механизм блокировки дифференциала транспортного средства (варианты)

Формула изобретения

1. Механизм блокировки дифференциала транспортного средства, содержащий два зубчатых ряда постоянного зацепления, ведущие шестерни которых связаны с соответствующими выходными звеньями дифференциала, а ведомые установлены на валу, третий зубчатый ряд постоянного зацепления, ведущая шестерня которого связана с венцом ведомой шестерни зубчатой передачи для подвода ведущего момента к дифференциалу, а ведомая установлена на упомянутом валу, и две реверсивные обгонные муфты, расположенные на последнем, отличающийся тем, что вал выполнен из двух соосно расположенных полувалов, сочлененных устройством, имеющим ступицу ведомой шестерни третьего зубчатого ряда и обе упомянутые обгонные муфты, ведущие элементы которых связаны со ступицей, а ведомые с соответствующими полувалами, соединенными с соответствующими ведомыми шестернями двух упомянутых первыми зубчатых рядов, причем зубчатый ряд, ведущая шестерня которого связана с вторым выходным звеном дифференциала, соединенным с полуосевой шестерней последнего, диаметр которой по крайней мере не меньше диаметра его другой полуосевой шестерни, выполнен с передаточным отношением, которое меньше передаточного отношения зубчатого ряда, ведущая шестерня которого связана с упомянутым венцом, и по крайней мере не меньше передаточного отношения зубчатого ряда, ведущая шестерня которого связана с первым выходным звеном дифференциала, соединенным с другой полуосевой шестерней последнего.

2. Механизм по п.1, отличающийся тем, что связь ведущей шестерни третьего зубчатого ряда с упомянутым венцом выполнена посредством фрикционной муфты.

3. Механизм по п.1, отличающийся тем, что зубчатый ряд, ведущая шестерня которого связана с первым выходным звеном дифференциала, выполнен с передаточным отношением, выраженным зависимостью



а зубчатый ряд, ведущая шестерня которого связана с вторым выходным звеном дифференциала, выполнен с передаточным отношением, выраженным зависимостью



где i₁ и i₂ передаточные отношения зубчатых рядов, ведущие шестерни которых связаны соответственно с первым и вторым выходными звеньями дифференциала; i₁ = _a/₁; i₂= _b/₂;

i передаточное отношение третьего зубчатого ряда, ведущая шестерня которого связана с упомянутым венцом, i = ₄/₃;

₁, ₂, ₃ - угловые скорости ведомых шестерен зубчатых рядов, связанных соответственно с первым и вторым выходными звеньями дифференциала и венцом;

_a, _b - угловые скорости соответственно первого и второго выходных звеньев дифференциала;

₄ - угловая скорость ведущей шестерни третьего зубчатого ряда;

i_д передаточное число дифференциала;

V расчетный параметр, выражаемый зависимостью V = (1-_o)/(1-_доп);

_o - буксование колес при наиболее вероятной тяговой нагрузке транспортного средства на типичном поверхностном фоне;

_доп - задаваемое предельно допустимое буксование колес.

4. Механизм блокировки дифференциала транспортного средства, содержащий два зубчатых ряда постоянного зацепления, ведущие шестерни которых связаны с соответствующими выходными звеньями дифференциала, а ведомые установлены на валу, третий зубчатый ряд постоянного зацепления, ведущая шестерня которого связана с венцом ведомой шестерни зубчатой передачи для подвода ведущего момента к дифференциалу, а ведомая установлена на упомянутом валу, и две реверсивные обгонные муфты, расположенные на последнем, отличающийся тем, что вал выполнен из двух полувалов, сочлененных устройством, имеющим упомянутый третий зубчатый ряд, ведомая шестерня которого посредством одной из упомянутых обгонных муфт связана с тем из полувалов, который соединен с ведомой шестерней одного из двух упомянутых первыми зубчатых рядов, ведущая шестерня которого связана с первым выходным звеном дифференциала, и дополнительный зубчатый ряд постоянного зацепления, ведущая шестерня которого посредством венца соединена с ведущей шестерней третьего зубчатого ряда, а ведомая посредством другой из упомянутых обгонных муфт связана с другим полувалом, соединенным с ведомой шестерней другого из двух упомянутых первыми зубчатых рядов, ведущая шестерня которого связана с вторым выходным звеном дифференциала.

5. Механизм по п.4, отличающийся тем, что связь ведущих шестерен двух зубчатых рядов, упомянутых первыми, с соответствующими выходными звеньями дифференциала выполнена посредством фрикционных муфт.

6. Механизм по п.4, отличающийся тем, что третий зубчатый ряд выполнен с передаточным отношением, выраженным зависимостью



а дополнительный зубчатый ряд выполнен с передаточным отношением, выраженным зависимостью



где i₁ и i₂ передаточные отношения соответственно третьего и дополнительного зубчатых рядов, i₁ = _д/₁; i₂= _д/₃;

i передаточное отношение двух зубчатых рядов, ведущие шестерни которых связаны с соответствующими выходными звеньями дифференциала,

_д - угловая скорость упомянутого венца;

₁ и ₃ - угловые скорости ведомых шестерен соответственно третьего и дополнительного зубчатых рядов;

_a - угловая скорость первого выходного звена дифференциала, соединенного с полуосевой шестерней последнего, диаметр которой по крайней мере не больше диаметра другой полуосевой шестерни;

_b - угловая скорость второго выходного звена дифференциала, связанного с другой полуосевой шестерней последнего;

₂ и ₄ - угловые скорости ведомых шестерен зубчатых рядов, связанных соответственно с первым и вторым выходными звеньями дифференциала;

i_д передаточное число дифференциала;

V расчетный параметр, выражаемый следующими зависимостями

V = (1-_o)/(1-_доп),

если ведущие элементы обгонных муфт кинематически связаны с венцом;

V = (1-_доп)/(1-_o),

если это условие не выполняется;

_o - буксование колес при наиболее вероятной тяговой нагрузке транспортного средства на типичном поверхностном фоне;

_доп - задаваемое предельно допустимое буксование колес.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к транспортному машиностроению, а именно к устройствам для блокировки дифференциалов транспортных средств, и может быть использовано для блокировки межосевых и межколесных дифференциалов.

Известен механизм блокировки дифференциала, использованный в системе блокировки межосевого дифференциала, содержащий автоматическую кулачковою муфту свободного хода, ведущая полумуфта которой связана с корпусом межосевого дифференциала с возможностью осевого перемещения, а ведомая жестко связана с передней полуосью последнего, и устройство принудительного выключения автоматической блокировки (пат. США N 4280583 по М. кл. B 60 K 17/34, 1981).

Недостатком этого механизма блокировки является то, что он не обеспечивает автоматическую блокировку дифференциала в случае возрастания буксования колес заднего моста, что будет приводить к потере скорости движения и производительности транспортного средства. Кроме того, при движении транспортного средства по неровной поверхности механизм блокировки не позволяет колесам переднего оста ускорять свое вращение. в результате возможно возникновение паразитной циркулирующей мощности между ведущими мостами, дополнительно нагружающей ходовую систему, трансмиссию и повышающий износ шин.

Известен механизм блокировки дифференциала, использованный в самоблокирующемся дифференциале транспортного средства, содержащий две обгонные муфты, ведомые элементы которых связаны с соответствующими выходными звеньями дифференциала, а ведущие связаны посредством сепараторов соответствующих подшипников качения с корпусом дифференциала, установленным на этих подшипниках (пат. России N 2009901 по М. кл. B 60 K 17/20, 1994).

Недостатком этого механизма является то, что обеспечиваемая им величина момента блокировки небольшая, так как ограничена силами трения между телами качения подшипника и его кольцами. К тому же, с уменьшением силы сцепления буксующего колеса с дорогой будет снижаться и величина момента блокировки, а следовательно, и момента, передаваемого на колесо с хорошим сцеплением потому, что будут уменьшаться упомянутые силы трения, эависящие от радиальной нагрузки на подшипники, снижающейся с уменьшением величины крутящего момента, подводимого к корпусу дифференциала, обусловленным снижением момента сопротивления со стороны буксирующего колеса. Это будет приводить к потере скорости движения и производительности транспортного средства.

Известен механизм блокировки дифференциала, использованный в ведущем мосту транспортного средства Шубина, содержащий две пары соосно расположенных и связанных друг с другом обгонной муфтой валов, другие концы которых посредством зубчатых рядов постоянного зацепления связаны соответствующими полуосями: и четыре дополнительные обгонные муфты, посредством которых шестерни зубчатых рядов, размещенные на полуосях, связаны с последними, при этом передаточное отношение одного зубчатого ряда на каждой полуоси меньше передаточного отношения другого зубчатого ряда на этой же полуоси и зубчатого ряда связи конца другого вала с другой полуосью (авт. св. СССР N 1191321 по М. кл. B 60 K 17/20, 17/32, 1985).

Недостатком этого механизма является то, что при использовании его для блокировки межосевого дифференциала не обеспечивается ограничение буксования колес ведущих мостов предельно допустимой величиной. Во-первых, потому, что передаточные отношения посредством зубчатых рядов, связанных между собой сочленными посредством обгонной муфты валами, не имеют тех оптимальных значений, которые обеспечили бы автоматическую блокировку дифференциала в момент, когда буксование колес одного из ведущих мостов достигнет предельно допустимой величины. И во-вторых, потому, что при увеличении буксования колес одного из ведущих мостов, когда при превышении частоты вращения одной полуоси дифференциала над частотой вращения другой полуоси более допустимой величины наступит блокировка обгонной муфты, сочленяющей один вал, связанный другим концом с большой шестерней, с другим валом, связанным другим концом с малой шестерней, произойдет разблокировка обгонной муфты, установленной на отстающей полуоси и образующей с упомянутой малой шестерней зубчатый ряд. В результате скорость движения и производительность транспортного средства будут снижаться.

Известен механизм блокировки дифференциала транспортного средства, принятый в качестве прототипа, содержащий два зубчатых ряда постоянного зацепления, ведущие шестерни которых связаны с соответствующими полуосями транспортного средства, а ведомые установлены на валу и связаны с ведущими элементами управляемых реверсивных обгонных муфт, расположенных на последнем, третий зубчатый ряд постоянного зацепления, ведущая шестерня которого связана с венцом ведомой шестерни главной передачи, а ведомая установлена на упомянутом валу и связана с элементом управления в виде втулки с выступами на торцах для взаимодействия с телами качения обгонных муфт (авт. св. СССР N 846329 по М. кл. B 60 K 17/20, 1981).

Недостатком этого механизма является то, что при использовании его для блокировки межосевого дифференциала передаточные отношения зубчатых рядов, ведущие шестерни которых связаны с входными звеньями дифференциала, не имеют тех оптимальных значений, которые обеспечили бы автоматическую блокировку дифференциала в момент, тогда буксование колес одного из ведущих мостов достигнет предельно допустимой величины. В результате скорость движения и производительность транспортного средства будут снижаться. Кроме того, данный механизм позволяет получать только кратковременную блокировку полуосей, которая будет сопровождаться ударными динамическими нагрузками, возникающими при соединении данным механизмом выходных звеньев дифференциала, вращающихся с разными угловыми скоростями. После кратковременной блокировки следует разблокирование, но если причина повышенного буксования колес одного из ведущих мостов сохраняется, кратковременная блокировка с ударными динамическими нагрузками будет повторяться многократно. Это будет снижать надежность и долговечность узлов транспортного средства. Недостатком данного механизма является также то, что не обеспечивается принудительное отключение его от дифференциала, поэтому при движении транспортного средства по неровному пути возможна блокировка дифференциала механизмом. Это будет сопровождаться возникновением паразитной циркулирующей мощности между ведущими мостами, дополнительно нагружающей ходовую систему, трансмиссию и повышающей износ шин.

Задача изобретения создание механизма блокировки дифференциала транспортного средства, обеспечивающего снижение буксования колес и динамических нагрузок.

Технический результат повышение производительности, надежности и срока службы.

Указанный технический результат достигается тем, что в варианте по п.1 механизма блокировки дифференциала транспортного средства, содержащего два зубчатых ряда постоянного зацепления, ведущие шестерни которых связаны с соответствующими выходными звеньями дифференциала, а ведомые установлены на валу, третий зубчатый ряд постоянного зацепления, ведущая шестерня которого связана с венцом ведомой шестерни зубчатой передачи для подвода ведущего момента к дифференциалу, а ведомая установлена на упомянутом валу, и две реверсивные обгонные муфты, расположенные на последнем, вал выполнен из двух соосно расположенных полувалов, сочлененных устройством, имеющим ступицу ведомой шестерни третьего зубчатого ряда и обе упомянутые обгонные муфты, ведущие элементы которых связаны со ступицей, а ведомые с соответствующими ведомыми шестернями двух упомянутых первыми зубчатых рядов, причем зубчатый ряд, ведущая шестерня которого связана со вторым выходным звеном дифференциала, соединенным с полуосевой шестерней последнего, диаметр которой, по крайней мере, не меньше диаметра его другой полуосевой шестерни, выполнен с передаточным отношением, которое меньше передаточного отношения зубчатого ряда, ведущая шестерня которого связана с упомянутым венцом, и, по крайней мере, не меньше передаточного отношения зубчатого ряда, ведущая шестерня которого связана с первым выходным звеном дифференциала, соединенным с другой полу осевой шестерней последнего. При этом связь ведущей шестерни третьего зубчатого ряда с упомянутым венцом выполнена посредством фрикционной муфты, зубчатый ряд, ведущая шестерня которого связана с первым выходным звеном дифференциала, выполнен с передаточным отношением, выраженным зависимостью:



а зубчатый ряд, ведущая шестерня которого связана со вторым выходным звеном дифференциала, выполнен с передаточным отношением, выраженным зависимостью:



где i₁ и i₂ передаточные отношения зубчатых рядов, ведущие шестерни которых связаны соответственно с первым и вторым выходными звеньями дифференциала

i₁ передаточное отношение третьего зубчатого ряда, ведущая шестерня которого связана с упомянутым венцом

₁, ₂, ₃ угловые скорости ведомых шестерен зубчатых рядов, связанных соответственно с первым и вторым выходными звеньями дифференциала и венцом;

_a, _в угловые скорости, соответственно, первого и второго выходных звеньев дифференциала;

₄ угловая скорость ведущей шестерни третьего зубчатого ряда;

i передаточное число дифференциала;

V расчетный параметр, выражаемый зависимостью:



б₀ буксование колес при наиболее вероятной тяговой нагрузке транспортного средства на типичном поверхностном фоне;

б_доп задаваемое предельно допустимое буксование колес.

Указанный технический результат достигается тем, что в варианте по п.4 механизма блокировки дифференциала транспортного средства, содержащего два зубчатых ряда постоянного зацепления, ведущие шестерни которых связаны с соответствующими выходными звеньями дифференциала, а ведомые установлены на валу, третий зубчатый ряд постоянного зацепления, ведущая шестерня которого связана с венцом ведомой шестерни зубчатой передачи для подвода ведущего момента к дифференциалу, а ведомая установлена на упомянутом валу, и две реверсивные обгонные муфты, расположенные на последнем, вал выполнен из двух полувалов, сочлененных устройством, имеющим упомянутый третий зубчатый ряд, ведомая шестерня которого посредством одной из двух упомянутых обгонных муфт связана с тем из полувалов, который соединен с ведомой шестерней одного из двух упомянутых первыми зубчатых рядов, ведущая шестерня которого связана с первым выходным звеном дифференциала, и дополнительный зубчатый ряд постоянного зацепления, ведущая шестерня которого посредством венца соединена с ведущей шестерней третьего зубчатого ряда, а ведомая посредством другой из упомянутых обгонных муфт связана с другим полувалом, соединенным с ведомой шестерней другого из двух упомянутых первыми зубчатых рядов, ведущая шестерня которого связана со вторым выходным звеном дифференциала. При этом связь ведущих шестерен двух зубчатых рядов, упомянутых первыми, с соответствующими выходными звеньями дифференциала выполнена посредством фрикционных муфт, третий зубчатый ряд выполнен с передаточным отношением, выраженным зависимостью:



а дополнительный зубчатый ряд выполнен с передаточным отношением, выраженным зависимостью:



где i₁ и i₂ передаточные отношения соответственно третьего и дополнительного зубчатых рядов ;

i передаточное отношение двух зубчатых рядов, ведущие шестерни которых связаны с соответствующими входными звеньями дифференциала

_д угловая скорость упомянутого венца;

₁ и ₃ угловые скорости ведомых шестерен соответственно третьего и дополнительного зубчатых рядов;

_a угловая скорость первого выходного звена дифференциала, соединенного с полуосевой шестерней последнего, диаметр которой по крайней мере не больше диаметра другой полуосевой шестерни;

_в угловая скорость второго выходного звена дифференциала, связанного с другой полуосевой шестерней последнего;

₂ и ₄ угловые скорости ведомых шестерен зубчатых рядов, связанных соответственно с первым и вторым выходными звеньями дифференциала;

i_д передаточное число дифференциала;

V расчетный параметр, выражаемый следующими зависимостями:

, если ведущие элементы обгонных муфт кинематически связаны с венцом;

, если это условие не выполняется;

б₀ буксование колес при наиболее вероятной тяговой нагрузке транспортного средства на типичном поверхностном фоне;

б_доп задаваемое предельно допустимое буксование колес.

Выполнение в варианте по п. 1 вала из двух полувалов обеспечивает возможность им вращаться с неравными друг другу скоростями, а соосное расположение последних позволяет сочленить их устройством, связанным с ведомой шестерней третьего зубчатого ряда. Сочленение полувалов устройством, включающем ступицу ведомой шестерни третьего зубчатого ряда и обе упомянутое обгонные муфты, ведущие элементы которых связаны со ступицей, а ведомые с соответствующими полувалами, соединенными с соответствующими ведомыми шестернями двух упомянутых первыми зубчатых рядов, обеспечивает вращение ведущих элементов обгонных муфт, кинематически согласованное с вращением венца ведомой шестерни зубчатой передачи, подводящей ведущий момент к дифференциалу, и вращение ведомых элементов этих муфт, кинематически согласованное с вращением соответствующих выходных звеньев дифференциала.

Выполнение в варианте по п. 1 зубчатого ряда, ведущая шестерня которого связана со вторым выходным звеном дифференциала, соединенном с полуосевой шестерней последнего, диаметр которой, по крайней мере, не меньше диаметра его другой полуосевой шестерни, с передаточном отношением, которое меньше передаточного отношения зубчатого ряда, ведущая шестерня которого связана с упомянутом венцом, и, по крайней мере, не меньше передаточного отношения зубчатого ряда, ведущая шестерня которого связана с первым выходным звеном дифференциала, соединенным с другой полуосевой шестерней последнего, обеспечивает в режиме автоматической блокировки дифференциала состояние его разблокировки, по крайней мере, при равных между собой угловых скоростях выходных звеньев последнего.

Выполнение в варианте по п. 1 связи ведущей шестерни третьего зубчатого ряда с упомянутым венцом посредством фрикционной муфты обеспечивает при включенной муфте режим автоматической блокировки дифференциала, при котором достигается совместное вращение этой ведущей шестерни с венцом, а при выключенной муфте режим разблокировки.

Выполнение в варианте по п. 1 зубчатого ряда, ведущая шестерня которого связана с первым выходным звеном дифференциала, с передаточным отношением, выраженным зависимостью:



а зубчатого ряда, ведущая шестерня которого связана со вторым выходным звеном дифференциала, с передаточным отношением, выраженным зависимостью:



обеспечивает автоматическую блокировку дифференциала в момент, когда буксование колес одного из ведущих мостов достигает предельно допустимой величины. На весь период времени, пока не устранена причина повышенного буксования колес одного из ведущих мостов, между упомянутым венцом и одним из выходных звеньев дифференциала в результате автоматической блокировки соответствующей обгонной муфты включается передача с постоянным передаточным отношением, состоящая из последовательно соединенных третьего зубчатого ряда и соответствующего зубчатого ряда из двух упомянутых первыми.

Выполнение в варианте по п. 4 вала из двух полувалов обеспечивает возможность им вращаться с неравными друг к другу скоростями и позволяет располагать их вдоль оси выходных звеньев дифференциала и вокруг нее независимо друг от друга, что расширяет компоновочные возможности этого варианта схемы.

Сочленение в варианте по п. 4 полувалов устройством, включающим упомянутый третий зубчатый ряд, ведомая шестерня которого посредством одной из упомянутых обгонных муфт связана с тем из полувалов, который соединен с ведомой шестерней одного из двух упомянутых первыми зубчатых рядов, ведущая шестерня которого связана с первым выходным звеном дифференциала, дополнительный зубчатый ряд постоянного зацепления, ведущая шестерня которого посредством венца соединена с ведущей шестерней третьего зубчатого ряда, а ведомая посредством другой из упомянутых обгонных муфт связана с другим полувалом, соединенным с ведомой шестерней другого из двух упомянутых первыми зубчатых рядов, ведущая шестерня которого связана со вторым выходным звеном дифференциала, обеспечивает вращение одних частей обеих обгонных муфт, кинематически согласованное с вращением венца, а других с вращением соответствующих выходных звеньев дифференциала.

Выполнение в варианте по п. 4 связи ведущих шестерен двух зубчатых рядов, упомянутых первыми, с соответствующими выходными звеньями дифференциала посредством фрикционных муфт обеспечивает при включенных муфтах режим автоматической блокировки дифференциала, при котором достигается совместное вращение этих ведущих шестерен с соответствующими выходными звеньями, а при выключенных муфтах режим разблокировки.

Выполнение в варианте по п. 4 третьего зубчатого ряда с передаточным отношением, выраженным зависимостью:



а дополнительного зубчатого ряда с передаточным отношением, выраженным зависимостью:



обеспечивает автоматическую блокировку дифференциала в момент, когда буксование колес одного из ведущих мостов достигает предельно допустимой величины. На весь период времени, пока не устранена причина повышенного буксования колес одного из ведущих мостов, между упомянутом венцом и одним из выходных звеньев дифференциала, в результате автоматической блокировки соответствующей обгонной муфты, включается передача с постоянным передаточным отношением, состоящая из последовательно соединенных третьего или дополнительного зубчатого ряда и соответствующего зубчатого ряда из двух упомянутых первыми.

Достигаемое в обоих описанных вариантах ограничение буксования колес способствует повышению производительности транспортного средства, а обеспечение постоянной на весь период повышенного буксования колес одного из ведущих мостов блокировки дифференциала улучшает плавность работы механизма блокировки, что способствует повышению надежности и срока службы узлов транспортного средства,

Вышеприведенные зависимости для варианта по п. 1 получены следующим образом.

В режиме автоматической блокировки дифференциала состояние его разблокировки выполняется при следующих неравенствах угловых скоростей:



Условием наступления блокировки одной или другой обгонных муфт, а следовательно, и блокировки дифференциала является выполнение одного из равенств:



Выразим угловые скорости размещенных на полувалах шестерен двух зубчатых рядов, упомянутых первыми, через угловые скорости соответствующих выходных звеньев дифференциала транспортного средства, с которыми они кинематически связаны:



Выразим угловую скорость ведомой шестерни третьего зубчатого ряда через угловую скорость упомянутого венца, с которым она кинетически связана при включенной фрикционной муфте:

₃ = ₄/i = _д/i, (7)

где _д угловая скорость упомянутого венца.

Для записи уравнения кинематической зависимости выходных звеньев дифференциала и упомянутого венца, соединенного с водилом дифференциала, воспользуемся известным уравнением кинематической зависимости элементов планетарного ряда со смешанным зацеплением ( И.Б.Барский. Конструирование и расчет тракторов. -М; Машиностроение, 1980, с. 94 ), после преобразования которого получим:

_a-(1+i_д)_д+i_дв=0 (8)

Поскольку в литературе (В.В. Гуськов. Тракторы. Часть 2. Теория, Минск, 1977, с. 82-83) принято для характеристики степени несимметричности дифференциала использовать передаточное число дифференциала, в уравнении (8) вместо характеристики планетарного ряда использовано численно равное ей передаточное число дифференциала i_д.

Запишем уравнения связи угловых скоростей выходных звеньев дифференциала для использования его в качестве межосевого через равенство действительных скоростей ведущих мостов при движении транспортного средства по ровной поверхности и предельно допустимом буксовании колес одного из мостов. Допускаем при этом, что возможное неравенство радиусов качения колес ведущих мостов скомпенсировано соответствующим изменением передаточных отношений приводов этих колес. В таком случае будем иметь:

_a(1-б_o) = _в(1-б_доп), (10)

если предельно допустимого буксования достигли колеса ведущего моста, кинематически связанного со вторым выходным звеном дифференциала, имеющим угловую скорость <sub>в

a</sub>(1-б_доп) = _в(1-б_о), (10)

если предельно допустимого буксования достигли колеса ведущего моста, кинематически связанного с первым выходным звеном дифференциала, имеющим угловую скорость _a

Рассмотрим случай предельно допустимого буксования колес одного из ведущих мостов, соответствующий уравнению (9).

Выразив величину _в из уравнения (9) и подставив в выражение (8) с учетом зависимости (5), получим:



Блокировка соответствующей обгонной муфты наступит, когда выполнится равенство (3). Тогда, приравняв правые части уравнений (7) и (11), будем иметь:



Рассмотрим случай предельно допустимого буксования колес одного из ведущих мостов, соответствующий уравнению (10).

Выразив величину _a из уравнения (10) и подставив в выражение (8) с учетом зависимости (6), получим:



Блокировка соответствующей обгонной муфты наступит, когда выполнится равенство (4). Тогда, приравняв правые части уравнений (7) и (13), будем иметь:



Для компактной записи уравнений (12) и (14) введем расчетный параметр V, выражаемый зависимостью:



Тогда можно записать:





Вышеприведенные зависимости для варианта по п. 4 получены следующим образом.

В режиме автоматической блокировки дифференциала состояние его разблокировки выполняется при следующих неравенствах угловых скоростей:



если ведомые элементы обгонных муфт кинематически связаны с венцом;



если ведущие элементы обгонных муфт кинематически связаны с венцом.

Условием наступления блокировки одной или другой обгонных муфт, а следовательно, и блокировки дифференциала является выполнение одного из равенств:



Выразим угловые скорости ₁ и ₃ ведомых шестерен третьего и дополнительного зубчатых рядов через угловую скорость _д венца, с которым они кинематически связаны:



Выразим угловые скорости ₂ и ₄ ведомых шестерен двух зубчатых рядов, упомянутых первыми, через угловые скорости соответственно _a и _в выходных звеньев дифференциала, с которыми они кинематически связаны при включенных фрикционных муфтах:



Для записи уравнения кинематической зависимости выходных звеньев дифференциала и упомянутого венца, соединенного с водилом дифференциала, воспользуемся уже упоминавшимся выше уравнением кинематической зависимости элементов планетарного ряда со смешанным зацеплением, после преобразования которого получим:

_a-(1+i_д)_o+i_дв = 0 (27)

По причине, приведенной выше, в уравнении (27) вместо характеристики планетарного ряда использовано численно равное ей передаточное число дифференциала i_д.

Запишем уравнения связи угловых скоростей выходных звеньев дифференциала для случая использования его в качестве межосевого через равенство действительных скоростей ведущих мостов при движении транспортного средства по ровной поверхности и предельно допустимом буксовании колес одного из мостов. Допускаем при этом, что возможное неравенство радиусов качения колес ведущих мостов скомпенсировано соответствующим изменением передаточных отношений приводов этих колес. В таком случае будем иметь:

_a(1-б_доп) = _в(1-б_o), (28)

если предельно допустимого буксования достигли колеса ведущего моста, кинематически связанного с первым выходным звеном дифференциала, имеющим угловую скорость <sub>a

a</sub>(1-б_о) = _в(1-б_доп), (29)

если предельно допустимого буксования достигли колеса ведущего моста, кинематически связанного со вторым выходным звеном дифференциала, имеющим угловую скорость _в

Рассмотрим случай предельно допустимого буксования колес одного из ведущих мостов, соответствующий уравнению (28) и неравенством (17) и (18).

Блокироваться будет обгонная муфта, кинематически связанная с первым выходным звеном.

Выразив величину _в из уравнения (28) и подставив в уравнение (27), получим с учетом выражения (25):



Блокировка соответствующей обгонной муфты наступит, когда выполнится равенство (21). Тогда, приравняв правые части уравнений (23) и (30), будем иметь:



Рассмотрим случай предельно допустимого буксования колес одного из ведущих мостов, соответствующий уравнению (29) и неравенствам (17) и (18).

Блокироваться будет обгонная муфта, кинематически связанная со вторым выходным звеном.

Выразив величину _a из уравнения (29) и подставив в уравнение (27), получим с учетом выражения (26):



Блокировка соответствующей обгонной муфты наступит, когда выполнится равенство (22). Тогда, приравняв правые части уравнений (24) и (32), будем иметь:



Рассмотрим случай предельно допустимого буксования колес одного из ведущих мостов, соответствующий уравнению (28) и неравенствам (19) и (20).

Блокироваться будет обгонная муфта, кинематически связанная со вторым выходным звеном.

Выразив величину _a из уравнения (28) и подставив в уравнение (27), получим с учетом выражения (26):



Блокировка соответствующей обгонной муфты наступит, когда выполнится равенство (22). Тогда, приравняв правые части уравнений (24) и (34), будем иметь:



Рассмотрим случай предельно допустимого буксования колес одного из ведущих мостов, соответствующий уравнению (29) и неравенствам (19) и (20).

Блокироваться будет обгонная муфта, кинематически связанная с первым выходным звеном.

Выразив величину _в из уравнения (29) и подставив в уравнение (27), получим с учетом выражения (25):



Блокировка соответствующей обгонной муфты наступит, когда выполнится равенство (21). Тогда, приравняв правые части уравнений (23) и (36), будем иметь:



Для обобщения уравнений (31) и (37), (33) и (35) введем расчетный параметр V, определяемый из следующих выражений:



если ведущие элементы обеих обгонных муфт кинематически связаны с венцом;



если это условие не выполняется.

Тогда можно записать:



На фиг. 1 представлена схема механизма блокировки дифференциала по первому варианту;

на фиг. 2 схема механизма блокировки дифференциала по 2 варианту.

Механизм блокировки дифференциала (фиг.1) связан с межосевым дифференциалом посредством трех зубчатых пар, состоящих из зубчатых колес 1 и 2, 3 и 4, 5 и 6, Зубчатые колеса 1 и 3 соединены соответственно с выходными звеньями 7 и 8 дифференциала, связанными с приводами соответственно переднего и заднего ведущих мостов (на чертеже не показаны ). Зубчатые колеса 2 и 4 соединены с концами соответствующих полувалов 9 и 10, другие концы которых сочленены устройством 11, включающим ступицу 12 зубчатого колеса 6 и реверсивные обгонные муфты 13 и 14, ведомые элементы 15 и 16 которых закреплены на концах полувалов 9 и 10, а ведущие элементы 17 и 18 связаны со ступицей 12 зубчатого колеса 6, взаимодействующего с зубчатым колесом 5, связанным посредством фрикционной муфты 19 с венцом 20 ведомой шестерни зубчатой передачи, подводящей ведущий момент к дифференциалу.

В качестве реверсивных обгонных муфт 13 и 14 используются известные обгонные храповые муфты двойного действия. Ведомый элемент в каждой муфте выполнен в виде храповика. В ведущем элементе каждой муфты установлена ось 21, на которой закреплена собачка 22 с двумя концами (на чертеже не показаны). Ось 21 имеет эксцентричный выступ 23 для взаимодействия с тормозной шайбой 24, к которой она постоянно поджимается пружиной 25, установленной в ведущем элементе каждой обгонной муфты. Тормозные шайбы 24 обеих муфт закреплены на корпусе 26, в котором установлены со свободой вращения полувалы 9 и 10. Корпус 26 закреплен на неподвижном элементе транспортного средства (на чертеже не показан).

Устройство работает в следующих режимах: в режиме без блокирования дифференциала и в режиме автоматического блокирования дифференциала.

В режиме без блокирования дифференциала фрикционная муфта 19 выключена. Это исключает передачу крутящего момента между венцом 20 и реверсивными обгонными муфтами 13 и 14 и устраняет тем самым возможность возникновения паразитной циркулирующей мощности между ведущими мостами при крутых поворотах транспортного средства и движении его по существенно неровной поверхности.

Для включения режима автоматического блокирования дифференциала включается фрикционная муфта 19.

Рассмотрим работу устройства при движении транспортного средства вперед.

Собачки 22 обеих муфт 13 и 14 своими передними по направлению вращения ведущих элементов муфт концами постоянно прижимаются к соответствующим ведомым элементам 15 и 16 в виде храповиков моментом трения, возникающим в результате трения эксцентричного выступа 23 каждой оси 21 о соответствующую тормозную шайбу 24. Если буксование колес ни одного из ведущих мостов не достигло предельно допустимой величины, ведомые элементы 15 и 16 соответствующих обгонных муфт 13 и 14 вращаются благодаря рассчитанным по вышеприведенной методике передаточным отношениям зубчатых рядов, связанных с обгонными муфтами, быстрее соответствующих ведущих элементов 17 и 18. В результате обе обгонные муфты оказываются разблокированными, а следовательно, разблокированным будет и дифференциал.

При достижении буксования колес, например переднего ведущего моста, предельно допустимой величины ведомый элемент 16 муфты 14, вследствие замедления вращения выходного звена 8 дифференциала, отстанет и сравняется по скорости с соответствующим ведущим элементом 18. Собачка 22 этой муфты войдет в зацепление с ее ведомым элементом 16 в виде храповика. Произойдет блокирование обгонной муфты 14 и, следовательно, блокирование дифференциала, который из механизма с двумя степенями свободы превратится в механизм с одной степенью свободы, способный передавать крутящие моменты на выходные звенья пропорционально сцепным свойствам колес соответствующих ведущих мостов.

Если, наоборот, буксование колес заднего ведущего моста достигнет предельно допустимой величины, то ведомый элемент 15 муфты 13, вследствие замедления вращения выходного звена 7 дифференциала, отстанет и сравняется по скорости с соответствующим ведущим элементом 17. Собачка 22 этой муфты войдет в зацепление с ее ведомым элементом 15 в виде храповика. Произойдет блокирование обгонной муфты 13 и, следовательно, блокирование дифференциала.

Когда повышенное буксование одного из ведущих мостов прекратится, ведомый элемент заблокированной обгонной муфты обгонит соответствующий ведущий элемент, и произойдет ее разблокирование, а следовательно, и разблокирование дифференциала.

При движении транспортного средства назад направление вращения ведущих и ведомых элементов обеих реверсивных обгонных муфт меняется на обратное. В результате собачки 22 обеих муфт под действием вышеупомянутого момента трения будут теперь прижиматься к соответствующим ведомым элементам другими концами. В остальном принцип работы устройства остается прежним.

Механизм блокировки дифференциала (фиг.2) связан с межосевым дифференциалом посредством четырех зубчатых пар, состоящих из зубчатых колес 1 и 2, 3 и 4, 5 и 6, 27 и 28. Зубчатые колеса 1 и 3 установлены соответственно на выходных звеньях 7 и 8 дифференциала, связанных с приводами соответственно переднего и заднего ведущих мостов (на чертеже не показаны). Зубчатые колеса 5 и 27 связаны с венцом 20 ведомой шестерни зубчатой передачи, подводящей ведущий момент к дифференциалу. Зубчатые колеса 6 и 28 связаны с ведущими элементами 18 и 17 реверсивных обгонных муфт 14 и 13, соответственно, ведомые элементы 16 и 15 которых связаны с соответствующими полувалами 10 и 9, на которых соответственно закреплены зубчатые колеса 4 и 2 Зубчатые пары, состоящие из зубчатых колес 5 и 6, 27 и 28, венец 20 и обгонные муфты 13 и 14 образуют устройство 11, сочленяющее полувалы 9 и 10.2 В качестве реверсивных обгонных муфт 13 и 14 используются известные обгонные храповые муфты двойного действия. Ведомый элемент в каждой муфте выполнен в виде храповика. В ведущем элементе каждой муфты установлена ось 21, на которой закреплена собачка 22 с двумя концами (на чертеже не показаны). Ось 21 имеет эксцентричный выступ 23 для взаимодействия с тормозной шайбой 24, к которой она постоянно поджимается пружиной 25, установленной в ведущем элементе каждой обгонной муфты. Тормозные шайбы 24 обеих муфт закреплены на корпусе 26, в котором установлены со свободой вращения полувалы 9 и 10. Корпус 26 закреплен на неподвижном элементе транспортного средства (на чертеже не показан).

Для обеспечения возможности выключения режима автоматической блокировки дифференциала связь зубчатых колес 1 и 3, соответственно, с выходными звеньями 7 и 8 осуществлена посредством фрикционных муфт 19 и 29.

Устройство работает в следующих режимах: в режиме без блокирования дифференциала и в режиме автоматического блокирования дифференциала.

В режиме без блокирования дифференциала фрикционные муфты 19 и 29 выключены. Это исключает передачу крутящего момента между выходным звеном 7 дифференциала и реверсивной обгонной муфтой 13, выходным звеном 8 дифференциала и реверсивной обгонной муфтой 14, устраняя тем самым возможность возникновения паразитной циркулирующей мощности между ведущими мостами при крутых поворотах транспортного средства и движении его по существенно неровной поверхности.

Для включения режима автоматического блокирования дифференциала включаются фрикционные муфты 19 и 29.

Рассмотрим работу устройства при движении транспортного средства вперед.

Собачки 22 обеих муфт 13 и 14 своими передними по направлению вращения ведущих элементов муфт концами постоянно прижимаются к соответствующим ведомым элементам 15 и 16 в виде храповиков моментом трения, возникающим в результате трения эксцентричного выступа 23 каждой оси 21 о соответствующую тормозную шайбу 24. Если буксование колес ни одного из ведущих мостов не достигло предельно допустимой величины, ведомые элементы 15 и 16 соответствующих обгонных муфт 13 и 14 вращаются благодаря рассчитанным по вышеприведенной методике передаточным отношениям зубчатых рядов, связанных с обгонными муфтами, быстрее соответствующих ведущих элементов 17 и 18. В результате обе обгонные муфты оказываются разблокированными, а следовательно, разблокированным будет и дифференциал.

При достижении буксования колес, например переднего ведущего моста, предельно допустимой величины ведомый элемент 16 муфты 14, вследствие замедления вращения выходного звена 8 дифференциала, отстанет и сравняется по скорости с соответствующим ведущим элементом 18. Собачка 22 муфты 14 войдет в зацепление с ее ведомым элементом 16 в виде храповика. Произойдет блокирование обгонной муфты 14 и, следовательно, блокирование дифференциала, который из механизма с двумя степенями свободы превратится в механизм с одной степенью свободы, способный передавать крутящие моменты на выходные звенья пропорционально сцепным свойствам колес соответствующих ведущих мостов.

Если, наоборот, буксование колес заднего ведущего моста достигает предельно допустимой величины, то ведомый элемент 15 муфты 13, вследствие замедления вращения выходного звена 7 дифференциала, отстанет и сравняется по скорости с соответствующим ведущим элементом 17. Собачка 22 муфты 13 войдет в зацепление с ее ведомым элементом 15 в виде храповика. Произойдет блокирование обгонной муфты 13 и, следовательно, блокирование дифференциала

Когда повышенное буксование одного из ведущих мостов прекратится, ведомый элемент заблокированной обгонной муфты обгонит соответствующий ведущий элемент, произойдет ее разблокирование, а следовательно, и разблокирование дифференциала.

При движении транспортного средства назад направление вращения ведущих и ведомых элементов обеих реверсивных обгонных муфт меняется на обратное. В результате собачки 22 обеих муфт под действием вышеупомянутого момента трения будут теперь прижиматься к соответствующим ведомым элементам другими концами. В остальном принцип работы устройства остается прежним.