САМОБЛОКИРУЮЩИЙСЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛ ДЛЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА

Изобретение относится к автомобилестроению и может быть использовано в дифференциальных приводах колесных транспортных средств, выполненных с возможностью автоматической блокировки колес.
Известен самоблокирующийся дифференциал транспортного средства, содержащий приводной корпус, в котором соосно друг другу размещены связанные с полуосями полуосевые элементы, имеющие на внешней поверхности винтовые канавки противоположного направления спирали, тела качения в виде шариков, заполняющих цепочкой выполненный в приводном корпусе, по меньшей мере, один замкнутый канал, часть которого вскрыта для погружения сегментов шариков в винтовые канавки, при этом замкнутый канал в продольном сечении выполнен прямоугольным со скругленными внешними углами, поперечное сечение ветвей прямоугольного замкнутого канала равно диаметру шариков, а количество шариков в канале нечетное. В указанной конструкции рабочая и возвратная ветви замкнутого канала разделены перегородкой. (RU 2319875 от 30.11.2005, опубл. 10.06.2008, МПК F16H 48/20, B60K 17/16).
Недостатком данного дифференциала, выбранного в качестве прототипа, является возможность попадания воды в масло, находящееся в полости дифференциала, что значительно снижает надежность работы дифференциала при движении по грязи, бездорожью, болотистой местности, переправам через реки и т.д.
Задачей настоящей разработки является обеспечение оптимальных условий для блокирования в дифференциалах, предназначенных для работы в различных условиях, за счет исключения попадания воды в масло.
Указанная задача решается за счет того, что в самоблокирующемся дифференциале для транспортного средства, содержащем приводной корпус с крышками с соосно размещенными полуосями с винтовыми канавками противоположного направления спирали, телами качения в виде шариков, по меньшей мере, один замкнутый канал с рабочей ветвью и возвратной ветвью, согласно полезной модели, корпус выполнен герметичным,
При этом крышки и корпус могут быть связаны между собой посредством резьбового соединения или посредством сварки трением или посредством байонетного соединения.
Корпус может быть размещен в чехле из полимерного материала или металла.
Между корпусом и крышками могут быть установлены сальниковые или магнитные уплотнения.
Выполнение корпуса дифференциала герметичным исключает возможность при движении по воде или грязи попадания воды внутри дифференциала, то есть в масло. В результате обеспечивается значительное повышение надежности работы дифференциала.
Герметичность может быть обеспечена за счет любых предлагаемых средств.
Проведенные исследования показали, что заявляемое техническое решение обладает новизной и промышленной применимостью.
Сущность заявляемого технического решения поясняется чертежами, где на фиг. 1 показан общий вид заявляемого дифференциала с частичным разрезом; на фиг. 2 поперечный разрез дифференциала с креплением болтами, со шпильками; на фиг. 3 - поперечный разрез дифференциала с сальниковым уплотнением между крышками корпуса и полуосевыми элементами; на фиг. 4 разрез дифференциала со вставкой.
Заявляемый самоблокирующийся дифференциал для транспортного средства включает корпус 1 и две крышки 2. Внутри корпуса размещены два полуосевых элемента 3. На поверхности полуосевых элементов 3 выполнены винтовые канавки противоположного направления спирали. В корпусе 1 выполнены замкнутые каналы 4 для размещения шариков 5 с рабочей и возвратной ветвями. Плоскости каналов 4 могут располагаться радиально или тангенциально. То есть угол образованный плоскостью канала относительно оси дифференциала может находиться в пределах от 0° до 90°.
Радиальное расположение проще в изготовлении, но характеризуется большими габаритами. Тангенциальное расположение более компактно, но сложнее в изготовлении.
Поскольку заявляемым самоблокирующимся дифференциалом обычно оснащаются готовые автомобили, то на практике тип расположения канала 4 выбирают в зависимости от того, в каком объеме будет размещаться дифференциал.
Самоблокирующийся дифференциал с радиальным расположением каналов 4 работает мягче, он обеспечивает более равномерный зазор в цепочках.
Между рабочей и возвратной ветвями канала 4 размещена перегородка 6. Перегородка выполняется из металла, или сплава металла, или неметалла, или полимерного материала. Толщина перегородки 6 выбирается в зависимости от конструкции дифференциала. Толщина ее может варьироваться в широких пределах. При радиальном расположении каналов 4 толщина перегородки 6 может быть достаточна большая, при тангенциальном расположении перегородку делают более тонкую. В особо ограниченных габаритах перегородка может вообще отсутствовать. Таким образом, толщина перегородки может находиться в пределах от 0 до 150 мм.
В заявляемом самоблокирующемся дифференциале предусмотрены средства для снижения коэффициента трения между смежными торцами полуосевых элементов 3, а также между полуосевыми элементами 3 и соответствующими крышками 2.
Между указанными трущимися плоскими поверхностями могут располагаться плоские шайбы из известных антифрикционных материалов. В некоторых модификациях предусмотрена установка упорных подшипников. Кроме того, используются различные типы смазок.
Корпус 1 связан с крышками 2 с образованием герметичной внутренней полости.
Герметичность может быть обеспечена различными средствами.
Вариант 1.
Корпус 1 и крышки 2 связаны между собой посредством резьбового соединения. Резьбовые соединения могут включать длинные болты 7, проходящие через отверстия в крышке 2 и корпусе 1 и вворачиваемые в соответствующие резьбовые отверстия в противоположной крышке. Такое соединение обеспечивает плотное соединение всех трех деталей и предотвращает появление зазоров, через которые внутрь полости может попасть вода. Вместо длинного болта 7 можно использовать два коротких болта 8, вворачиваемых в резьбовые отверстия на противоположных торцах корпуса 1. Вместо болтов можно использовать шпильки с гайками. Для облегчения сборки можно использовать направляющие штифты.
Вместо резьбового соединения можно использовать и другие варианты. Например, можно соединять корпус 1 с крышками 2 посредством сварки трением.
Можно обеспечивать соединение корпуса 1 с крышками 2 посредством байонетного затвора.
Вариант 2.
В этом варианте герметичность дополнительно обеспечивается за счет использования различных типов уплотнений. Так между крышками 2 и корпусом 1 размещены сальниковые уплотнения 9, предотвращающие проникновение влаги в полость дифференциала. Вместо сальников можно использовать магнитное или магнитожидкостное уплотнение. Например, в смазку добавлять магнитные элементы.
Конструкция дифференциала может включать вставку 10 из любых известных полимерных материалов и/или резин, во всех или части возвратных каналов шарико-винтового дифференциала ДАК (фиг.4). Внутренний диаметр вставки равен или чуть меньше диаметра шариков. Наличие такой вставки 10 позволяет добиться плотного и плавного перемещения тел качения (шариков) по возвратному каналу. Толщина пластиковой вкладки 10 дает возможность плавно регулировать степень блокирования дифференциала в широких пределах. Наличие вставки позволяет включить возвратные каналы в процесс автоматического регулирования степени блокирования дифференциала. Кроме того, исключается прямое трение тел качения (шариков) о стенки каналов и уменьшаются шумы механизма.
Работа заявляемых вариантов устройства осуществляется следующим образом. При прямолинейном движении транспортного средства по хорошей дороге вращение от ведущего корпуса 1 через шарики 5 контактирующие с винтовыми канавками передается на полуосевые элементы 3 и далее через полуоси на ведущие колеса, обеспечивая им одинаковую угловую скорость. При повороте автомобиля или попадании одного из ведущих колес транспортного средства на неровности дороги (ямка или бугор) колеса, а, следовательно, и полуосевые элементы 3 стремятся вращаться с разными угловыми скоростями. При этом шарики 5 начинают перемещаться по замкнутому каналу 4, не препятствуя повороту транспортного средства. При попадании какого-либо ведущего колеса на скользкий участок дороги происходит резкое снижение его сцепления с дорогой. Шарики 5 в устройстве расклиниваются полуосями 3, дифференциал блокируется и автоматически передает мощность на то колесо, у которого сцепление с дорогой лучше. Автомобиль продолжает движение без пробуксовывания.