RU2656920C1 - Differential with a hydraulic device - Google Patents
Differential with a hydraulic device Download PDFInfo
- Publication number
- RU2656920C1 RU2656920C1 RU2017135073A RU2017135073A RU2656920C1 RU 2656920 C1 RU2656920 C1 RU 2656920C1 RU 2017135073 A RU2017135073 A RU 2017135073A RU 2017135073 A RU2017135073 A RU 2017135073A RU 2656920 C1 RU2656920 C1 RU 2656920C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- differential
- piston
- axial
- locking device
- cylindrical pin
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H48/00—Differential gearings
- F16H48/20—Arrangements for suppressing or influencing the differential action, e.g. locking devices
- F16H48/27—Arrangements for suppressing or influencing the differential action, e.g. locking devices using internally-actuatable fluid pressure, e.g. internal pump types
Abstract
Description
Изобретение относится к транспортному машиностроению, в частности к дифференциальным механизмам с устройствами блокирования, и предназначено для использования в транспортных средствах в качестве межколесных или межосевых дифференциалов.The invention relates to transport engineering, in particular to differential mechanisms with locking devices, and is intended for use in vehicles as cross-axle or center differential.
Известен самоблокирующийся дифференциал с гидравлическим сопротивлением, содержащий установленные в коробке дифференциала шестеренчатый редуктор с коническими шестернями и блокировочное устройство, выполненное в виде гидромашин для подтормаживания относительного вращения коробки и одной из шестерен редуктора (патент США №2861477, 1958).A self-locking differential with hydraulic resistance is known, comprising a gear reducer with bevel gears installed in the differential box and a locking device made in the form of hydraulic machines to slow down the relative rotation of the box and one of the gears of the gearbox (US patent No. 2861477, 1958).
Недостатками данного дифференциала являются незначительные блокировочные свойства и сложность конструкции гидромашины блокировки.The disadvantages of this differential are minor blocking properties and the complexity of the design of the hydraulic lock.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является гидравлический дифференциал (конический самоблокирующийся дифференциал с гидравлическим сопротивлением), содержащий установленные в корпусе дифференциала полуосевые шестерни, введенные в зацепление с сателлитами, и блокировочное устройство для связи корпуса дифференциала и полуосевых шестерен, выполненное в виде реверсивного лопастного масляного насоса с обратными клапанами, ротор которого жестко связан с левой полуосевой шестерней, а статор закреплен на корпусе дифференциала, в случае, когда полуосевые шестерни вращаются с разными угловыми скоростями, масляный насос перекачивает масло (рабочую жидкость) через узкий выходной канал, получая питание через всасывающий канал, чем создается сопротивление проворачиванию полуосевых шестерен; поступление масла в полость корпуса дифференциала обеспечивается черпаками, блокировка осуществляется как при движении вперед, так и назад (Осепчугов В.В., Фрумкин А.К. Автомобиль. Анализ конструкций, элементы расчета. - М.: Машиностроение, 1989. - С. 161-162, рис. 133).The closest in technical essence to the proposed device is a hydraulic differential (a conical self-locking differential with hydraulic resistance), containing semi-axial gears installed in the differential housing engaged with the satellites, and a locking device for connecting the differential housing and semi-axial gears, made in the form of a reversed blade oil pump with check valves, the rotor of which is rigidly connected to the left half-axle gear, and the stator is fixed on and in the differential case, in the case when the semi-axial gears rotate at different angular speeds, the oil pump pumps oil (working fluid) through a narrow output channel, receiving power through the suction channel, which creates resistance to the rotation of the semi-axial gears; the oil flow into the cavity of the differential housing is provided by scoops, locking is carried out both when moving forward and backward (Osepchugov V.V., Frumkin A.K. Automobile. Structural analysis, calculation elements. - M .: Mechanical Engineering, 1989. - P. 161-162, Fig. 133).
Недостатком данного дифференциала являются низкие блокировочные свойства, обусловленные тем, что для их повышения необходимо увеличивать сопротивление проворачиванию лопастного насоса путем (при других заданных параметрах) уменьшения поперечного сечения выходного канала рабочей жидкости, что, в свою очередь, будет приводить к снижению коэффициента полезного действия (КПД) дифференциала также и при движении автотранспортного средства (АТС) на повороте или по неровной дороге и увеличивать расход топлива.The disadvantage of this differential is the low blocking properties, due to the fact that to increase them, it is necessary to increase the resistance to rotation of the vane pump by (with other specified parameters) reducing the cross section of the output channel of the working fluid, which, in turn, will lead to a decrease in the efficiency ( Efficiency) of the differential also when driving a vehicle (ATS) on a bend or on rough roads and increase fuel consumption.
Техническим результатом предлагаемого дифференциала с гидравлическим устройством является повышение блокирующих свойств дифференциала в случае буксования одного из колес ведущего моста автотранспортного средства и отсутствие (незначительность) блокирующих свойств дифференциала и высокий его КПД при движении АТС на повороте или по неровной дороге.The technical result of the proposed differential with a hydraulic device is to increase the blocking properties of the differential in the case of slipping of one of the wheels of the drive axle of the vehicle and the absence (insignificance) of the blocking properties of the differential and its high efficiency when the ATS moves on a bend or on rough roads.
Указанный технический результат достигается тем, что в дифференциале с гидравлическим устройством, содержащем установленные в корпусе дифференциала полуосевые шестерни, введенные в зацепление с установленными на осях сателлитами, и блокировочное устройство для связи корпуса дифференциала и полуосевых шестерен, выполненное в виде заполненного рабочей жидкостью лопастного реверсивного гидронасоса, включающего статор, ротор, лопасти с пружинами, распределительный диск, крышку, обратные клапаны и всасывающие, нагнетательные и выходные каналы, блокировочное устройство имеет установленные после обратных клапанов в осевых частях выходных каналов два клапана блокировки дифференциала, каждый из которых состоит из обращенного днищем к обратному клапану поршня со сквозным осевым цилиндрическим отверстием в его центре, возвратной пружины сжатия и соосно расположенного внутри этой возвратной пружины жестко закрепленного в корпусе дифференциала двухступенчатого цилиндрического штифта, обращенного ступенью меньшего диаметра, меньшего, чем диаметр осевого цилиндрического отверстия в поршне, - к поршню, и это осевое цилиндрическое отверстие в поршне справа имеет коническую фаску, а торец большой ступени этого двухступенчатого цилиндрического штифта - соответствующую коническую поверхность, в которую при перемещении этого поршня вправо он, заходя своим сквозным осевым цилиндрическим отверстием на ступень меньшего диаметра этого двухступенчатого цилиндрического штифта, может упираться этой своей конической фаской и таким образом блокировать дифференциал, что позволяет при движении автотранспортного средства на повороте или по неровной дороге ввиду малой разности угловых скоростей корпуса дифференциала и полуоси и, следовательно, малого давления рабочей жидкости, создаваемого гидронасосом, иметь проход для рабочей жидкости между поршнем и двухступенчатым цилиндрическим штифтом (краями отверстия в поршне справа и цилиндрического штифта) блокировочного устройства полностью открытым, блокирующие свойства дифференциала - незначительными (отсутствующими), а КПД дифференциала - высоким, а при буксовании одного из ведущих колес моста АТС ввиду большой разности угловых скоростей корпуса дифференциала и полуоси действием высокого давления рабочей жидкости, создаваемого при этом гидронасосом, - перемещать поршень клапана блокировки вправо и перекрывать им частично или полностью (поршень своим отверстием заходит на двухступенчатый цилиндрический штифт вплоть до упора в торец ступени большего диаметра) поток рабочей жидкости между этим поршнем и двухступенчатым цилиндрическим штифтом, блокируя таким образом дифференциал, обеспечивая ему высокие блокирующие свойства, возможность прекращения буксования и дальнейшего движения автотранспортного средства.The specified technical result is achieved in that in the differential with a hydraulic device containing semiaxial gears installed in the differential housing, engaged with the satellites mounted on the axes, and a locking device for connecting the differential housing and semiaxial gears, made in the form of a rotary reversible hydraulic pump filled with working fluid including stator, rotor, blades with springs, distribution disk, cover, check valves and suction, discharge and output channels, the locking device has two differential lock valves installed after the check valves in the axial parts of the output channels, each of which consists of a piston facing the check valve with a through axial cylindrical bore in its center, a compression return spring and a rigidly coaxially located inside this return spring fixed in the differential housing of a two-stage cylindrical pin, facing a step of a smaller diameter, smaller than the diameter of the axial cylindrical holes in the piston - to the piston, and this axial cylindrical hole in the piston on the right has a conical chamfer, and the end face of the large stage of this two-stage cylindrical pin has a corresponding conical surface into which, when this piston moves to the right, it goes into the step with its through axial cylindrical hole the smaller diameter of this two-stage cylindrical pin, can abut against this with its conical bevel and thus block the differential, which allows for the movement of vehicles Due to the small difference in the angular velocities of the differential housing and the semi-axle and, consequently, the low pressure of the working fluid created by the hydraulic pump, there must be a passage for the working fluid between the piston and the two-stage cylindrical pin (the edges of the hole in the piston to the right and the cylindrical pin) of the lock devices are completely open, the differential blocking properties are insignificant (absent), and the differential efficiency is high, and when slipping one of the drive wheels of the ATS bridge due to the large difference in the angular velocities of the differential housing and the semi-axis by the high pressure of the working fluid generated by the hydraulic pump, move the lock valve piston to the right and block it partially or completely (the piston goes through its hole on the two-stage cylindrical pin until it stops against the end of the larger diameter step) the flow of working fluid between this piston and a two-stage cylindrical pin, thus blocking the differential, providing it with high blocking properties, in possibility of termination and slipping further movement of the vehicle.
Устройство предлагаемого дифференциала с гидравлическим устройством поясняется прилагаемыми чертежами, где на фиг. 1 изображен фронтальный разрез, на фиг. 2 - профильный разрез.The device of the proposed differential with a hydraulic device is illustrated by the accompanying drawings, where in FIG. 1 shows a frontal section, in FIG. 2 - profile section.
Предлагаемый дифференциал с гидравлическим устройством содержит установленные в корпусе 1 дифференциала полуосевые шестерни 2, введенные в зацепление с установленными на осях 3 сателлитами 4 и блокировочное устройство для связи корпуса дифференциала и полуосевых шестерен, выполненное в виде заполненного рабочей жидкостью лопастного реверсивного (двухстороннего действия) гидронасоса, включающего статор 5, ротор 6, лопасти 7 с пружинами 8, распределительный диск 9, крышку 10, обратные клапаны 11 и всасывающие 12, нагнетательные 13 и выполненные в корпусе дифференциала выходные каналы 14 (по два). Статор 5 крепится к корпусу дифференциала 1, а его ротор 6 связан с левой полуосевой шестерней 2 и через нее - с полуосью 15 ведущего моста. Блокировочное устройство имеет установленные после обратных клапанов 11 в примыкающих к статору 5 осевых частях (отверстиях) 16 выходных каналов в корпусе дифференциала два клапана блокировки дифференциала. Каждый клапан блокировки 17 состоит из обращенного днищем к обратному клапану поршня 18 со сквозным осевым цилиндрическим отверстием 19 в его центре, возвратной пружины сжатия 20 (справа от поршня) и соосно расположенного внутри этой возвратной пружины жестко закрепленного в корпусе дифференциала двухступенчатого цилиндрического штифта 21, обращенного ступенью меньшего диаметра, меньшего, чем диаметр осевого цилиндрического отверстия в поршне, - к поршню, и это осевое цилиндрическое отверстие в поршне справа имеет коническую фаску, а торец большой ступени этого двухступенчатого цилиндрического штифта - соответствующую коническую поверхность, в которую при перемещении этого поршня вправо он, заходя своим сквозным осевым цилиндрическим отверстием на ступень меньшего диаметра этого двухступенчатого цилиндрического штифта, может упираться этой своей конической фаской и таким образом блокировать дифференциал. Диаметры поршня 18 и выходного канала 14 должны быть в несколько раз больше, чем диаметр отверстия 19 в поршне. Полость отверстия под поршень клапана блокировки в районе возвратной пружины (справа) может дополнительно сообщаться с полостью дифференциала компенсационным отверстием (на схеме не показаны).The proposed differential with a hydraulic device contains
Поступление рабочей жидкости в полость корпуса дифференциала и к всасывающему каналу 12 лопастного насоса блокировочного устройства обеспечивается черпаками 22.The flow of working fluid into the cavity of the differential housing and to the
Применение реверсивного гидронасоса и, соответственно, в этой связи двух клапанов блокировки в дифференциале обусловлено тем, что один клапан блокировки работает с одной половиной (фиг. 2) его статора, в случае когда при буксовании ведущего колеса автотранспортного средства статор и ротор с разными угловыми скоростями вращаются в одном направлении, а второй - с другой половиной статора, когда ротор гидронасоса (полуось с колесом) стоит, а статор вращается, что может иметь место как при движении автотранспортного средства вперед, так и задним ходом.The use of a reversible hydraulic pump and, accordingly, in this regard, two blocking valves in the differential is due to the fact that one blocking valve works with one half (Fig. 2) of its stator, in the case when the stator and rotor with different angular velocities when slipping the drive wheel of a vehicle rotate in one direction, and the second - with the other half of the stator, when the rotor of the hydraulic pump (axle shaft with a wheel) is standing, and the stator rotates, which can occur both when the vehicle moves forward and rear m move.
В предлагаемом дифференциале желательно применять рабочую жидкость, вязкость которой в заданных условиях эксплуатации незначительно изменяется в зависимости от ее температуры. В других случаях расчет параметров блокировочного устройства и клапана блокировки должен учитывать изменения вязкости этой жидкости.In the proposed differential, it is desirable to use a working fluid whose viscosity under given operating conditions varies slightly depending on its temperature. In other cases, the calculation of the parameters of the interlock and the interlock valve should take into account changes in the viscosity of this fluid.
Предлагаемый дифференциал с гидравлическим устройством работает следующим образом.The proposed differential with a hydraulic device operates as follows.
При движении автотранспортного средства на повороте или по неровной дороге ввиду малой разности угловых скоростей корпуса дифференциала 1 и полуоси 15 и, следовательно, малой подачи и давления рабочей жидкости, создаваемого гидронасосом в радиальном нагнетательном канале 13 статора, клапан блокировки 17 находится в положении, как на фиг.1, и рабочая жидкость, пройдя через обратный клапан 11, свободно протекает через отверстие 19 в поршне 18 и далее через полость отверстия под этот поршень и возвратную пружину 20 клапана блокировки и выходной канал 14 поступает в полость дифференциала, при этом блокирующие свойства дифференциала отсутствуют, а КПД дифференциала высок. При буксовании одного из ведущих колес моста АТС ввиду большой разности угловых скоростей корпуса дифференциала и полуоси под действием высокого давления рабочей жидкости, создаваемого при этом гидронасосом в радиальном нагнетательном канале 13 статора, поршень 18 клапана блокировки, сжимая возвратную пружину 20 и перемещаясь вправо, частично или полностью (поршень своим отверстием заходит на двухступенчатый цилиндрический штифт), в зависимости от пробуксовки колеса, перекрывает поток рабочей жидкости между этим поршнем и двухступенчатым цилиндрическим штифтом (краями отверстия в поршне справа и цилиндрического штифта вплоть до упора в торец ступени большего диаметра), что вызывает соответствующее значительное увеличение давления рабочей жидкости в нагнетательной полости и сопротивления проворачиванию гидронасоса (блокируя таким образом дифференциал) и ограничивает (вплоть до остановки) пробуксовывание буксующего колеса и автотранспортное средство, если силы сопротивления его движению не превысят суммарную силу тяги по сцеплению колес этого ведущего моста с дорогой, продолжит движение. При этом ввиду отсутствия (или малой) разности угловых скоростей корпуса дифференциала и полуоси моста упадет давление рабочей жидкости в радиальном нагнетательном канале статора гидронасоса и в результате этого под действием возвратной пружины 20 поршень 18 клапана блокировки переместится влево, в исходное положение (как на фиг. 1), и проход для рабочей жидкости между этим поршнем и двухступенчатым цилиндрическим штифтом 21 клапана блокировки снова станет полностью открытым, т.е. дифференциал разблокируется.When the vehicle is moving on a bend or on rough roads due to the small difference in the angular velocities of the
Таким образом, предлагаемый дифференциал с гидравлическим устройством позволяет обеспечить высокие блокирующие свойства при буксовании одного из ведущих колес моста и, следовательно, высокую проходимость автотранспортного средства и отсутствие (незначительность) блокирующих свойств и высокий КПД дифференциала при движении АТС на повороте или по неровной дороге.Thus, the proposed differential with a hydraulic device allows to provide high blocking properties when slipping one of the drive wheels of the bridge and, therefore, a high cross-country ability of the vehicle and the absence (insignificance) of the blocking properties and high efficiency of the differential when the ATS moves on a bend or on rough roads.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017135073A RU2656920C1 (en) | 2017-10-04 | 2017-10-04 | Differential with a hydraulic device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017135073A RU2656920C1 (en) | 2017-10-04 | 2017-10-04 | Differential with a hydraulic device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2656920C1 true RU2656920C1 (en) | 2018-06-07 |
Family
ID=62560412
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017135073A RU2656920C1 (en) | 2017-10-04 | 2017-10-04 | Differential with a hydraulic device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2656920C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2711320C1 (en) * | 2019-02-18 | 2020-01-16 | Георгий Леонидович Козлов | Forcibly locked conical differential of vehicle (versions) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2861477A (en) * | 1955-11-21 | 1958-11-25 | Mueller Otto | Pump and lock for differential |
GB1480040A (en) * | 1974-12-23 | 1977-07-20 | Borg Warner | Speed-sensitive differential mechanism |
RU94916U1 (en) * | 2010-03-17 | 2010-06-10 | Алексей Николаевич Кувалдин | DIFFERENTIAL WITH AUTOMATIC SYNCHRONIZATION OF OUTPUT SHAFT ROTATION (OPTIONS) |
RU2616109C1 (en) * | 2015-12-16 | 2017-04-12 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Оренбургский государственный университет" | Compensation gear for vehicle |
-
2017
- 2017-10-04 RU RU2017135073A patent/RU2656920C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2861477A (en) * | 1955-11-21 | 1958-11-25 | Mueller Otto | Pump and lock for differential |
GB1480040A (en) * | 1974-12-23 | 1977-07-20 | Borg Warner | Speed-sensitive differential mechanism |
RU94916U1 (en) * | 2010-03-17 | 2010-06-10 | Алексей Николаевич Кувалдин | DIFFERENTIAL WITH AUTOMATIC SYNCHRONIZATION OF OUTPUT SHAFT ROTATION (OPTIONS) |
RU2616109C1 (en) * | 2015-12-16 | 2017-04-12 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Оренбургский государственный университет" | Compensation gear for vehicle |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2711320C1 (en) * | 2019-02-18 | 2020-01-16 | Георгий Леонидович Козлов | Forcibly locked conical differential of vehicle (versions) |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2616109C1 (en) | Compensation gear for vehicle | |
CN1892071B (en) | Improved coupling device independent of differential speed | |
US7476172B1 (en) | Motor apparatus including brake mechanism | |
CN101379295A (en) | Gear pump | |
US6402656B1 (en) | Limited slip differential | |
CN203322196U (en) | Limited-slip type drive train equipment | |
US3040600A (en) | Pump and lock for differential | |
CN102829152A (en) | Turn flow type hydraulic limited slip differential | |
RU2656920C1 (en) | Differential with a hydraulic device | |
US3145583A (en) | Differential | |
CN101070882A (en) | Hydrostatic coupling assembly with toothed ring machine | |
US4258588A (en) | Differential transmission with limited torque transmitter | |
RU2611290C1 (en) | Self-locking differential for motor vehicles | |
RU2586432C1 (en) | Self-locking differential with hydraulic resistance | |
US2655055A (en) | Differential gear for motor-driven vehicles | |
RU2656931C1 (en) | Self-regulating differential | |
RU2650316C1 (en) | Differential with automatic locking | |
RU2653452C1 (en) | Symmetrical differential | |
RU2653469C1 (en) | Gear differential | |
RU2611297C1 (en) | Cone self-locking differential with hydraulic resistance | |
RU2647109C1 (en) | Intermedular differential | |
RU2653982C1 (en) | Universal differential | |
RU2653659C1 (en) | Conical differential with automatic locking | |
RU2654260C1 (en) | Self-locking differential for automobile | |
US3385058A (en) | Hydraulic drive axle |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20191005 |