Дифференциал с автоматический блокировкой колес транспортного средства
DIFFERENTIAL WITH AUTOMATIC LOCKING OF VEHICLE WHEELS

Изобретение относится к автомобилестроению, а именно к трансмиссиям транспортных средств, и может быть использовано в дифференциальных приводах транспортных средств, выполненных с возможностью автоматической блокировки колес.
Известен дифференциал с автоматической блокировкой колес транспортного средства, выбранный заявителем в качестве прототипа, содержащий приводной цилиндрический корпус, полуосевые элементы, установленные на полуосях соосно друг другу, расположенные с возможностью перемещения замкнутые цепочки шариков для взаимосвязи приводного цилиндрического корпуса с полуосевыми элементами. В приводном цилиндрическом корпусе выполнена перегородка, расположенная между полуосевыми элементами перпендикулярно продольной оси приводного цилиндрического корпуса. Перегородка снабжена отверстиями, выполненными, по меньшей мере, по одной окружности и симметрично установленными на торцевых поверхностях перегородки и равномерно на одной окружности с отверстиями сухариками с симметричными криволинейными опорными поверхностями для направления шариков в отверстия и формирования замкнутых цепочек шариков с ветвями по обе стороны перегородки, при этом шарики ветвей замкнутых цепочек расположены в гнездах, выполненных, по меньшей мере, по одной окружности на обращенных друг к другу торцевых поверхностях полуосевых элементов с возможностью перемещения шариков по торцевым поверхностям перегородки между сухариками (см. RU 2384775).
К недостаткам прототипа относится низкая надежность работы дифференциала, обусловленная тем, что цепочки шариков расположены в основном в зазоре между полуосевыми элементами и перегородкой и не имеют законченной организации, а шарики имеют повышенное количество степеней свободы. При прохождении шариков с одной стороны перегородки на другую направление шариков обеспечивается сухариками. На сухарики воздействуют высокие нагрузки на срез и отрыв, в том числе ударные, что приводит к их быстрому выходу из строя (облом сухариков), что нарушает правильность движения шариков, вызывает заклинивание дифференциала.
Кроме того, данная конструкция сложна в производстве из-за сложностей в изготовлении и точной установке сухариков при любом способе их крепления к перегородке (резьбовое или сварка).
Перегородка не обеспечивает необходимой жесткости.
Технический результат, обеспечиваемый заявляемой конструкции, заключается в повышении надежности и долговечности работы дифференциала, а также технологичности изготовления.
согласно изобретению
Указанный результат достигается за счет того, что в дифференциале с автоматической блокировкой колес транспортного средства, содержащем приводной корпус, установленные внутри корпуса на полуосях соосно друг другу полуосевые элементы с лунками на обращенных друг к другу торцевых поверхностях, а также замкнутые цепочки шариков для взаимосвязи приводного корпуса с полуосевыми элементами,  между полуосевыми элементами соосно с ними размещен связанный с приводным корпусом центральный блок, снабженный замкнутыми вскрытыми с противоположных примыкающих к смежным торцевым поверхностям полуосевых элементов каналами («червоточинами») для размещения замкнутых цепочек шариков.
Диаметр сечения каналов соответствует диаметру шариков.
Каналы в центральном блоке могут быть выполнены по одной окружности, при этом лунки на торцевых поверхностях расположены по такой же окружности.
Каналы в центральном блоке могут быть выполнены по нескольким окружностям, при этом лунки на торцевых поверхностях расположены по таким же окружностям.
Поперечный размер вскрытия каналов на торцевых поверхностях центрального блока меньше или равен диаметру шарика.
Центральный блок может быть выполнен из двух и более примыкающих друг к другу и связанных между собой дисков.
Использование вместо перегородки с отверстиями и направляющими сухариками центрального блока с внутренними замкнутыми каналами, в которых размещены замкнутые цепочки шариков, через вскрытия в каналах на торцах центрального блока взаимодействующих с лунками на соответствующих торцах полуосевых элементов, обеспечивает надежное направление шариков без риска разрушения дифференциала. При этом каналы выполняют функцию организатора движения цепочек шариков.
Таким образом, достигается указанный технический результат - повышение надежности и долговечности работы дифференциала.
Кроме того, заявляемое устройство обеспечивает повышение технологичности конструкции, повышение жесткости и прочности центрального блока, более качественную организацию движения цепочек шариков.
Сущность заявляемого технического решения поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлен продольный разрез дифференциала с автоматический блокировкой колес транспортного средства; на фиг. 2 - вид на торцовую поверхность центрального блока дифференциала с частичным разрезом; на фиг. 3 - фотография центрального блока.
Заявляемое устройство включает полый приводной корпус 1, внутри которого размещено два полуосевых элемента 2 и 3, каждый из которых установлен на своей полуоси 4 и 5.
В корпусе 1 между полуосевыми элементами 2 и 3 размещен центральный блок 6. На чертежах представлен центральный блок 6, выполненный из трех связанных между собой и примыкающих друг к другу дисков 7, 8 и 9. Однако, центральный блок 6 может быть выполнен другим образом, например быть цельным или включать другое количество дисков по сравнению с представленным на чертежах.
Внутри центрального блока 6 выполнено три замкнутых канала («червоточины») 10.
Каналы 10 в центральном блоке 6 выполнены по одной окружности.
Но указанное количество замкнутых каналов 10 и расположение их по одной окружности не является обязательным. Например, каналов 10 может быть больше или меньше, и располагаться они могут по нескольким окружностям.
Каждый канал 10 со стороны торцов центрального блока 6 имеет дугообразные вскрытые участки 11.
В каждом из каналов 10 размещена замкнутая цепочка шариков 12.
Форма и размеры канала 10 обеспечивают возможность свободного перемещения по ним шариков 12. Размер вскрытия 11 не позволяет шарикам 12 выскочить из канала 10, но при этом шарики 12 выступают из центрального блока 6.
На направленных навстречу друг другу торцах полуосевых элементов 2 и 3 выполнены лунки 13. На чертежах лунки 13 на торцевых поверхностях расположены по такой же окружности, как каналы 10. Но при выполнении каналов 10 по разным окружностям лунки 13 располагают соответствующим образом.
Глубина лунок 13 соответствует высоте выступания шариков 12 относительно торцовых поверхностей центрального блока 6.
Таким образом, шарики 12, входя в лунки 13 полуосевых элементов 2 и 3 с обеих сторон центрального блока 6, осуществляют кинематическую связь приводного корпуса 1 дифференциала с полуосевыми элементами 2 и 3, а также полуосевых элементов 2 и 3 между собой.
Дифференциал с автоматической блокировкой колёс транспортного средства работает следующим образом:
При прямолинейном движении транспортного средства по ровной поверхности вращение от приводного корпуса 1 дифференциала через центральный блок 6 с размещёнными в нём цепочками шариков 12, во вскрытых торцевых частях центрального блока 6, входящих в зацепление с полуосевыми элементами 2 и 3 через сферические лунки 13, через полуоси 4 и 5 передаётся на колёса. При этом обеспечивается равная угловая скорость колёс.
При повороте автомобиля или при прохождении колёсами ведущей оси разного расстояния, колёса, и, следовательно, полуоси 4 и 5 и полуосевые элементы 2 и 3 дифференциала вращаются с разными угловыми скоростями, что вызывает движение цепочек из шариков 12 в канале центрального блока 6 и не препятствует повороту транспортного средства.
В ситуации, когда одно из колёс резко теряет сцепление с дорогой (скользкий участок дороги или вывешивание колеса), момент сопротивления качению на этом колесе резко падает. При этом шарики 12 в каналах 10 центрального блока 6 расклиниваются и прекращают движение. Дифференциал блокируется. Мощность двигателя передаётся на второе колесо, имеющее лучшее сцепление с дорогой. Автомобиль продолжает движение.
Заявителями проведены опытные работы, изготовлены и испытаны образцы предлагаемого дифференциала с автоматической блокировкой колёс транспортного средства.