механизм блокировки дифференциала транспортного средства

Формула изобретения

Механизм блокировки дифференциала транспортного средства, содержащий блокирующее устройство, включающее по крайней мере два взаимоповорачивающихся элемента, отличающийся тем, что блокирующее устройство представляет собой фрикционный механизм, состоящий из пакета фрикционных и стальных дисков, причем фрикционные диски находятся в зацеплении с зубчатым венцом одного элемента механизма блокировки, который является корпусом блокирующего устройства, а стальные - в зацеплении с зубчатым венцом второго элемента блокирующего устройства, который снабжен двумя отверстиями подвода воздуха, соединенными внутренним каналом, двух управляющих поршней, головки подвода воздуха со штуцером, установленной на втором элементе блокирующего устройства, причем оба взаимоповорачивающихся элемента блокирующего устройства соединены посредством пар шестерен с полуосями, устройство снабжено системой управления подачей воздуха, состоящей из датчиков угловой скорости, установленных на полуосях, электронного блока управления, электромагнитного клапана управления, редукционного клапана, переключателя, соединительных воздуховодов и электропроводов.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к полноприводным транспортным средствам и может быть использовано для повышения проходимости и устойчивости транспортного средства при торможении.

Наиболее близким к заявляемому изобретению является механизм блокировки дифференциала транспортного средства [Авторское свидетельство СССР №1043042, МПК В60D 17/20, 1983 г.], содержащий блокирующее устройство, включающее по крайней мере два взаимоповорачивающихся элемента и планетарную передачу, первое звено которой кинематически связано с одним из взаимоповорачивающихся элементов блокирующего устройства, а второе и третье звенья кинематически связаны соответственно с одним и другим звеньями блокируемого дифференциала, второй элемент блокирующего устройства закреплен на корпусе транспортного средства. Солнечная шестерня планетарной передачи кинематически связана с одним из взаимоповорачивающихся элементов блокирующего устройства, а водило и эпициклическая шестерня кинематически связаны соответственно с одним и другим звеньями дифференциала, при этом передаточные отношения двух, упомянутых последними, кинематических связей находятся в соотношении

где i_в - передаточное отношение кинематической связи водила планетарной передачи с одним из звеньев дифференциала, взятое от звена дифференциала;

i _э - передаточное отношение кинематической связи эпициклической шестерни планетарной передачи с другим звеном дифференциала, взятое от последнего;

i - передаточное отношение простой зубчатой передачи, полученной из планетарной путем закрепления ее водила, причем указанное передаточное отношение взято от солнечной шестерни планетарной передачи.

Блокирующее устройство представляет собой гидромашину. Блокирующее устройство представляет собой электромашину.

Недостатками данного устройства является то, что при поворотах транспортного средства из-за разности угловых скоростей колес возникающий в блокировочном устройстве тормозной момент стремится к выравниванию угловых скоростей полуосевых шестерен дифференциала, что приводит к "нечистому" качанию колес на повороте, а также большая материалоемкость устройства в связи с наличием планетарной передачи и гидравлического тормоза, причем в последнем наблюдается зависимость гидравлического сопротивления от температуры рабочей жидкости.

Технический результат направлен на осуществление вращения полуосей дифференциала с разными угловыми скоростями на поворотах, автоматической блокировки дифференциала при значительной разнице угловых скоростей полуосей (при буксовании одного из колес оси) с целью повышения проходимости и при торможении с целью повышения устойчивости за счет реализации одинаковых тормозных моментов по разным бортам транспортного средства через трансмиссию и использования всей массы автомобиля в качестве сцепной.

Технический результат достигается тем, что механизм блокировки дифференциала транспортного средства, содержащий блокирующее устройство, включающее по крайней мере два взаимоповорачивающихся элемента, при этом блокирующее устройство представляет собой фрикционный механизм, состоящий из пакета фрикционных и стальных дисков, причем фрикционные диски находятся в зацеплении с зубчатым венцом одного элемента механизма блокировки, который является корпусом блокирующего устройства, а стальные - в зацеплении с зубчатым венцом второго элемента блокирующего устройства, который снабжен двумя отверстиями подвода воздуха, соединенными внутренним каналом, двух управляющих поршней, головки подвода воздуха со штуцером, установленной на втором элементе блокирующего устройства, причем оба взаимоповорачивающихся элемента блокирующего устройства соединены посредством пар шестерен с полуосями, устройство дополнительно снабжено системой управления подачей воздуха, состоящей из датчиков угловой скорости, установленных на полуосях, электронного блока управления, электромагнитного клапана управления, редукционного клапана, переключателя, соединительных воздуховодов и электропроводов.

Отличительными признаками от прототипа является то, что блокирующее устройство представляет собой фрикционный механизм, состоящий из пакета фрикционных и стальных дисков, причем фрикционные диски находятся в зацеплении с зубчатым венцом одного элемента механизма блокировки, который является корпусом блокирующего устройства, а стальные - в зацеплении с зубчатым венцом второго элемента блокирующего устройства, который снабжен двумя отверстиями подвода воздуха, соединенными внутренним каналом, двух управляющих поршней, головки подвода воздуха со штуцером, установленной на втором элементе блокирующего устройства, причем оба взаимоповорачивающихся элемента блокирующего устройства соединены посредством пар шестерен с полуосями, устройство дополнительно снабжено системой управления подачей воздуха, состоящей из датчиков угловой скорости, установленных на полуосях, электронного блока управления, электромагнитного клапана управления, редукционного клапана, переключателя, соединительных воздуховодов и электропроводов.

Предлагаемый механизм блокировки дифференциала представлен на фиг.1; на фиг.2 - блокирующее устройство.

Механизм блокировки дифференциала содержит блокирующее устройство, включающее по крайней мере два взаимоповорачивающихся элемента 1, 2, при этом блокирующее устройство представляет собой фрикционный механизм, состоящий из пакета фрикционных 3 и стальных дисков 4, причем фрикционные диски 3 находятся в зацеплении с зубчатым венцом одного элемента 1 механизма блокировки, который является корпусом блокирующего устройства, а стальные 4 - в зацеплении с зубчатым венцом второго элемента 2 блокирующего устройства, который снабжен двумя радиальными отверстиями 5 (фиг.2) подвода воздуха, соединенными внутренним каналом 6, двух управляющих поршней 7, головки подвода воздуха 8 (фиг.1) со штуцером 9, установленной на втором элементе 2 блокирующего устройства, причем оба взаимоповорачивающихся элемента 1, 2 блокирующего устройства соединены посредством пар шестерен 10, 11, 12, 13 с полуосями 14, 15, устройство дополнительно снабжено системой управления подачей воздуха, состоящей из датчиков угловой скорости 16, 17, установленных на полуосях 14, 15, электронного блока управления 18, электромагнитного клапана управления 19, редукционного клапана 20, переключателя 21, соединительных воздуховодов 22 и электропроводов 23, 24, 25, 26.

Устройство работает следующим образом.

Во время прямолинейного движения транспортного средства без осуществления торможения угловые скорости полуосей 14, 15 равны, следовательно, равны и угловые скорости шестерен 10, 12 и обоих элементов 1, 2 блокирующего устройства. Датчики 16, 17 постоянно подают сигнал о значении и разности угловых скоростей полуосей 14, 15 в электронный блок управления 18, где угловые скорости преобразуются в относительные частоты вращения и сравниваются с заданными критическими значениями. При пробуксовывании одного из колес значения относительных частот полуосей могут достигать 30 мин^-1 [Васильченков В.Ф. Военные автомобили. Конструкция и расчет - Рыбинск: Издание ОАО "РДП", 1997 - 664 с.], что соответствует значению больше заданного критического. Блок управления 18, получив и проанализировав сигнал от датчиков, подает команду по проводу 24 клапану 19 открыться. Последний, открываясь разобщает полости между поршнями 7 и корпусом 1 с атмосферой и сообщает их с пневмосистемой. Сжатый воздух из пневмосистемы транспортного средства через воздуховод 22, редукционный клапан 20, открытый электромагнитный клапан 19, штуцер 9, головку подвода воздуха 8 по каналу 6 (фиг.2) и отверстиям 5 поступает в полости между корпусом 1 и поршнями 7, перемещая последние в направлении друг к другу. Поршни 7, перемещаясь, давят на пакет дисков 3, 4 и сжимают их. За счет силы трения, возникающей в пакете дисков 3, 4, возрастает сопротивление вращению элементов 1, 2 относительно друг друга. Происходит блокировка дифференциала. При этом угловые скорости полуосей 14, 15 выравниваются. Во избежание "звонкового" эффекта работы блокирующего устройства блок управления 18 запоминает на некоторое заданное время управляющий сигнал. По истечении заданного времени управляющий сигнал исчезает. Электромагнитный клапан 19 разобщает полости между поршнями 7 и корпусом 1 с пневмосистемой и сообщает их с атмосферой. Воздух из полостей между управляющими поршнями 7 и корпусом 1 через отверстия 5, канал 6, головку подвода воздуха 8, штуцер 9, электромагнитный клапан 19 выходит в атмосферу. Пакет дисков 3, 4 разжимается и дифференциал разблокируется. Он заблокируется вновь, если произойдет пробуксовка одного из колес оси. При торможении транспортного средства от системы сигнализации торможения (не показана) по проводу 26 поступает сигнал в блок управления 18, который подает команду по проводу 24 электромагнитному клапану 19 открыться. Процесс блокировки повторяется. При этом редукционный клапан 20 выполнен таким образом, что уже при избыточном давлении на управляющих поршнях 5 устройства, достигшем 5 МПа, [Шалабин Ю.И. Повышение продольной устойчивости седельного автопоезда. // Автомобилестроение. - 1973. - №36. - С.5-7], он закрывается и перекрывает доступ воздуха из пневмосистемы к управляющим поршням 5. Это позволяет осуществлять блокировку дифференциала при минимальном нагружении элементов блокирующего устройства и системы управления подачей воздуха. При криволинейном движении (повороте) или движении автомобиля по неровностям угловые скорости полуосей 14, 15, шестерен 10, 12, элементов 1, 2 блокирующего устройства перестают быть одинаковыми. На повороте, даже при движении с минимальным радиусом значения относительных частот полуосей не превышают 5-6 мин ^-1 [Васильченков В.Ф. Военные автомобили. Конструкция и расчет - Рыбинск: Издание ОАО "РДП", 1997 - 664 с.], что соответствует значению меньше заданного критического, в связи с чем блок управления 18 не подает ни каких команд. Так как фрикционные 3 и стальные 4 диски разомкнуты, то оба взаимоповорачивающихся элемента 1, 2 блокирующего устройства имеют возможность вращаться с разными угловыми скоростями, обеспечивая чистое качение колес при повороте.

Посредством переключателя 21, установленного в кабине, водитель может выбрать три режима работы механизма блокировки дифференциала: постоянно заблокирован; автоматическая блокировка; постоянно разблокирован.

В результате достигается чистое качение колес одной оси при повороте, повышение проходимости. При торможении автомобиля и блокировании дифференциалов осуществляется передача через трансмиссию части созданных тормозным приводом на тормозных колесах тормозных моментов на нетормозные колеса (в случае нарушения регулировок колесных тормозов, замасливания накладок и т.д.) и увеличение поэтому сцепной массы автомобиля, которая может быть использована для торможения. Вследствие этого при торможении даже одним контуром тормозного привода на опорных поверхностях с низким коэффициентом сцепления, а при достаточной мощности тормозного привода и на опорных поверхностях с высоким коэффициентом сцепления практически всегда может быть значительно повышена эффективность торможения таких полноприводных автомобилей. Кроме того, потеря сцепления колес с опорной поверхностью на таких автомобилях происходит при существенно больших значениях суммарных тормозных сил и замедления автомобиля, что значительно повышает устойчивость движения при торможении.