АВТОМАТИЧЕСКИЙ САМОБЛОКИРУЮЩИЙСЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛ

Предложение относится к машиностроению и может быть использовано для повышения тягово-сцепных свойств и проходимости колесных машин при движении их по скользким дорогам и деформируемым грунтам.
Известен самоблокирующийся дифференциал мобильных колесных машин: Патент на полезную модель. RU 14895 U1 В60К 17/00. (23.03.2000), содержащий разъемный корпус, полуосевые шестерни, связанные с саттелитами, установленными на крестовине, размещенной в корпусе дифференциала. Дифференциал оснащен муфтами свободного хода, связанными с саттелитом и крестовиной дифференциала, содержащими наружную обойму, выполненную в виде звездочки, и ролики, установленные в сепараторе, связанным с наружной обоймой пружиной.
Недостатком этого самоблокирующегося дифференциала являются значительные ударные нагрузки, возникающие при его блокировании, и, как следствие, снижение его срока службы.
Данная конструкция самоблокирующегося дифференциала является наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и принята за прототип.
Задачей предложения является снижение ударных нагрузок, возникающих при блокировании дифференциала и увеличение его срока службы.
Решение поставленной задачи достигается тем, что разработанный механизм способен блокироваться только при заданной величине углового ускорения ведущего колеса, определяющей чувствительность блокирующего механизма и продолжительность действия углового ускорения колеса. При этом использование роликового механизма позволяет значительно снизить ударные нагрузки, возникающие при блокировании дифференциала.
Дифференциалы с автоматической блокировкой, действующей по принципу ограничения углового ускорения буксующего колеса, способны обеспечивать
реализацию полного тягового усилия по сцеплению ведущих колес на поверхностях с малой несущей способностью и скользких дорогах.
Анализ предлагаемого решения и известных позволяет сделать вывод о его соответствии условиям патентоспособности полезной модели.
Предложение поясняется рисунками (фиг.1, фиг.2), где изображено принципиальное устройство автоматического самоблокирующегося дифференциала.
Автоматический самоблокирующийся дифференциал расположен на шлицах полуосей ведущих колес 1. Он представляет собой двухстороннюю муфту, вращающуюся вместе с полуосевыми шестернями дифференциала 2. Автоматический самоблокирующийся дифференциал состоит из корпуса 3, нажимного диска 4 и блокирующего диска 5 с пазами, витой силовой пружины 6. Пружина 6 одним концом закреплена на ступице 7 нажимного диска 3, другим - на блокирующем диске 4. Между дисками 3 и 4 расположен сепаратор 8 с роликами 9, размещающимися в пазах дисков. Сепаратор состоит из внешнего 10 и внутреннего 11 колец, соединенных между собой шпильками 12. В кольцах сепаратора имеются отверстия для установки осей роликов. Механизм также имеет пружины консольного типа 13, выполненные из многожильного стального тросика и удерживающие сепаратор с роликами в среднем положении по отношению к местам заклинивания.
Блокирующий диск 5 посажен на ступицу 7 нажимного диска 4 и находится с последним в постоянном зацеплении, которое обеспечивается витой силовой пружиной 6, роликами 9 и пазами. Силовая витая пружина 6 постоянно удерживает диски в сомкнутом состоянии.
Все детали автоматического самоблокирующегося дифференциала (если последний выключен из работы) вращаются с одинаковой угловой скоростью, выполняя функцию простого шестеренчатого дифференциала. При движении колесной машины прямо, на поворотах, при переезде колесом каких-либо препятствий автоматический самоблокирующийся дифференциал не работает.
Предлагаемый автоматический самоблокирующийся дифференциал работает следующим образом.
-2
При попадании одного из ведущих колес на скользкий участок пути колесо начинает пробуксовывать. Нажимной диск 4 (буксующего колеса), получив угловое ускорение (ε=10...25 с), вместе с шестерней полуоси 2 поворачиваются на определенный угол. За счет силы инерции блокирующий диск 5 остается неподвижным, нажимной диск 4 стремится выйти из зацепления. Под действием сил инерции консольные пружины 13 деформируются, и ролики 9 оказываются в положении заклинивания между пазами дисков. Блокирующий диск 5, преодолевая сопротивление силовой пружины 6, перемещается вдоль ступицы 7 нажимного диска 4 до стенок корпуса дифференциала 3. За счет сил трения осуществляется блокировка дифференциала. При дальнейшем движении машины происходит «игра» полуосей. Вследствие этого давление в блокирующей муфте (нажимной диск 4 - блокирующий диск 5 - стенка корпуса дифференциала 3) ослабевает, и блокирующий диск 5 возвращается в исходное положение под действием упругих сил витой пружины 6. Расклинивание роликов 9 механизма наступает при перемещении консольных пружин 13 в исходное положение. Силы инерции в дифференциале наиболее велики в то время, когда начинается относительный поворот полуосей, и когда колесо, имеющее худшее сцепление с грунтом, еще не успело раскрутиться. По этой причине механизм включается, используя касательные силы инерции.
Принципиально возможность предлагаемого способа блокировки обуславливается разницей величин углового ускорения ведущего колеса при работе дифференциала в обычных условиях и при пробуксовке одного из ведущих колес автомобиля.
По сравнению с прототипом в предлагаемом автоматическом самоблокирующемся дифференциале снижены ударные нагрузки, возникающие при блокировании дифференциала. Дифференциал способен обеспечивать полную реализацию тягового усилия машины по сцеплению ведущих колес с дорогой, практически, в любых дорожных условиях.