RU2435089C1 - Procedure for synchronisation of rotation of output shafts of differential - Google Patents
Procedure for synchronisation of rotation of output shafts of differential Download PDFInfo
- Publication number
- RU2435089C1 RU2435089C1 RU2010109782/11A RU2010109782A RU2435089C1 RU 2435089 C1 RU2435089 C1 RU 2435089C1 RU 2010109782/11 A RU2010109782/11 A RU 2010109782/11A RU 2010109782 A RU2010109782 A RU 2010109782A RU 2435089 C1 RU2435089 C1 RU 2435089C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- differential
- gears
- rotation
- output shafts
- braking
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к транспортному машиностроению и может быть использовано в автотракторной технике для распределения крутящего момента между колесами и мостами транспорта, обеспечивая повышенную проходимость транспортных средств при движении по скользкой дороге и внедорожью.The invention relates to mechanical engineering and can be used in automotive technology for the distribution of torque between the wheels and axles of the vehicle, providing increased patency of vehicles when driving on slippery roads and off-road.
Факт положительного влияния блокирования дифференциала известен давно. Среди возможных путей решения этой задачи можно указать использование вязкостной муфты (АС 2102257 от 29.04.1996), систему управления блокировкой дифференциала ведущего моста (АС 2246060 от 14.04.2003), дифференциал с механической автоматической блокировкой (АС 2299372 от 06.12.2005), винтовой самоблокирующийся дифференциал червячного типа (GB 1168896 A oт 14.09.1967), кулачковый самоблокирующийся дифференциал (АС 2235931 от 10.09.2004).The fact of the positive effect of differential blocking has long been known. Among the possible ways to solve this problem, one can indicate the use of a viscous coupling (AC 2102257 from 04/29/1996), a control system for locking the differential of the drive axle (AC 2246060 from 04/14/2003), a differential with mechanical automatic locking (AC 2299372 from 12/06/2005), screw self-locking differential of the worm type (GB 1168896 A from 09/14/1967), cam self-locking differential (AC 2235931 from 09/10/2004).
Недостатками вязкостных муфт являются потребление энергии на нагревание, инерционность включения и отключения, невысокие нагрузочные способности, высокие требования к герметичности узла.The disadvantages of viscous couplings are the energy consumption for heating, the inertia of switching on and off, low load capacity, high requirements for tightness of the node.
Недостатками систем управления блокировкой дифференциала являются их сложность и высокая стоимость, они не имеют широкого применения. Одним из наиболее эффективных систем блокировки дифференциала в настоящее время является дифференциал типа «TORSEN» - винтовой самоблокирующийся (червячный) дифференциал, ему присущи недостатки: высокая цена, сложность конструкции и ее сборки, высокий износ и частая периодичность обслуживания. Недостатками кулачковых самоблокирующихся дифференциалов являются высокий механический износ, повышенные нагрузки на агрегаты трансмиссии, повышенный износ шин при езде по твердому покрытию.The disadvantages of differential lock control systems are their complexity and high cost, they do not have wide application. One of the most effective differential lock systems at present is a TORSEN type differential - a self-locking screw (worm) differential, which has disadvantages: high price, complexity of construction and assembly, high wear and frequent service intervals. The disadvantages of cam self-locking differentials are high mechanical wear, increased loads on the transmission units, increased tire wear when driving on hard surfaces.
Из уровня техники известно решение на самоблокирующийся дифференциал на полноприводном шасси (RU 2226159 от 27.03.2004), содержащий корпус, ведущую шестерню, полуосевые шестерни, сателлиты с винтовыми зубьями, отличающийся тем, что сателлиты соединены с блокирующими элементами, блоки управления которых функционально связаны с блоками слежения за коэффициентом сцепления протекторов колес с дорожным покрытием, а винтовые зубья сателлитов выполнены под углом 8-12 для заднего привода и под углом 12-25 для переднего привода.The prior art solution for a limited-slip differential on an all-wheel drive chassis (RU 2226159 dated 03/27/2004), comprising a housing, pinion gear, semi-axial gears, gears with helical teeth, characterized in that the gears are connected to locking elements, the control units of which are functionally connected to tracking units for the coefficient of adhesion of the tread wheels with the road surface, and the helical teeth of the satellites are made at an angle of 8-12 for rear-wheel drive and at an angle of 12-25 for front-wheel drive.
Недостатками устройства являются ограниченность применения - только на легковых и мини-грузовых автомобилях на полноприводном шасси, наличие системы контроля и управления, сложность конструкции.The disadvantages of the device are the limited use - only on cars and mini-trucks with four-wheel drive chassis, the presence of a control and management system, the complexity of the design.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является изобретение "Симметричный дифференциал с механической автоматической блокировкой" (RU 2299372 от 06.12.2005). Дифференциал транспортного средства, содержащий две чашки корпуса, между которыми зажата крестовина, на шипах которой установлены четыре сателлита, в свою очередь, связанные с двумя коническими шестернями, отличающийся тем, что конические шестерни установлены на цилиндрических втулках, которые посредством внутренних шлицев взаимодействуют с полуосями, связанными винтом червячного типа с блокировочным диском и центрирующими пружинами, расположенными соосно.Closest to the proposed invention is the invention "Symmetric differential with mechanical automatic locking" (RU 2299372 from 06.12.2005). A vehicle differential comprising two housing cups, between which a cross is clamped, on the spikes of which four satellites are mounted, in turn connected with two bevel gears, characterized in that the bevel gears are mounted on cylindrical bushes, which interact with the axle shafts by means of internal splines, connected by a screw of a worm type with a locking disc and centering springs located coaxially.
Недостатками устройства являются жесткая синхронизация выходных валов, осевые нагрузки от пружин и, как следствие, повышенный износ.The disadvantages of the device are tight synchronization of the output shafts, axial loads from springs and, as a result, increased wear.
Также близким к предлагаемому изобретению является изобретение (RU 2102257 от 29.04.1996). Межосевой дифференциал с вязкостной корректировкой момента внутреннего трения, состоящий из цилиндрического дифференциала с ведущим водилом и вязкостной муфты, которая установлена в планетарной передаче, причем одна полумуфта соединена с солнечной шестерней, а другая - с эпициклической шестерней, отличающийся тем, что вязкостная муфта содержит пакет концентрически расположенных цилиндрических колец, установленных поочередно на основаниях полумуфт, при этом в основании каждой полумуфты выполнены концентрические канавки, в которые установлены с натягом цилиндрические кольца.Also close to the proposed invention is the invention (RU 2102257 from 04.29.1996). An interaxle differential with viscous adjustment of the moment of internal friction, consisting of a cylindrical differential with a leading carrier and a viscous clutch, which is mounted in a planetary gear, one half-clutch connected to the sun gear and the other to the epicyclic gear, characterized in that the viscous clutch contains a concentric package arranged cylindrical rings mounted alternately on the bases of the coupling halves, with concentric grooves in the base of each coupling coupling, in which tanovleny cylindrical ring with an interference fit.
Недостатком данного устройства является непосредственное междуосевое блокирование вязкостной муфтой, что требует передачи значительного крутящего момента при ограниченных габаритах.The disadvantage of this device is the direct interaxial blocking by a viscous coupling, which requires the transmission of significant torque with limited dimensions.
Техническим результатом предлагаемого способа синхронизации вращения выходных валов дифференциала является повышение проходимости транспортного средства при движении по скользкой дороге и внедорожью и устойчивости при торможении за счет синхронной или близкой к ней скоростей вращения ведущих колес.The technical result of the proposed method for synchronizing the rotation of the output shafts of the differential is to increase the patency of the vehicle when driving on slippery roads and off-road and stability when braking due to synchronous or close to it speeds of rotation of the drive wheels.
Заявленный технический результат достигается за счет того, что способ синхронизации вращения выходных валов дифференциала методом торможения или стопорения шестерен-сателлитов, которые связаны с тормозящими или блокирующими элементами, представляющими собой насос, пригодный для перекачки и создания давления жидкости или газа, или вязкостную муфту, отличающийся тем, что тормозящие или блокирующие элементы выполняют конечными элементами цепи нагрузок, а привод тормозящего элемента выполняют от шестерен-сателлитов дифференциала и ограничивают с его помощью скорость их вращения за счет создаваемого насосом давления или торможения вязкостной муфты, используя эффект того, что шестерни-сателлиты дифференциала вращаются только в моменты рассогласования вращения шестерен выходных валов с разностью скоростей их вращения; снижая скорость вращения и стопоря шестерни-сателлиты, обеспечивают мягкую блокировку дифференциала и передачу вращения синхронно на шестерни выходных валов.The claimed technical result is achieved due to the fact that the method of synchronizing the rotation of the output shaft of the differential by braking or locking the gears-satellites, which are associated with braking or blocking elements, which are a pump suitable for pumping and creating pressure of a liquid or gas, or a viscous coupling, characterized the fact that the braking or blocking elements are performed by the finite elements of the load circuit, and the brake element is driven from the pinion gears of the differential and ogre with their help they speed up their rotation due to the pressure created by the pump or braking of the viscous coupling, using the effect that the differential gears rotate only at the moments of mismatch of the rotation of the gears of the output shafts with the difference in the speeds of their rotation; By reducing the rotation speed and locking the pinion gears, they provide a soft differential lock and transmit rotation synchronously to the gears of the output shafts.
Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings
На Фиг.1 показан пример реализации способа на базе дифференциала с гидронасосом, где 1 - коробка дифференциала, 2 - тормозящий гидронасос, 3 - впускной клапан гидронасоса, 4 - шестерня-сателлит, 5 - шестерня выходного вала, 6 - ведомая шестерня главной передачи, 7 - ведущая шестерня главной передачи, 8 - кольцевой канал подачи жидкости, 9 - прижимное кольцо, 10 - пружины прижимного кольца, 11 - патрубок принудительной подачи жидкости.Figure 1 shows an example implementation of a method based on a differential with a hydraulic pump, where 1 is a differential box, 2 is a brake hydraulic pump, 3 is a hydraulic pump inlet valve, 4 is a satellite gear, 5 is an output shaft gear, 6 is a final drive gear, 7 - the drive gear of the main transmission, 8 - the annular channel of fluid supply, 9 - the clamping ring, 10 - the spring of the clamping ring, 11 - pipe forcing fluid.
На Фиг.2 показан пример реализации способа на базе дифференциала с вязкостной муфтой, где 12 - корпус вязкостной муфты, 13 - диски вязкостной муфты, 14 - выходной вал, 15 - палец сателлита.Figure 2 shows an example implementation of a method based on a differential with a viscous clutch, where 12 is the body of the viscous clutch, 13 is the disk of the viscous clutch, 14 is the output shaft, 15 is the pin of the satellite.
Изобретение осуществляется следующим образом.The invention is as follows.
Дифференциал, синхронизирующий вращение выходных валов, отличающийся тем, что ведомая шестерня жестко связана с коробкой дифференциала так, что момент вращения передается от коробки дифференциала через пальцы сателлитов, далее на шестерни-сателлиты и затем на шестерни выходных валов при твердом сцеплении колес с грунтом, а при пробуксовывании одного из колес шестерни-сателлиты приходят во вращение и приводят в действие тормозящий или блокирующий элемент, с которым связаны, он тормозит или блокирует шестерни-сателлиты, которые приведут в синхронное вращение обе выходные шестерни дифференциала, выходные валы и колеса, используя эффект, что шестерни-сателлиты вращаются только в момент рассогласования вращения шестерен выходных валов с разностью скоростей их вращения.A differential synchronizing the rotation of the output shafts, characterized in that the driven gear is rigidly connected to the differential box so that the torque is transmitted from the differential box through the fingers of the satellites, then to the gears of the satellites and then to the gears of the output shafts when the wheels are firmly engaged with the ground, and when one of the wheels slip, the gears of the satellite come into rotation and actuate the braking or blocking element with which they are connected, it slows down or blocks the gears of the satellite, which will in synchronous rotation, both output differential gears, output shafts and wheels, using the effect that the satellite gears rotate only when the rotation of the gears of the output shafts does not match the speed difference between them.
В качестве тормозящего или блокирующего элемента может использоваться гидронасос, гидропневмонасос или пневмонасос, пригодные для перекачки и создания давления жидкости или газа; или вязкостная муфта.As a braking or blocking element, a hydraulic pump, a hydraulic air pump or a pneumatic pump suitable for pumping and creating pressure of a liquid or gas can be used; or viscous coupling.
Вариант, что дифференциал (см. фиг.1) ведущей пары колес имеет тормозящий насос (2) с приводом от шестерен-сателлитов (4) и с ними связанный, ограничивает скорость их вращения. При прямолинейном движении транспортного средства по твердому грунту ведущие колеса, связанные дифференциалом, вращаются синхронно, шестерни (4, 5) дифференциала не вращаются относительно друг друга, весь крутящий момент от шестерен-сателлитов (4) передается поровну на обе шестерни выходных валов (5), а на скользком грунте, при пробуксовывании одного из колес, в тот момент, когда другое колесо не вращается или вращается медленно, приходят во взаимное вращательное движение все шестерни дифференциала, при этом шестерни-сателлиты (4) вращаются с разностью скоростей шестерен выходных валов (5), приводят во вращение насос (2), в нем повышается давление и он мягко стопорится, или замедленно вращается за счет паразитных и заданных утечек, при стопорении насоса (2) стопорятся шестерни-сателлиты (4) дифференциала, с которыми насос (2) связан, блокируется в целом дифференциал, и, как следствие, вращение от шестерен-сателлитов (4) передается на обе шестерни выходных валов (5), колеса вращаются синхронно или с допустимой разницей скоростей, что обязательно необходимо при движении по кривой на твердом грунте. На входе каждой камеры насоса (2) установлены впускные клапаны (3), обеспечивающие вход жидкости в насос, следовательно, не имеет значения, какое из колес пробуксовывает, не имеет значения направление движения транспорта, такая же блокировка происходит при торможении.The option that the differential (see Fig. 1) of the driving pair of wheels has a braking pump (2) driven by satellite gears (4) and connected with them, limits their rotation speed. When the vehicle is moving rectilinearly on hard ground, the drive wheels connected by the differential rotate synchronously, the differential gears (4, 5) do not rotate relative to each other, all the torque from the pinion gears (4) is transmitted equally to both gears of the output shafts (5) and on slippery ground, when one of the wheels slips, at the moment when the other wheel does not rotate or rotates slowly, all the gears of the differential come into mutual rotational motion, while the gears-satellites (4) rotate with by the difference in the speeds of the gears of the output shafts (5), the pump (2) is driven into rotation, the pressure rises in it and it gently stops, or rotates slowly due to spurious and predetermined leaks, when the pump (2) is locked, the pinion gears (4) of the differential with which the pump (2) is connected, the differential is blocked as a whole, and, as a result, the rotation from the gears-satellites (4) is transmitted to both gears of the output shafts (5), the wheels rotate synchronously or with an allowable speed difference, which is necessary when movement along a curve on a solid ohm ground. Intake valves (3) are installed at the inlet of each pump chamber (2), which allow fluid to enter the pump, therefore, it does not matter which wheel is slipping, the direction of transport does not matter, the same blocking occurs when braking.
При уровне жидкости в коробке дифференциала (1) ниже уровня гидронасоса (2) циркуляционная жидкость в него подается принудительно по трубопроводу (11), через прижимное кольцо (9), кольцевой канал подачи жидкости (8) во вращающуюся коробку дифференциала (1), по трубопроводам через впускные клапаны (3) в каждую камеру тормозящего гидронасоса (2).At a liquid level in the differential box (1) below the level of the hydraulic pump (2), the circulation fluid is forced into it through the pipeline (11), through the pressure ring (9), the annular fluid supply channel (8) into the rotating differential box (1), pipelines through the inlet valves (3) into each chamber of the braking hydraulic pump (2).
Вариант, что вместо гидронасоса используется вязкостная муфта (фиг.2), одна шестерня-сателлит (4) связана с корпусом вязкостной муфты (12) и соответствующими корпусу дисками (13), другая шестерня-сателлит (4) связана с валом и соответствующими валу дисками (13), при вращении шестерен-сателлитов (4) вязкостная муфта (12) разогревается и срабатывает - затормаживается и блокируется вращение дисков (13) и связанных с ними шестерен-сателлитов (4). В остальном соответствует описанию по фиг.1.An option is that instead of a hydraulic pump a viscous coupling is used (Fig. 2), one gear-satellite (4) is connected to the housing of the viscous coupling (12) and disks corresponding to the casing (13), another gear-satellite (4) is connected to the shaft and corresponding to the shaft disks (13), during rotation of the gears-satellites (4), the viscous coupling (12) heats up and works - the rotation of the disks (13) and associated gears-satellites (4) is braked and blocked. The rest corresponds to the description of figure 1.
Предполагается, что за счет меньшего диаметра шестерен-сателлитов относительно шестерен выходных валов скорость их вращения выше, при вращении в противоположных направлениях, их взаимная скорость выше в два раза помноженная на коэффициент передачи шестерен, следовательно, такая муфта будет быстрее включаться и нести меньшую нагрузку, чем известный прототип RU 2102257.It is assumed that due to the smaller diameter of the gears-satellites relative to the gears of the output shafts, their rotation speed is higher, when rotating in opposite directions, their mutual speed is twice as high as the gear ratio, therefore, such a clutch will turn on faster and carry less load, than the known prototype RU 2102257.
Увеличение нагрузочной способности тормозящего устройства возможно за счет увеличения его габаритов, при применении шестерни выходных валов сферической формы, что, в свою очередь, увеличит внутреннее пространство дифференциала, а также за счет уменьшения диаметра шестерен-сателлитов, что приведет к снижению нагрузки на тормозящих элементах.An increase in the load capacity of the braking device is possible due to an increase in its dimensions when using the gears of the output shafts of a spherical shape, which, in turn, will increase the internal space of the differential, as well as by reducing the diameter of the pinion gears, which will reduce the load on the braking elements.
Применение данного устройства на автомобиле, например формулы 4×4, в схеме: межмостового дифференциала и в каждом мостовом дифференциале, обеспечит его движение даже в том случае, когда хотя бы одно колесо будет иметь устойчивое сцепление с грунтом. На скользком грунте постоянно вращаются все колеса, с небольшой разницей скоростей. Предлагаемое устройство с использованием тормозящего насоса или вязкостной муфты отличает его от известных аналогов, обладает всеми достоинствами классического дифференциала и не имеет упомянутых недостатков аналогов.The use of this device in a car, for example, a 4 × 4 formula, in the scheme: the between-bridge differential and in each bridge differential, will ensure its movement even in the case when at least one wheel has stable adhesion to the ground. On slippery ground all wheels constantly rotate, with a small speed difference. The proposed device using a braking pump or a viscous coupling distinguishes it from known analogues, has all the advantages of a classic differential and does not have the aforementioned disadvantages of analogues.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010109782/11A RU2435089C1 (en) | 2010-03-17 | 2010-03-17 | Procedure for synchronisation of rotation of output shafts of differential |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010109782/11A RU2435089C1 (en) | 2010-03-17 | 2010-03-17 | Procedure for synchronisation of rotation of output shafts of differential |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2010109782A RU2010109782A (en) | 2011-09-27 |
| RU2435089C1 true RU2435089C1 (en) | 2011-11-27 |
Family
ID=44803428
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010109782/11A RU2435089C1 (en) | 2010-03-17 | 2010-03-17 | Procedure for synchronisation of rotation of output shafts of differential |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2435089C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014204355A1 (en) * | 2013-06-17 | 2014-12-24 | Kilin Vladimir Vitalievich | Device for locking a toothed planetary differential (variants) |
| RU2594269C1 (en) * | 2015-06-18 | 2016-08-10 | Александр Поликарпович Лялин | Differential drive axle of vehicle |
-
2010
- 2010-03-17 RU RU2010109782/11A patent/RU2435089C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014204355A1 (en) * | 2013-06-17 | 2014-12-24 | Kilin Vladimir Vitalievich | Device for locking a toothed planetary differential (variants) |
| RU2594269C1 (en) * | 2015-06-18 | 2016-08-10 | Александр Поликарпович Лялин | Differential drive axle of vehicle |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2010109782A (en) | 2011-09-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4938306A (en) | Four-wheel-drive vehicle having a torque transmission coupling for always transmitting the torque | |
| US7390278B2 (en) | Torque-coupling device for front-wheel-drive transaxle unit | |
| US3656573A (en) | Plural output path torque transmitting mechanism with slip clutch | |
| JP6267708B2 (en) | Rocking differential with preload spring combination for contact maintenance | |
| RU94916U1 (en) | DIFFERENTIAL WITH AUTOMATIC SYNCHRONIZATION OF OUTPUT SHAFT ROTATION (OPTIONS) | |
| CN106891717B (en) | Duplex drive axle capable of realizing lifting and driving of rear axle | |
| AU5801901A (en) | Electronically controlled limited slip differential assembly | |
| US6402656B1 (en) | Limited slip differential | |
| US20050197228A1 (en) | Variable biasing differential | |
| CN101796329A (en) | Controlled differntial actuator | |
| CN102829152A (en) | Turn flow type hydraulic limited slip differential | |
| US20060011441A1 (en) | Ball ramp actuator having differential drive | |
| JPH11311265A (en) | Magnetic rheological clutch for component of vehicle driving system | |
| WO2020037764A1 (en) | Differential capable of automatically restricting differential ratio and increasing torque | |
| CN104482163A (en) | Locking differential and automobile | |
| RU2435089C1 (en) | Procedure for synchronisation of rotation of output shafts of differential | |
| US9638305B2 (en) | Differential assembly for vehicles | |
| US20080176702A1 (en) | Torque vectoring system | |
| CN106763638A (en) | A kind of limited slip differential | |
| AU781813B2 (en) | Limited slip differential with self contained oil supply | |
| KR20030061349A (en) | Wrap spring activated torque transfer device | |
| CN206347088U (en) | A kind of limited slip differential | |
| GB1558432A (en) | Differntial devices for motor vehicles | |
| RU2711320C1 (en) | Forcibly locked conical differential of vehicle (versions) | |
| CN202790383U (en) | Reflux type hydraulic limited slip differential |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130318 |