RU2376514C1 - Device for automatic hydraulic blocking of differential - Google Patents

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: invention relates to machine building, particularly to lock engines of differential. Mechanism of automatic blocking of differential consists of hydraulic pump with toothed wheels, two valves, isolated in open condition by springs and intermediate shafts with intermediate toothed wheels. Mechanism of hydraulic blocking of differential is in the space between differential pinion and axle shaft gear and is enclosed into case. Toothed wheels of hydraulic pump are blocked with two intermediate toothed wheels, which are engaged with other couple of intermediate toothed wheels. Intermediate toothed wheels are blocked to differential pinions. Casing is filled by working liquid for major part of its volume and by its journal bears on two bearings, compressed into semi-axial toothed wheels.

EFFECT: increasing of mechanism durability and providing of blocking of differential at growing of difference between number of revolutions of wheels.

3 dwg

Description

Дифференциал-механизм допускает вращение колес ведущего моста транспортного средства (ТС) с разными скоростями. Дифференциал снижает сопротивление движению и предотвращает излишний износ деталей трансмиссии и шин при движении ТС по неровным дорогам и на поворотах.The differential mechanism allows the rotation of the wheels of the drive axle of the vehicle (TC) at different speeds. The differential reduces resistance to movement and prevents excessive wear of transmission parts and tires when the vehicle moves on rough roads and on bends.

Иногда ведущие колеса оказываются в настолько разных условиях сцепления с дорожным полотном, что возникает пробуксовка одного из колес, что приводит к остановке транспортного средства, и в этих случаях полезное свойство дифференциала дает негативный эффект. Для устранения его применяются различные устройства:Sometimes the drive wheels find themselves in such different conditions of adhesion to the roadway that a slippage of one of the wheels occurs, which leads to a stop of the vehicle, and in these cases the useful property of the differential gives a negative effect. To eliminate it, various devices are used:

Механическое устройство блокирования дифференциала - шлицевая муфта соединяет полуоси в одно целое; другой механизм представляет собой сцепную муфту, диски которого сжимаются диафрагмой гидроустройства и соединяют полуоси в одно целое.The mechanical differential lock - spline coupling connects the axle shafts into a single unit; another mechanism is a coupler, the disks of which are compressed by the diaphragm of the hydraulic system and connect the axle shafts into a single unit.

(В.М.Семенов. “Трактор”. М. “Колесо”. 1977 г., стр.136, 137.)(V. M. Semenov. “Tractor.” M. “Wheel”. 1977, p. 136, 137.)

Недостатки: для блокировки полуосей необходимо остановить ТС; управление механизмом осуществляется через систему, связывающую орган управления с дифференциалом.Disadvantages: to block the axle shafts, it is necessary to stop the vehicle; the mechanism is controlled through a system linking the control to the differential.

Дифференциал повышенного трения (установлен на автомобиле ГАЗ-66).The limited slip differential (installed on the GAZ-66 car).

(Е.В.Михайловский. “Устройство автомобиля”. М. “Машиностроение”. 1987 г., стр.235, 236.)(E.V. Mikhailovsky. “The device of the car.” M. “Engineering”. 1987, pp. 235, 236.)

Недостатки: высокая нагрузка на детали дифференциала, высокие требования к материалам, из которых изготовлены детали. Такой дифференциал снижает КПД ТС, затрудняет поворот ТС, не исключает пробуксовку колеса.Disadvantages: high load on the differential parts, high demands on the materials from which the parts are made. Such a differential reduces the efficiency of the vehicle, makes it difficult to turn the vehicle, does not exclude wheel slippage.

Тракторы “Кировец” оснащены устройством, передающим мощность только на отстающее колесо.Kirovets tractors are equipped with a device that transfers power only to the lagging wheel.

(М.Г.Пантюхин. М. “Колесо”. 1978 г., стр.141, 142.)(M.G. Pantyukhin. M. “The Wheel." 1978, p. 141, 142.)

Недостатки: сложность устройства, кроме того оно непригодно для установки на высокоскоростные ТС, так как могут снизить курсовую устойчивость последнего.Disadvantages: the complexity of the device, in addition, it is unsuitable for installation on high-speed vehicles, as it can reduce the stability of the latter.

Прототип: устройство, описанное в книге “Легковые автомобили” авторов В.С.Цыбина и В.А.Галашина, М. “Просвещение”, 1993 г. стр.85. Блокировка дифференциала осуществляется фрикционными муфтами, сила трения в которых возрастает с увеличением передаваемого крутящего момента.Prototype: the device described in the book “Cars” by V. S. Tsybin and V. A. Galashin, M. “Enlightenment”, 1993, p. 85. The differential is locked by friction clutches, in which the frictional force increases with increasing transmitted torque.

Недостатки: наличие быстроизнашивающихся элементов; блокировка происходит при возрастании передаваемого крутящего момента, а не при возрастании разницы скоростей вращения колес.Disadvantages: the presence of wearing elements; blocking occurs with an increase in the transmitted torque, and not with an increase in the difference in the speeds of rotation of the wheels.

Цель настоящей работы - механизм, лишенный перечисленный недостатков. Устройство механизма автоматической гидроблокировки дифференциала. На фиг.1, 2, 3:The purpose of this work is a mechanism devoid of the above disadvantages. The mechanism of the automatic differential differential lock. In figure 1, 2, 3:

1 - корпус гидронасоса1 - hydraulic pump housing

2 - шестерня гидронасоса2 - gear pump

3, 6 - вал3, 6 - shaft

4, 5 - промежуточная шестерня4, 5 - intermediate gear

7 - сателлит7 - satellite

8 - направляющая клапана8 - valve guide

9 - картер механизма9 - mechanism case

10 - уплотнение10 - seal

11 - цапфа картера11 - axle of a case

12 - подшипник12 - bearing

13 - полуосевая шестерня13 - semiaxial gear

14 - полуось14 - semiaxis

15 - клапан15 - valve

16 - пружина16 - spring

17 - болт17 - a bolt

Продольная геометрическая ось полуоси нормальна плоскости фиг.1, на которой картер механизма не обозначен. Гидронасос жестко закреплен внутри картера, крепление не обозначено. Механизм автоматической гидроблокировки дифференциала (МАГД) находится в пространстве между полуосевыми шестернями 13 и сателлитами 7 дифференциала.The longitudinal geometric axis of the semiaxis is normal to the plane of FIG. 1, on which the crankcase is not marked. The hydraulic pump is rigidly fixed inside the crankcase, the mount is not indicated. The mechanism of the automatic differential differential lock (MAGD) is located in the space between the semi-axial gears 13 and the differential gears 7.

Вал 6 с шестерней 5 при сборке образуют блок с сателлитом 7, то же шестерня 2 с валом 3 и шестерня 4. Шестерня 4 и 5 находятся в постоянном зацеплении. Шестерни 2 и корпус 1 образуют гидронасос, имеющий два клапана 15, которые могут перемещаться в направляющих 8, прикрепленных к корпусу 1 болтами 17. Клапан 15 удерживается в исходном положении пружиной сжатия 16. Такое устройство клапанов позволяет насосу в зависимости от вращения шестерен в ту или иную сторону всасывать жидкость через тот или иной клапан, противоположная полость гидронасоса становится при этом нагнетательной. МАГД находится в картере 9, который двумя цапфами 11 опирается на подшипники 12, запрессованные в полуосевые шестерни 13. Картер 9 заполняется рабочей жидкостью на большую часть своего объема, герметичность его обеспечивается уплотнениями 10.Shaft 6 with gear 5 during assembly form a block with satellite 7, the same gear 2 with shaft 3 and gear 4. Gear 4 and 5 are in constant engagement. The gears 2 and the housing 1 form a hydraulic pump having two valves 15 that can be moved in the guides 8, bolted to the housing 1. The valve 15 is held in its original position by a compression spring 16. This valve arrangement allows the pump to liquid is sucked up on the other side through one valve or another; the opposite cavity of the hydraulic pump becomes discharge. MAGD is located in the crankcase 9, which is supported by two pins 11 on bearings 12, pressed into the semi-axial gears 13. The crankcase 9 is filled with working fluid over most of its volume, its tightness is ensured by seals 10.

Работа МАГДMAGD work

При движении ТС по ровной прямой дороге полуосевые шестерни 13 вращаются с одинаковыми скоростями, сателлиты 7 не вращаются вокруг своих осей и не передают вращение на шестерни 2 гидронасоса. При движении ТС с большой скоростью по закруглению большого радиуса или с малой скоростью по дуге малого радиуса, при мелких неровностях дороги разность скоростей вращения полуосевых шестерен невелика, клапаны 15 остаются открытыми, рабочая жидкость свободно прокачивается через насос, не создавая сопротивление вращению сателлитов 7 вокруг своих осей. При возрастании разности скоростей вращения колес, что имеет место при пробуксовке одного колеса, возрастает скорость вращения сателлитов вокруг своих осей, рабочая жидкость преодолевает сопротивление пружины 16 и выпускающий клапан закрывается, впускающий клапан остается открытым, жидкость, запертая в нагнетательной полости насоса, препятствует вращению шестерен 2, тормозит вращение сателлитов вокруг своих осей, происходит блокировки дифференциала. По мере выравнивания сопротивления вращения колес ведущего моста давление в нагнетательной полости гидронасоса падает, выпускающий клапан под действием пружины 16 открывается, дифференциал разблокирован. Все детали МАГД смазываются и охлаждаются рабочей жидкостью.When the vehicle moves on a straight straight road, the semi-axial gears 13 rotate at the same speeds, the satellites 7 do not rotate around their axes and do not transmit rotation to the gears 2 of the hydraulic pump. When the vehicle moves at a high speed with a rounding off of a large radius or at a low speed along an arc of a small radius, with small roughnesses of the road, the difference in the speeds of rotation of the semiaxial gears is small, the valves 15 remain open, the working fluid is freely pumped through the pump, without creating resistance to the rotation of the satellites 7 around their axes. With an increase in the difference in the speeds of rotation of the wheels, which occurs during slipping of one wheel, the speed of rotation of the satellites around its axes increases, the working fluid overcomes the resistance of the spring 16 and the exhaust valve closes, the intake valve remains open, the fluid locked in the discharge cavity of the pump prevents rotation of the gears 2, it slows down the rotation of satellites around its axes, differential locks occur. As the rotation resistance of the wheels of the drive axle is leveled, the pressure in the discharge cavity of the hydraulic pump drops, the exhaust valve opens by the action of the spring 16, the differential is unlocked. All parts of the MAGD are lubricated and cooled by the working fluid.

Claims (1)

Механизм автоматической гидроблокировки дифференциала, отличающийся тем, что состоит из гидронасоса, имеющего два клапана, поддерживаемые в открытом состоянии пружинами, шестерни которого сблокированы с двумя промежуточными шестернями, которые находятся в зацеплении с другой парой промежуточной шестерен, сблокированных с сателлитами дифференциала, все это заключено в картер, опирающийся двумя цапфами на два подшипника, запрессованных в полуосевые шестерни дифференциала. The mechanism of automatic differential differential lock, characterized in that it consists of a hydraulic pump having two valves supported in the open state by springs, the gears of which are interlocked with two intermediate gears, which are engaged with another pair of intermediate gears interlocked with the differential gears, all this is enclosed in a crankcase supported by two trunnions on two bearings, pressed into the axle gears of the differential.

Images