, have spiral grooves with a semi-circular cross-section, the direction of which is reverse to that of the spiral, rolling elements (balls) filling the closed channels in the power-driven shell, in chains. The closed channels contain working grooves open for inserting ball segments into the spiral grooves. The longitudinal bypass channels and the side return channels are formed by slots in the lids and cuts around the perimeter of the distribution washers installed on the half shaft elements. The distribution washers have a diameter equal to the working groove dimension.

EFFECT: increases reliability of self-blocking differential.

2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к трансмиссиям транспортных средств и может быть использовано в дифференциальных приводах транспортных средств, выполненных с возможностью автоматической блокировки колес.The invention relates to transmissions of vehicles and can be used in differential drives of vehicles made with the possibility of automatic locking of the wheels.

Известен самоблокирующийся дифференциал транспортного средства, выбранный заявителем в качестве прототипа, содержащий приводной корпус с крышками, в котором соосно друг другу размещены связанные с полуосями полуосевые элементы, имеющие на внешней поверхности полукруглые в поперечном сечении винтовые канавки противоположного направления спирали, тела качения в виде шариков, заполняющие цепочками, выполненные в приводном корпусе с крышками замкнутые каналы, содержащие вскрытую для погружения сегментов шариков в винтовые канавки полуосевых элементов прямолинейную рабочую канавку, продольный обводной канал и боковые горообразные возвратные каналы, выполненные в крышках дифференциала. Продольный обводной канал выполнен с шириной больше одного и меньше двух диаметров шарика (см. описание изобретения SU №1507603, от. 7.11.87, опубл. 15.09.89, В60К 17/20, В.-О.А.Люси).A self-locking differential of a vehicle is known, selected by the applicant as a prototype, comprising a drive housing with covers, in which semi-axial elements connected to the semi-axes are arranged coaxially with helical grooves of the opposite direction of the helix, rolling elements in the form of balls, semicircular in cross section on the outer surface, closed channels, filled in chains, made in a drive housing with covers, containing the floor opened for immersion of ball segments in screw grooves axial rectilinear elements working groove, a longitudinal bypass passage and lateral toroid return channels formed in covers differential. The longitudinal bypass channel is made with a width of more than one and less than two diameters of the ball (see the description of the invention SU No. 1507603, from. 7.11.87, publ. 15.09.89, B60K 17/20, V.-O.A. Lyusi).

К недостаткам прототипа следует отнести низкую надежность конструкции самоблокирующегося дифференциала вследствие недостаточной площадью контакта поверхности шариков с контактирующими поверхностями в горообразных возвратных каналах, вызывающей большие нагрузки на шарики, где нагрузка на шарики возрастает на порядок выше, чем в остальных ветвях замкнутого канала. Шарики в возвратных каналах оказываются зажатыми между собой и передвигаются путем скольжения (юзом), что приводит к сухому трению, интенсивному износу стенок возвратных канавок, увеличению зазора между шариками, что, в конечном счете, приводит к уменьшению ресурса самоблокирующегося дифференциала.The disadvantages of the prototype include the low reliability of the design of the limited slip differential due to insufficient contact area of the surface of the balls with contacting surfaces in the mountain return channels, which causes large loads on the balls, where the load on the balls increases by an order of magnitude higher than in the other branches of the closed channel. The balls in the return channels turn out to be sandwiched with each other and move by sliding (skidding), which leads to dry friction, intensive wear of the walls of the return grooves, an increase in the gap between the balls, which ultimately leads to a decrease in the life of the limited-slip differential.

Технической задачей заявляемого решения является повышение надежности самоблокирующегося дифференциала транспортного средства и эффективности блокирования.The technical task of the proposed solution is to increase the reliability of the limited-slip differential of the vehicle and the effectiveness of blocking.

Поставленная задача решается путем выполнением известного самоблокирующегося дифференциала транспортного средства, содержащего приводной корпус с крышками, в котором соосно друг другу размещены связанные с полуосями полуосевые элементы, имеющие на внешней поверхности полукруглые в поперечном сечении винтовые канавки противоположного направления спирали, тела качения в виде шариков, заполняющие цепочками, выполненные в приводном корпусе с крышками замкнутые каналы, содержащие вскрытые для погружения сегментов шариков в винтовые канавки полуосевых элементов рабочие канавки, продольные обводные каналы и боковые возвратные канала, в котором согласно изобретению боковые возвратные каналы образованы проточками в крышках и являющимися продолжением винтовых канавок выемками, выполненными по периметру установленных на полуосевых элементах распределительных шайб с диаметром в размер рабочих канавок.The problem is solved by performing the known self-locking differential of the vehicle, comprising a drive housing with covers, in which semi-axial elements connected to the axle shafts are located, having helical grooves of the opposite direction of the spiral, rolling elements in the form of balls filling in the form of balls on the outer surface, semicircular in cross section closed circuits made in a drive housing with covers, containing openings for immersing the segments of balls in screw Navki semiaxial elements working groove, the longitudinal and lateral bypass channels return channel in which according to the invention the lateral recesses are formed by return channels in the covers and being a continuation of the helical groove recesses formed on the perimeter of axial elements mounted on the distribution of washers with a diameter size of working the grooves.

Выемки в распределительных шайбах выполнены сферической формы на глубину не менее чем 1/3 диаметра шарика.The recesses in the distribution washers are made spherical to a depth of not less than 1/3 of the diameter of the ball.

Наличие распределительных шайб с выемками, являющимися частью возвратных каналов, обеспечивает прохождение шариками части пути возвратных каналов без скольжения, что значительно уменьшает внутреннее сопротивление в цепочках шариков (при прохождении боковых возвратных каналов) и повышает надежность самоблокирующегося дифференциала транспортного средства и эффективности блокирования в целом.The presence of distribution washers with recesses, which are part of the return channels, allows the balls to pass part of the return channel path without sliding, which significantly reduces the internal resistance in the ball chains (when passing the lateral return channels) and increases the reliability of the self-locking differential of the vehicle and the blocking efficiency as a whole.

Проведенные патентные исследования не выявили сходных технических решений, что позволяет сделать вывод о новизне и изобретательском уровне заявляемого технического решения.The patent research did not reveal similar technical solutions, which allows us to conclude about the novelty and inventive step of the claimed technical solution.

Отечественная промышленность располагает всеми средствами (материалами, оборудованием и технологией), необходимыми для изготовления заявляемого самоблокирующегося дифференциала и широкого использования его в транспортных средствах.The domestic industry has all the means (materials, equipment and technology) necessary for the manufacture of the inventive limited-slip differential and its widespread use in vehicles.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором представлен самоблокирующийся дифференциал транспортного средства в продольном разрезе.The invention is illustrated in the drawing, which shows a limited-slip differential of the vehicle in longitudinal section.

Самоблокирующийся дифференциал транспортного средства содержит приводной корпус 1 с крышками 2 и 3, в котором соосно друг другу размещены связанные с полуосями 4 и 5 полуосевые элементы 6 и 7, имеющие на внешней поверхности, например, по три винтовые канавки 8 и 9 противоположного направления спирали, тела качения в виде шариков 10 размером, например, 20 мм, заполняющие цепочками, выполненные в приводном корпусе 1 с крышками 2 и 3, три замкнутых канала 11. Замкнутые каналы 11 содержат вскрытые для погружения сегментов шариков 10 в винтовые канавки 8 и 9 полуосевых элементов 6 и 7 рабочие канавки 12, продольные обводные каналы 13 и боковые возвратные каналы 14. Боковые возвратные каналы 14 образованы проточками 15 в крышках 2 и 3 и выемками 16, являющимися продолжением винтовых канавок 8 и 9 полуосевых элементов 6 и 7, выполненными по периметру жестко установленных на полуосевых элементах 6 и 7 распределительных шайб 17 и 18, выполненных с диаметром в размер рабочей канавки 12.The self-locking differential of the vehicle contains a drive housing 1 with covers 2 and 3, in which the semi-axial elements 6 and 7 connected to the axles 4 and 5 are arranged coaxially with each other, having, for example, three helical grooves 8 and 9 of the opposite direction of the spiral, rolling elements in the form of balls 10, for example, 20 mm in size, filled with chains, made in the drive housing 1 with covers 2 and 3, three closed channels 11. The closed channels 11 contain open segments for balls 10 in the screw grooves 8 and 9 p oluosial elements 6 and 7, working grooves 12, longitudinal bypass channels 13 and lateral return channels 14. Side return channels 14 are formed by grooves 15 in the covers 2 and 3 and recesses 16, which are a continuation of the helical grooves 8 and 9 of the half-axis elements 6 and 7, made on the perimeter of the rigidly mounted on the axle elements 6 and 7 of the distribution washers 17 and 18, made with a diameter of the size of the working groove 12.

Выемки 16 в распределительных шайбах 17 и 18 выполнены сферической формы на глубину не менее чем на 1/3 диаметра шарика 10.The recesses 16 in the distribution washers 17 and 18 are made spherical in shape to a depth of not less than 1/3 of the diameter of the ball 10.

Самоблокирующийся дифференциал работает следующим образом. При прямолинейном движении транспортного средства по хорошей дороге вращающий момент от карданного вала через главную передачу (на чертеже не показан) передается на корпус 1 самоблокирующегося дифференциала. Далее вращающий момент через шарики 10, контактирующие с рабочими канавками 12 корпуса 1 и винтовыми канавками 8 и 9 полуосевых элементов 6 и 7, передается на полуоси 4 и 5 транспортного средства и затем на ведущие колеса, обеспечивая им одинаковую угловую скорость.Self-locking differential works as follows. With the rectilinear movement of the vehicle on a good road, the torque from the driveshaft through the main gear (not shown in the drawing) is transmitted to the housing 1 of the limited-slip differential. Next, the torque through the balls 10, in contact with the working grooves 12 of the housing 1 and the helical grooves 8 and 9 of the axle elements 6 and 7, is transmitted to the axles 4 and 5 of the vehicle and then to the drive wheels, providing them with the same angular speed.

При повороте транспортного средства или попадании одного из ведущих колес транспортного средства на неровности дороги (ямка или бугор) колеса, а следовательно, и полуоси 4 и 5 с полуосевыми элементами 6 и 7 начинают вращаться с разными угловыми скоростями. При этом шарики 10 начинают перемещаться в зависимости от направления поворота в одну или другую сторону по замкнутому каналу 11: по рабочим канавкам 12, далее шарики 10 попадают в выемки 16 распределительных шайб 17 или 18 (правой или левой), из которых каждый шарик 10 проталкивается последующими шариками 10, находящимися в винтовых канавках 8 или 9. Шарики 10, находясь в выемках 16 распределительной шайб 17 или 18, проходят часть пути в возвратном канале 14 без скольжения, что значительно уменьшает внутреннее сопротивление в цепочке шариков 10. Из выемок 16 распределительных шайб 17 или 18 шарики 10 попадают в проточки 15 в крышках 2 или 3 и далее в продольные обводные каналы 13.When the vehicle turns or one of the vehicle’s driving wheels gets on rough roads (pit or tubercle), the wheels, and therefore the axles 4 and 5 with the axle elements 6 and 7, begin to rotate at different angular speeds. In this case, the balls 10 begin to move depending on the direction of rotation in one or the other direction along the closed channel 11: along the working grooves 12, then the balls 10 fall into the recesses 16 of the distribution washers 17 or 18 (right or left), of which each ball 10 is pushed subsequent balls 10 located in the helical grooves 8 or 9. Balls 10, being in the recesses 16 of the distribution washers 17 or 18, pass part of the path in the return channel 14 without sliding, which significantly reduces the internal resistance in the chain of balls 10. From the recesses 16 distribution washers 17 or 18, the balls 10 fall into the grooves 15 in the caps 2 or 3 and then into the longitudinal bypass channels 13.

В результате возникает блокирующий эффект, при котором вращающий момент через полуоси 4 и 5 передается на оба колеса равномерно, не препятствуя повороту транспортного средства.As a result, a blocking effect occurs in which the torque is transmitted evenly through the axles 4 and 5 to both wheels without obstructing the rotation of the vehicle.

При попадании какого-либо ведущего колеса транспортного средства на скользкий участок дороги происходит резкое снижение сцепления колеса с дорогой. Полуосевой элемент 6 или 7, связанный с колесом, находящимся в хорошем контакте с дорогой, старается перемещать шарики 10 в замкнутом канале 11 корпуса 1, заставляя вращаться другой полуосевой элемент, а через него и колесо, находящееся на скользком участке. И оба колеса начинают вращаться с одинаковой скоростью. Автомобиль продолжает движение без пробуксовывания.When any drive wheel of a vehicle hits a slippery section of the road, the wheel grip decreases sharply. The semi-axial element 6 or 7, connected with a wheel in good contact with the road, tries to move the balls 10 in the closed channel 11 of the housing 1, forcing the other semi-axial element to rotate, and through it the wheel located on a slippery section. And both wheels begin to spin at the same speed. The car continues to move without slipping.

Заявителем изготовлен опытный образец, который прошел испытания на стенде с хорошими показателями.The applicant made a prototype, which was tested at a bench with good performance.

Claims

1. A self-locking differential of the vehicle, comprising a drive housing with covers, in which semi-axial elements connected to the half-axles are arranged coaxially with each other, having helical grooves in the opposite direction of the spiral semicircular in cross section, rolling elements in the form of balls filling in chains made in the drive enclosure with covers closed channels containing open for immersion of the segments of the balls in the helical grooves of the half-axis elements working grooves, longitudinal contour channels and lateral return channels, characterized in that the lateral return channels are formed by grooves in the covers and are extensions of the helical grooves of the recesses made along the perimeter of the distribution washers installed on the half-axial elements with a diameter of the size of the working grooves.

2. The self-locking differential of the vehicle according to claim 1, characterized in that the recesses in the distribution washers are made spherical in shape to a depth of not less than 1/3 of the diameter of the ball.