WO2020214065A1 - Принудительно блокируемый конический дифференциал транспортного средства (варианты) - Google Patents

Принудительно блокируемый конический дифференциал транспортного средства (варианты) Download PDF

Info

Publication number
WO2020214065A1
WO2020214065A1 PCT/RU2020/050028 RU2020050028W WO2020214065A1 WO 2020214065 A1 WO2020214065 A1 WO 2020214065A1 RU 2020050028 W RU2020050028 W RU 2020050028W WO 2020214065 A1 WO2020214065 A1 WO 2020214065A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
housing
gears
cover
differential
chamber
Prior art date
Application number
PCT/RU2020/050028
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Георгий Леонидович КОЗЛОВ
Original Assignee
Георгий Леонидович КОЗЛОВ
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Георгий Леонидович КОЗЛОВ filed Critical Георгий Леонидович КОЗЛОВ
Publication of WO2020214065A1 publication Critical patent/WO2020214065A1/ru

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
    • F16H48/30—Arrangements for suppressing or influencing the differential action, e.g. locking devices using externally-actuatable means
    • F16H48/32—Arrangements for suppressing or influencing the differential action, e.g. locking devices using externally-actuatable means using fluid pressure actuators

Definitions

  • the group of inventions relates to mechanical engineering, namely, differential gears, and can be used in vehicle transmissions.
  • the first variant reveals the design features of a two-satellite bevel differential, the second variant - a four-satellite bevel differential.
  • the differential housing is one-piece and has a flange for mounting the driven gear. To ensure the possibility of mounting gears, two oppositely located windows are made in the housing.
  • the drive wheels When driving on a straight and level road, the drive wheels meet the same resistance and rotate at the same frequency.
  • the satellites do not rotate around their axis, and the same torques are transmitted to both wheels.
  • the driving conditions change for example, when cornering, one axle shaft starts to rotate more slowly, since the wheel with which it is connected meets more resistance.
  • the satellites come into rotation around their axis, rolling along the decelerating half-axle gear and increasing the second half-axle speed. As a result, this wheel accelerates its rotation and travels a long way along the arc of the outer radius.
  • a forcedly locked differential which contains a housing, a cylindrical locking ring, two main satellites, as well as two half-axle gears interacting with them.
  • Two blocking satellites are additionally installed in the body on a common cranked axle.
  • the diameter of the blocking satellites is smaller than the diameter of the main satellites.
  • the differential is equipped with a two-position lock.
  • the means of transition from the "free rotation" mode to the "locked” mode is designed as an external brake for the locking ring.
  • the external brake can be an electromagnetic shoe brake mounted on a fixed gear housing.
  • the control is carried out by the driver, who, from the car control panel, enters the locking satellites into engagement with the main satellites by turning the locking ring.
  • the split differential housing contains satellites and half-axle gears, one of which is additionally connected to the differential housing through a pack of friction discs that are in a normally open state.
  • the system is equipped with a differential lock activation mechanism, which has a fitting for supplying working fluid under the piston, which blocks the differential operation.
  • the hydraulic control unit of this system consists of an engine connected to a hydraulic pump, an electric control valve and a hydraulic pressure sensor, which allows a quick change in the pressure in the hydraulic line of the differential lock activation mechanism.
  • the advantage of this mechanism is the ability to control the transmission torque by distributing it in the desired ratio between the wheels of one axle during the movement of the vehicle, which will have a positive effect on its handling and cross-country ability.
  • the disadvantages of the prototype include a large number of parts subject to wear - a package of friction discs, bushings and slip washers, pressure rods. These parts are located in the final drive gearbox inside the housing of the classic bevel differential, which traditionally has a small diameter compared to the vehicle wheels. For this reason, the diameter of the friction discs of the differential cannot be significant, and the torque that is transmitted by the differential on the half-axle of the vehicle is greater than in any element of the transmission of the vehicle.
  • the small size of the friction discs, transmitting high torque will inevitably lead to their rapid wear, require the use of special friction lubricants, which in turn cause accelerated wear of bearings and other parts of the main drive.
  • the basis of the invention is the task of creating a lockable differential based on the classic free differential, controlled, like the prototype, by means of a hydraulic system during the movement of the vehicle.
  • the achieved technical result is to simplify the design of the forcedly locked differential and increase the durability by reducing the number of parts subject to frictional wear.
  • the forcibly locked conical differential of the vehicle includes a housing with a cover, semi-axial spur bevel gears are placed in the housing, a pair of satellites interacting with them is installed between the gears, the axis of which is fixed in the holes housing. It differs from the prototype in that in the cover and in the body on the inner end surfaces it is made along an annular groove, each of which forms an open chamber. In each chamber, a piston is installed in contact with one of the half-axle gears with the possibility of its axial movement and force action on this half-axle gear. This ensures the possibility of counter movement of the gears and blocking the differential.
  • both pistons there are annular grooves in which sealing rings are installed.
  • the chamber made in the lid communicates through the first channel with the first fitting fixed on the outer surface of the lid, and the chamber made in the housing communicates with the second fitting fixed on the outer surface of the housing through the second channel. Both fittings are designed for connection to a controlled supply of working fluid.
  • the force action of the pistons on the half-axle gears can be carried out directly if the area of the working surface of the piston corresponds to the surface area of the end face of the gear.
  • an implementation is possible when slip washers are installed between the pistons and the side gears.
  • the forcibly locked conical differential of the vehicle includes a housing with a cover, semi-axial spur bevel gears are placed in the housing, and satellites interacting with them are installed between the gears.
  • the differential contains two pairs of satellites mounted on the crosspiece, the joint of the cover and the body is carried out along the plane of the geometric axes of the crosspiece.
  • the crosspiece is installed in the holes formed by mating grooves made on the oppositely oriented open ends of the cover and body. In this case, an annular groove is made in the lid and in the body on the inner end surfaces, each of which forms an open chamber.
  • a piston In each chamber, a piston is installed in contact with one of the half-axle gears with the possibility of its axial movement and force action on this half-axle gear. This ensures the possibility of counter movement of the gears and blocking the differential.
  • the chamber made in the lid through the first channel communicates with the first fitting fixed on the outer surface of the lid, and the chamber made in the housing through the second channel communicates with the second fitting fixed on the outer surface of the body. Both fittings are designed for connection to a controlled supply of working fluid.
  • FIG. 1 isometric view of the differential (according to the first embodiment of the invention) with a partial cut of the body and cover.
  • FIG. 2 differential according to the second embodiment, axial section.
  • the second version of the invention practically repeats the first, except that it uses two pairs of satellites instead of one and the features of the formation of grooves for installing the axles of the satellites, in the detailed example of implementation given below, the design is based on the two-satellite differential of the VAZ 2121 car.
  • the forcibly locked differential of the vehicle has a housing 1 with a flange and technological windows 2 (there are no windows in the second embodiment of the invention), closed by a cover 3.
  • a cover 3 Inside the housing 1, there are semi-axial spur bevel gears: the first gear 4 (from the side of the cover 3) and the second gear 5, and the satellites interacting with them 6.
  • the axis 7 of the satellites 6 is installed in the holes made in the housing 1 8.
  • an annular groove is made, forming an open chamber 9, in which the contact with the first gear 4 piston 10 (rectangular toroid) with the possibility of its longitudinal (along the axis of the differential housing) movement together with the first half-axle gear 4.
  • This system consists of a hydraulic unit that serves as a source of high pressure hydraulic fluid, a hydraulic line and a special coupling for supplying hydraulic fluid to the differential rotating in the vehicle's gearbox.
  • the hydraulic unit is controlled by the vehicle's on-board computer.
  • the hydraulic block When the differential is in free (unlocked) mode, the hydraulic block does not create hydraulic fluid pressure in the hydraulic line connected to the differential.
  • the hydraulic unit Upon a signal from the vehicle's on-board computer, the hydraulic unit begins to build up pressure in the hydraulic line connected to the differential. Under the action of the hydrostatic pressure of the working fluid, which, through the fittings 13 and 14 and channels, respectively, in the cover and in the body enters the chambers with the pistons 10 and 11. Pistons 10 and 11 carry out axial counter movement, acting on the corresponding side gears 4 and 5 , eliminating the gap between the gears and the satellites interacting with them 6. Continuing the movement, the pistons 10 and 11 move the gears until they stop in the satellites 6.
  • the gears through the satellites are pressed against each other and the body without play.
  • Specialists know that the axial working clearance in the bevel gear required for the normal operation of the gears is 1/8 m, where m is the module of the gear tooth. In reality, for automotive differentials, the axial clearance is 1-2 mm. Deprived of the working gap, sandwiched between the housing 1 of the differential and the pistons, the bevel gear is wedged - the differential is blocked.
  • the axis of rotation of the gears and the axis of the satellites in the bevel gear intersect at an angle of 90 °.
  • the rotating moments acting in the gear train cause interaction forces with circumferential, radial and axial components.
  • axial forces return the satellites 6, gears and pistons to their original state, thereby restoring the working clearances of the gear transmission.
  • the gear train is unlocked.
  • the differential remains in the limited lock mode.
  • the gears can only come into rotation by overcoming the force of pressure from the pistons and pushing them back into the chamber by the amount of the working clearance.
  • the ability to control the torque transmitted by the differential on the axle shaft of the vehicle while driving has a positive effect on the vehicle's handling and off-road capability. Limiting the maximum forces acting on the differential gears in the locking mode by limiting the maximum pressure in the hydraulic system protects the mechanism from damage due to overload and increases its reliability.
  • the pistons and gears are in direct contact. However, if the contact area is insufficient, slip washers are additionally installed between the gears and pistons (not shown in Fig. 1).
  • FIG. 2 part of the positions repeats the numbering of positions Fig. 1: 1- housing, 3- cover, 4 - first gear, 5- second gear, 6- satellites, 9 - open chambers in the cover and housing, 10, 11 - pistons, 12 - channels in the cover and body, 13 - cover fitting, 14 - body fitting, 15 - piston sealing rings.
  • the crosspiece 16 can be assembled and include two mutually perpendicular axes of the satellites, connected by a dismountable connection.
  • the joint of the lid and the body is carried out along the plane of the geometric axes of the cross, that is, the lid 3 forms a cavity commensurate with the volume of the body cup.
  • the axes of the satellites (cross) are installed in the holes formed by mating grooves 17 made on the oppositely oriented open ends of the cover and the body, that is, the mounting holes of the cross are formed by complementary grooves when the body and the cover are articulated.
  • FIG. 2 shows an implementation in which slip washers 18 are installed between the side gears and the pistons.
  • the operation of the differential according to the second embodiment of the invention shown in FIG. 2 is carried out similarly to that described above with the difference that the action of the pistons on the side gears is carried out through the sliding washers 18.
  • the blocking is carried out when the elements of the bevel gear of the pistons built into the differential structure are affected, which leads to jamming of the gears.
  • the new differential contains the minimum possible number of parts and is maximally unified with the serial bevel differentials and can be used in any vehicle.
  • the number of parts subject to frictional wear is kept to a minimum.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Retarders (AREA)

Abstract

Группа изобретений относится к дифференциальным передачам транспортных средств. В первом варианте дифференциал имеет корпус (1) и крышку (3). В корпусе (1) установлены полуосевые прямозубые конические первая и вторая шестерни (4, 5) и сателлиты (6). В крышке (3) на внутренней торцевой поверхности выполнена кольцевая проточка, образующая открытую камеру (9), в которой установлен контактирующий с первой шестерней (4) поршень (10) с возможностью его продольного перемещения совместно с шестерней (4). В корпусе (1) на внутренней торцевой поверхности выполнена аналогичная кольцевая проточка, в которой установлен поршень (11), с возможностью его перемещения совместно с шестерней (5). Камера (9) посредством канала (12), выполненного в крышке (3), сообщается с закрепленным на наружной торцевой поверхности крышки (3) штуцером (13), предназначенным для подсоединения к системе управляемой подачи рабочей жидкости. Аналогично камера в корпусе сообщается с закрепленным на крышке корпуса (14). Для осуществления блокирования дифференциала используется рабочая жидкость трансмиссии, подаваемая в камеры (9). Во втором варианте изобретения применено две пары сателлитов, установленных на крестовине.

Description

ПРИНУДИТЕЛЬНО БЛОКИРУЕМЫЙ КОНИЧЕСКИЙ ДИФФЕРЕНЦИАЛ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА (ВАРИАНТЫ)
Группа изобретений относится к машиностроению, а именно, к дифференциальным передачам, и может быть использована в трансмиссиях транспортных средств. Первый вариант раскрывает особенности конструкции двухсателлитного конического дифференциала, второй вариант - четырехсателлитного конического дифференциала.
Известен конический свободный дифференциал автомобиля ВАЗ 2121 [В.А. Вершигора, А.П. Игнатов и др. Альбом ВАЗ 2121, изд. "Третий Рим", 1996 г., стр. 34, Рис. 17]. Этот "классический" дифференциал предназначен для передачи крутящего момента от главной передачи к полуосям колесной пары ведущего моста. Он позволяет ведущим колесам автомобиля вращаться с разной скоростью, что исключает проскальзывание одного из колес при повороте автомобиля или при движении по неровному участку дороги, когда колеса проходят путь разной длины. 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. Корпус дифференциала выполнен неразъемным и имеет фланец для установки ведомой шестерни. Для обеспечения возможности монтажа шестерен в корпусе выполнено два оппозитно расположенных окна. При вращении ведущей шестерни и ведомой шестерни главной передачи крутящий момент передается на ось сателлитов, далее через сателлиты на полуосевые шестерни и на полуоси.
При движении автомобиля по прямой и ровной дороге 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 большее 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.
Такая конструкция проста в изготовлении и надежно работает, пока ведущие колёса неразрывно связаны с дорогой. Но, когда одно из колёс оказывается в воздухе или на льду, то крутится именно это колесо, в то время как другое, стоящее на твёрдом покрытии, останавливается – автомобиль не может тронуться с места.
Известны конструкции принудительно блокируемых дифференциалов, в которых элементы, осуществляющие блокирование, являются встроенными в сам дифференциал.
Так в патенте RU2548237, опубл. 20.04.2015, описан принудительно блокируемый дифференциал, который содержит корпус, цилиндрическое блокирующее кольцо, два основных сателлита, а также взаимодействующие с ними две полуосевые шестерни. В корпусе дополнительно установлены два блокирующих сателлита на общей оси, которая выполнена коленчатой. Диаметр блокирующих сателлитов меньше, чем диаметр основных сателлитов. Дифференциал снабжен двухпозиционным фиксатором. Средство перехода из режима ″свободного вращения″ в режим ″заблокировано″ выполнено в виде внешнего тормоза для блокирующего кольца. Внешний тормоз может быть электромагнитным колодочным тормозом, закрепленным на неподвижном корпусе редуктора. Управление осуществляется водителем, который с пульта управления автомобилем вводит блокирующие сателлиты в зацепление с основными сателлитами поворотом блокирующего кольца.
Недостатком такой конструкции является то, что в момент включения блокировки возникает ударная нагрузка на шестерни, а также отсутствие возможности ограничения нагрузки при блокировании из-за отсутствия проскальзывания, поскольку две шестерни жестко блокируются третьей.
В качестве прототипа обоих вариантов изобретения выбрана усовершенствованная конструкция классического дифференциала повышенного трения, снабженная электрогидравлической системой, которая описана в заявке WO 2017/053421, опубл. 21.09.2016. В разъемном корпусе дифференциала установлены сателлиты и полуосевые шестерни, одна из которых дополнительно связана с корпусом дифференциала через пакет фрикционных дисков, находящихся в нормально разомкнутом состоянии. Система снабжена механизмом активации блокирования дифференциала, который имеет фитинг для подвода рабочей жидкости под поршень, блокирующий работу дифференциала. При необходимости полностью заблокировать дифференциал или заблокировать с определенным усилием, при превышении которого пакет фрикционных дисков начнет проскальзывать, давая возможность полуосевой шестерне вращаться относительно корпуса, в гидролинию механизма активации блокирования дифференциала через фитинг от гидравлического блока управления подается рабочая жидкость, перемещающая поршень, который через пластины скольжения и воздействует на стержни, которые сжимают пакет фрикционных дисков, замыкая полуосевую шестерню с корпусом дифференциала, тем самым блокируя его.
Гидравлический блок управления этой системы состоит из двигателя, соединенного с гидравлическим насосом, электрического клапана управления и датчика давления гидравлической жидкости, что позволяет быстро менять давление в гидравлической линии механизма активации блокирования дифференциала.
Управляя давлением в гидролинии дифференциала можно быстро приводить его из свободного состояния в режим полной блокировки или частичной блокировки, при которой фрикционные диски проскальзывают, передавая на полуось ограниченный крутящий момент.
Достоинством данного механизма является возможность управлять крутящим моментом трансмиссии, распределяя его в нужном соотношении между колесами одной оси в процессе движения транспортного средства, что положительно скажется на его управляемости и проходимости.
К недостаткам прототипа можно отнести большое количество подверженных износу деталей – пакет фрикционных дисков, втулок и шайб скольжения, нажимных стержней. Эти детали расположены в редукторе главной передачи внутри корпуса классического конического дифференциала, который традиционно имеет небольшой по сравнению с колесами транспортного средства диаметр. По этой причине диаметр фрикционных дисков дифференциала не может быть значительным, а крутящий момент, который передается дифференциалом на полуоси транспортного средства больше чем в любом элементе трансмиссии транспортного средства. Малый размер фрикционных дисков, передающих большой крутящий момент, неизбежно приведет к их быстрому износу, потребует применения специальных фрикционных смазок, вызывающих в свою очередь ускоренный износ подшипников и других деталей главной передачи.
В основу изобретения поставлена задача создания блокируемого дифференциала на основе классического свободного дифференциала, управляемого, как и прототип, с помощью гидравлической системы в процессе движения транспортного средства. Достигаемый технический результат - упрощение конструкции принудительно блокируемого дифференциала и повышение долговечности за счет уменьшения количества деталей, подверженных фрикционному износу.
Поставленная задача в первом варианте изобретения (двухсателлитная конструкция) решается тем, что принудительно блокируемый конический дифференциал транспортного средства имеет в своем составе корпус с крышкой, в корпусе размещены полуосевые прямозубые конические шестерни, между шестернями установлена взаимодействующая с ними пара сателлитов, ось которых закреплена в отверстиях корпуса. От прототипа отличается тем, что в крышке и в корпусе на внутренних торцевых поверхностях выполнено по кольцевой проточке, каждая из которых образует открытую камеру. В каждой камере установлен контактирующий с одной из полуосевых шестерен поршень с возможностью его осевого перемещения и силового воздействия на эту полуосевую шестерню. При этом обеспечивается возможность встречного перемещения шестерен и блокирования дифференциала. На боковых поверхностях обоих поршней выполнены кольцевые проточки, в которых установлены уплотнительные кольца. Камера, выполненная в крышке, посредством первого канала сообщается с закрепленным на наружной поверхности крышки первым штуцером, а камера, выполненная в корпусе, посредством второго канала сообщается с закрепленным на наружной поверхности корпуса вторым штуцером. Оба штуцера предназначены для подсоединения к системе управляемой подачи рабочей жидкости.
В конструкции может осуществляться силовое воздействие поршней на полуосевые шестерни напрямую в случае, если площадь рабочей поверхности поршня соответствует площади поверхности торца шестерни. Как предпочтительная альтернатива возможна реализация, когда между поршнями и полуосевыми шестернями установлены шайбы скольжения.
Поставленная задача во втором варианте изобретения (четырехсателлитная конструкция) решается тем, что принудительно блокируемый конический дифференциал транспортного средства имеет в своем составе корпус с крышкой, в корпусе размещены полуосевые прямозубые конические шестерни, между шестернями установлены взаимодействующие с ними сателлиты. От прототипа отличается тем, что дифференциал содержит две пары сателлитов, установленных на крестовине, сочленение крышки и корпуса осуществляется по плоскости расположения геометрических осей крестовины. Крестовина установлена в отверстиях, образованных сопрягаемыми между собой пазами, выполненными на встречно ориентированных открытых торцах крышки и корпуса. При этом в крышке и в корпусе на внутренних торцевых поверхностях выполнено по кольцевой проточке, каждая из которых образует открытую камеру. В каждой камере установлен контактирующий с одной из полуосевых шестерен поршень с возможностью его осевого перемещения и силового воздействия на эту полуосевую шестерню. При этом обеспечивается возможность встречного перемещения шестерен и блокирования дифференциала. На боковых поверхностях обоих поршней выполнены кольцевые проточки, в которых установлены уплотнительные кольца. Камера, выполненная в крышке, посредством первого канала сообщается с закрепленным на наружной поверхности крышки первым штуцером, а камера, выполненная в корпусе, посредством второго канала, сообщается с закрепленным на наружной поверхности корпуса вторым штуцером. Оба штуцера предназначены для подсоединения к системе управляемой подачи рабочей жидкости.
Для того, чтобы лучше продемонстрировать отличительные особенности изобретения, в качестве примера, не имеющего какого-либо ограничительного характера, ниже описан предпочтительный вариант реализации. Пример реализации иллюстрируется Фигурами чертежей, на которых представлено:
Фигура.1
[фиг.1] изометрия дифференциала (по первому варианту изобретения) с частичным вырезом корпуса и крышки.
Фигура.2
[фиг.2] дифференциал по второму варианту, осевое сечение.
Поскольку второй вариант изобретения практически повторяет первый, за исключением того, что в нем использованы две пары сателлитов вместо одной и особенностей формирования пазов для установки осей сателлитов, в приведенном ниже подробном примере реализации за основу конструкции взят двухсателлитный дифференциал автомобиля ВАЗ 2121.
Принудительно блокируемый дифференциал транспортного средства имеет корпус 1 с фланцем и технологическими окнами 2 (окна отсутствует во втором варианте изобретения), закрытый крышкой 3. Внутри корпуса 1 установлены полуосевые прямозубые конические шестерни: первая шестерня 4 (со стороны крышки 3) и вторая шестерня 5, и взаимодействующие с ними сателлиты 6. Ось 7 сателлитов 6 установлена в выполненных в корпусе 1 отверстиях 8. В крышке 3 на внутренней торцевой поверхности (поверхность торца, обращенная внутрь корпуса) выполнена кольцевая проточка, образующая открытую камеру 9, в которой установлен контактирующий с первой шестерней 4 поршень 10 (тороид прямоугольного сечения) с возможностью его продольного (вдоль оси корпуса дифференциала) перемещения совместно с первой полуосевой шестерней 4. В корпусе 1 на внутренней торцевой поверхности выполнена аналогичная кольцевая проточка, образующая вторую открытую камеру (на Фиг 1 не показана) в которой установлен поршень 11 (На Фиг.1 показан условно), с возможностью его продольного (вдоль оси корпуса дифференциала) перемещения совместно со второй полуосевой шестерней 5. Камера 9 посредством канала 12, выполненного в крышке 3, сообщается с закрепленным на наружной торцевой поверхности крышки 3 штуцером 13, предназначенным для подсоединения к системе управляемой подачи рабочей жидкости. Аналогично камера в корпусе посредством канала (на Фиг.1 не показаны) сообщается с закрепленным на наружной поверхности крышки корпуса штуцером 14. На боковых поверхностях поршня выполнены кольцевые проточки, в которых установлены уплотнительные кольца 15. Для осуществления блокирования дифференциала используется рабочая жидкость трансмиссии, подаваемая в камеры 9 через штуцеры 13 и 14.
Система управляемой подачи рабочей жидкости в дифференциал достаточно проста в исполнении, не является предметом изобретения, а потому ее чертеж не приводится.
Эта система состоит из гидравлического блока, который служит источником гидравлической жидкости высокого давления, гидравлической линии и специальной муфты для подвода гидравлической жидкости к вращающемуся в редукторе транспортного средства дифференциалу. Гидравлический блок управляется бортовым компьютером автомобиля.
При работе дифференциала в свободном (разблокированном) режиме гидравлический блок не создает давление гидравлической жидкости в гидролинии, присоединенной к дифференциалу.
По сигналу бортового компьютера автомобиля, гидравлический блок начинает создавать давление в гидравлической линии, присоединенной к дифференциалу. Под действием гидростатического напора рабочей жидкости, которая через штуцеры 13 и 14 и каналы, соответственно, в крышке и в корпусе поступает в камеры с установленными поршнями 10 и 11. Поршни 10 и 11 осуществляют осевое встречное перемещение, воздействуя на соответствующие полуосевые шестерни 4 и 5, устраняя зазор между шестернями и взаимодействующими с ними сателлитами 6. Продолжая движение, поршни 10 и 11 перемещает шестерни до их упора в сателлиты 6. При этом сила давления поршней 10 и 11 при взаимодействии полуосевых шестерен 4 и 5 с сателлитами 6 прижимает последние к корпусу дифференциала в радиальном направлении, а шестерни в осевом. В результате шестерни через сателлиты прижаты друг к другу и корпусу без зазора. Специалистам известно, что осевой рабочий зазор в конической передаче, необходимый для нормальной работы шестерен равен 1/8 m, где m – модуль зуба передачи. В реальности для автомобильных дифференциалов осевой зазор составляет 1-2 мм. Лишенная рабочего зазора, зажатая между корпусом 1 дифференциала и поршнями коническая зубчатая передача заклинивается – дифференциал блокируется.
Ось вращения шестерен и ось сателлитов в конической передаче пересекаются под углом 90°. Действующие в зубчатой передаче вращающие моменты вызывают силы взаимодействия, имеющие окружную, радиальную и осевую составляющие. После прекращения подачи рабочей жидкости в камеры осевые силы возвращают сателлиты 6, шестерни и поршни в исходное состояние, восстановив тем самым рабочие зазоры зубчатой передачи. Зубчатая передача разблокируется.
Если по команде бортового компьютера автомобиля, камеры поршней остаются под определенным (заданным) давлением, дифференциал остается в режиме ограниченной блокировки. В этом режиме шестерни могут прийти во вращение только преодолев силу давления поршней и отодвинув их обратно в камеру на величину рабочего зазора. Меняя давление в камерах, можно менять величину крутящего момента, при воздействии которого дифференциал остается заблокированным. Возможность управлять крутящим моментом, передаваемым дифференциалом на полуоси транспортного средства во время движения положительно сказывается на управляемости и проходимости автомобиля. Ограничение предельных сил, действующих на шестерни дифференциала в режиме блокирования с помощью ограничения максимального давления в гидравлической системе, предохраняет механизм от поломок из-за перегрузки и повышает его надежность.
В описанном выше примере осуществляется прямой контакт поршней и шестерен. Однако, если площадь контакта недостаточна, дополнительно между шестернями и поршнями устанавливаются шайбы скольжения (на Фиг.1 не показаны).
Все описанное выше в отношении двухсателлитного дифференциала справедливо и для четырехсателлитного (второй вариант изобретения представлен на Фиг.2). На Фиг. 2 часть позиций повторяет нумерацию позиций Фиг.1: 1- корпус, 3- крышка, 4 - первая шестерня, 5- вторая шестерня, 6- сателлиты, 9 - открытые камеры в крышке и корпусе, 10, 11 - поршни, 12 - каналы в крышке и корпусе, 13 - штуцер крышки, 14 - штуцер корпуса, 15 - уплотнительные кольца поршня.
Во втором варианте изобретения применено две пары сателлитов, установленных на крестовине 16 (крестовина может быть сборной и включать две взаимно перпендикулярные оси сателлитов, соединенные разборным соединением). При этом во втором варианте изобретения сочленение крышки и корпуса осуществляется по плоскости расположения геометрических осей крестовины, то есть крышка 3 образует полость, соизмеримую с объемом чашки корпуса. Оси сателлитов (крестовина) установлены в отверстиях, образованных сопрягаемыми между собой пазами 17, выполненными на встречно ориентированных открытых торцах крышки и корпуса, то есть посадочные отверстия крестовины образованы дополняющими друг друга пазами при сочленении корпуса и крышки. На Фиг. 2 показана реализация, при которой между полуосевыми шестернями и поршнями установлены шайбы скольжения 18. Работа дифференциала по второму варианту изобретения, представленному на Фиг.2, осуществляется аналогично вышеописанному с той разницей, что воздействие поршней на полуосевые шестерни осуществляется через шайбы скольжения 18. Однако возможна реализация без шайб.
Таким образом, в заявляемом принудительно блокируемом дифференциале (в обоих вариантах) блокирование осуществляется при воздействии на элементы конической передачи поршней, встроенных в конструкцию дифференциала, что приводит к заклиниванию шестерен.
Созданный на совершенно ином принципе действия, новый дифференциал содержит минимально возможное количество деталей и максимально унифицирован с серийными коническими дифференциалами и может быть использован в любых транспортных средствах. Количество деталей, подверженных фрикционному износу, сведено к минимуму.

Claims (4)

  1. Принудительно блокируемый конический дифференциал транспортного средства, имеющий в своем составе корпус с крышкой, в корпусе размещены полуосевые прямозубые конические шестерни, между шестернями установлена взаимодействующая с ними пара сателлитов, ось которых закреплена в отверстиях корпуса отличающийся тем, что в крышке и в корпусе на внутренних торцевых поверхностях выполнено по кольцевой проточке, каждая из которых образует открытую камеру, в каждой камере установлен контактирующий с одной из полуосевых шестерен поршень с возможностью его осевого перемещения и силового воздействия на эту полуосевую шестерню, при этом обеспечивается возможность встречного перемещения шестерен и блокирования дифференциала, на боковых поверхностях обоих поршней выполнены кольцевые проточки, в которых установлены уплотнительные кольца, при этом камера, выполненная в крышке, посредством первого канала сообщается с закрепленным на наружной поверхности крышки первым штуцером, а камера, выполненная в корпусе, посредством второго канала сообщается с закрепленным на наружной поверхности корпуса вторым штуцером, оба штуцера предназначены для подсоединения к системе управляемой подачи рабочей жидкости.
  2. Принудительно блокируемый конический дифференциал по п.1, отличающийся тем, что между поршнями и полуосевыми шестернями установлены шайбы скольжения.
  3. Принудительно блокируемый конический дифференциал транспортного средства, имеющий в своем составе корпус с крышкой, в корпусе размещены полуосевые прямозубые конические шестерни, между шестернями установлены взаимодействующие с ними сателлиты, отличающийся тем, что содержит две пары сателлитов, установленных на крестовине, сочленение крышки и корпуса осуществляется по плоскости расположения геометрических осей крестовины, крестовина установлена в отверстиях, образованных сопрягаемыми между собой пазами, выполненными на встречно ориентированных открытых торцах крышки и корпуса, при этом в крышке и в корпусе на внутренних торцевых поверхностях выполнено по кольцевой проточке, каждая из которых образует открытую камеру, в каждой камере установлен контактирующий с одной из полуосевых шестерен поршень с возможностью его осевого перемещения и силового воздействия на эту полуосевую шестерню, при этом обеспечивается возможность встречного перемещения шестерен и блокирования дифференциала, на боковых поверхностях обоих поршней выполнены кольцевые проточки, в которых установлены уплотнительные кольца, при этом камера, выполненная в крышке, посредством первого канала сообщается с закрепленным на наружной поверхности крышки первым штуцером, а камера, выполненная в корпусе, посредством второго канала, сообщается с закрепленным на наружной поверхности корпуса вторым штуцером, оба штуцера предназначены для подсоединения к системе управляемой подачи рабочей жидкости.
  4. Принудительно блокируемый конический дифференциал по п.3, отличающийся тем, что между поршнями и полуосевыми шестернями установлены шайбы скольжения.
PCT/RU2020/050028 2019-04-16 2020-02-28 Принудительно блокируемый конический дифференциал транспортного средства (варианты) WO2020214065A1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019111596A RU2706622C1 (ru) 2019-04-16 2019-04-16 Принудительно блокируемый конический дифференциал транспортного средства (варианты)
RU2019111596 2019-04-16

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2020214065A1 true WO2020214065A1 (ru) 2020-10-22

Family

ID=68579582

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2020/050028 WO2020214065A1 (ru) 2019-04-16 2020-02-28 Принудительно блокируемый конический дифференциал транспортного средства (варианты)

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2706622C1 (ru)
WO (1) WO2020214065A1 (ru)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2731829C1 (ru) * 2020-02-25 2020-09-08 Георгий Леонидович Козлов Принудительно блокируемый конический дифференциал транспортного средства

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU94654U1 (ru) * 2009-09-09 2010-05-27 Александр Анатольевич Евдокимов Дифференциал с блокировкой пневматической
CN201731038U (zh) * 2010-07-16 2011-02-02 一拖(洛阳)开创装备科技有限公司 驱动桥用液压拨叉式钢球锁止差速锁
RU154407U1 (ru) * 2014-12-16 2015-08-20 Александр Андреевич Тобиков Дифференциал с принудительной блокировкой для транспортного средства
WO2017053421A1 (en) * 2015-09-24 2017-03-30 Eaton Corporation Electro-hydraulic limited slip differential system
RU183892U1 (ru) * 2018-06-20 2018-10-08 Публичное акционерное общество "КАМАЗ" Главная передача транспортного средства

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU94654U1 (ru) * 2009-09-09 2010-05-27 Александр Анатольевич Евдокимов Дифференциал с блокировкой пневматической
CN201731038U (zh) * 2010-07-16 2011-02-02 一拖(洛阳)开创装备科技有限公司 驱动桥用液压拨叉式钢球锁止差速锁
RU154407U1 (ru) * 2014-12-16 2015-08-20 Александр Андреевич Тобиков Дифференциал с принудительной блокировкой для транспортного средства
WO2017053421A1 (en) * 2015-09-24 2017-03-30 Eaton Corporation Electro-hydraulic limited slip differential system
RU183892U1 (ru) * 2018-06-20 2018-10-08 Публичное акционерное общество "КАМАЗ" Главная передача транспортного средства

Also Published As

Publication number Publication date
RU2706622C1 (ru) 2019-11-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7547265B2 (en) Variable biasing differential
US5935036A (en) Method and device for controlling a coupling
KR102269033B1 (ko) 클러치 및 액추에이터가 분리 가능한 차동 제한 장치
US20110269593A1 (en) Electro-Hydraulic Differential Lock
US6001040A (en) Hydraulically operated limited slip differential
EP3212969A1 (en) Torque vectoring differential
EP0467329B1 (en) Planetary differential assembly
US6676555B2 (en) Cone friction clutch
JPH11311265A (ja) 車輛の駆動系統の構成要素用の磁気流動学的クラッチ
CN104411528A (zh) 具有预加载弹簧耐磨垫的锁止式差速器
US9005070B2 (en) Clutch arrangement for a vehicle drive train
US5024634A (en) Hydraulic variable lock differential with oil return in floating manifold
WO2020214065A1 (ru) Принудительно блокируемый конический дифференциал транспортного средства (варианты)
US4452100A (en) Differential speed limiting device
RU2711320C1 (ru) Принудительно блокируемый конический дифференциал транспортного средства (варианты)
CN110081144B (zh) 用于限滑差速器的液压控制单元
US20030224896A1 (en) Hydraulic differential lock
RU2731829C1 (ru) Принудительно блокируемый конический дифференциал транспортного средства
CN101634359B (zh) 机动车限滑差速器
JPH01250671A (ja) 差動制限装置の潤滑装置
US5882272A (en) Locking differential
JPH0143197B2 (ru)
US6357571B1 (en) Hydraulic device to limit slip
KR102603706B1 (ko) 차량의 동력전달 제어장치
CN101307821A (zh) 液力汽车传动、差速机构

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 20790943

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

32PN Ep: public notification in the ep bulletin as address of the adressee cannot be established

Free format text: NOTING OF LOSS OF RIGHTS PURSUANT TO RULE 112(1) EPC (EPO FORM 1205A DATED 03/03/2022)

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 20790943

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1