МЕХАНИЗМ БЛОКИРОВКИ ДИФФЕРЕНЦИАЛА ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА
DIFFERENTIAL LOCKING MECHANISM OF A VEHICLE

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к механизмам блокировки дифференциала транспортного средства.
Известен механизм блокировки межколесного дифференциала, содержащий кулачковую муфту выполненную из двух частей, одна из которых закреплена на чашке дифференциала, а другая расположена на полуоси и подвижна в осевом направлении при помощи двуплечего рычага, один из концов которого выполнен в виде вилки, и который установлен на оси так, что одно плечо взаимодействует с поршнем приводного механизма, а другое взаимодействует с подвижной полумуфтой (RU 2165043 С1). Недостатком данного механизма является сложность сборки и регулировки, а также то, что поступательное движение исполнительного механизма преобразуется во вращательное движение рычага, а затем вращательное движение рычага преобразуется в поступательное движение полумуфты, вследствие чего увеличивается вероятность заклинивания вилки или полумуфты.
Известен самоблокирующийся дифференциал, блокировка которого происходит за счет фрикционных муфт, расположенных между корпусом дифференциала и полу осевыми шестернями (RU 2411405 С2). Недостатком такого механизма является то, что фрикционные муфты расположены внутри картера дифференциала, тем самым снижаются фрикционные свойства фрикционных элементов и загрязняется масло
Известен механизм автоматической гидроблокировки дифференциала, который 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 (RU 2376514 С1). Недостатком такого механизма является невозможность управлять процессом блокировки дифференциала, сложность балансировки и настройки.
Целью данного изобретения является повышение надежности механизма блокировки дифференциала колесного транспортного средства.
Указанная цель достигается тем, что в механизме блокировки дифференциала транспортного средства, состоящего из картера, корпуса дифференциала, шестерен сателлитов, кинематически связанных друг с другом, шестерен полуосей, промежуточных шестерен или блок-шестерен, исполнительного механизма, промежуточные шестерни или блок-шестерни установлены на валах, которыми корпус дифференциала крепится к картеру, с возможностью передавать крутящий момент от шестерен сателлитов на шестерни полуосей, и по крайней мере одна из промежуточных шестерен или блок-шестерен установлена с возможностью передвигаться в осевом направлении. Корпус дифференциала - это сборочная единица, образованная соединением двух валов с фланцами, фланцами друг к другу, выполненных таким образом, что при соединении между ними образуется полость. Концами валов корпус дифференциала закреплен к боковым стенкам картера с образованием шарнира. Корпус дифференциала принимает крутящий момент от входного звена через коронную шестерню, установленную или выполненную на корпусе дифференциала или непосредственно от вала, которым корпус дифференциала крепится к картеру с образованием шарнира. На корпусе дифференциала установлены шестерни сателлиты, кинематически связанные друг с другом шестернями, сблокированными с ними. Шестерни, сблокированные с шестернями сателлитами, установлены во внутренней полости корпуса дифференциала и находятся в зацеплении друг с другом. На валах, которые крепят корпус дифференциала к картеру, установлены промежуточные шестерни или блок-шестерни. В данной конструкции крутящий момент от шестерен сателлитов на шестерни полуосей передается через промежуточные шестерни или блок-шестерни, которые установлены на валах, крепящих корпус дифференциала к картеру по разные стороны от корпуса дифференциала, каждая из которых находится в зацеплении с одной из шестерней сателлитов и с одной шестерней полуосей. Ось вращения корпуса дифференциала и оси вращения шестерен полуосей не совпадают. Для блокировки дифференциала одна из промежуточных шестерен установлена с возможностью передвигаться в осевом направлении. При таком расположении деталей ступица промежуточной шестерни или блок-шестерни находится в непосредственной близости от стенки картера и корпуса дифференциала, следовательно, простым поступательным движением любого известного исполнительного механизма установленного на картер, возможно передвинуть промежуточную шестерню или блок-шестерню на небольшое расстояние и надежно сцепить две кулачковые полумуфты, одна из которых выполнена на ступице промежуточной шестерни или блок-шестерни, вторая на корпусе дифференциала, тем самым заблокировать дифференциал, не ослабив при этом вала, которым крепится корпус дифференциала к картеру. При расположении оси вращения шестерен полуосей ниже оси вращения корпуса дифференциала возможно значительно увеличить клиренс транспортного средства.
Вал, которым крепится корпус дифференциала к картеру, и ступица промежуточной или блок-шестерни шестерни могут быть выполнены коаксиально выступающими наружу картера. На выступающий конец ступицы промежуточной шестерни или блок-шестерни и на выступающий конец вала, на котором крепится корпус дифференциала к картеру, устанавливаются детали, при помощи которых ступица промежуточной шестерни или блок-шестерни и вал, которым крепится корпус дифференциала к картеру, сцепляются друг с другом. При управлении блокировкой дифференциала интеллектуальным блоком на выступающие концы ступицы промежуточной шестерни или блок-шестерни и вала, которым крепится корпус дифференциала к картеру, могут устанавливаться детали с элементами для считывания их скорости вращения, или эти элементы выполняются на деталях, предназначенных для блокировки дифференциала. Концы ступицы промежуточной шестерни или блок-шестерни и вала, которым крепится корпус дифференциала к картеру, могут сцепляться при помощи кулачковых муфт, фрикционных муфт, комбинацией этих действий или другим известным способом. При таком варианте детали, при помощи которых блокируется относительное смещение ступицы промежуточной шестерни или блок-шестерни и вала, которым крепится корпус дифференциала к картеру, а, следовательно, блокируется дифференциал, располагаются снаружи картера, следовательно, легко доступны для ремонта и технического обслуживания. При использовании фрикционных муфт возможна частичная блокировка дифференциала и блокировка дифференциала на ходу, при этом фрикционные элементы будут работать в сухой зоне и их можно рассматривать как расходные.
Две шестерни, сблокированные с шестернями сателлитами, могут быть установлены в корпусе дифференциала по принципу гидравлического шестеренчатого насоса. В этом случае блокировка дифференциала происходит при перекрывании канала, по которому перекачивается масло шестеренчатым насосом, управляемым дросселем или клапаном. Каналы, по которым перекачивается масло, выполнены внутри валов, которые крепят корпус дифференциала к картеру. В каналах, по которым перекачивается масло, установлены обратные клапана таким образом, что шестеренчатый насос может перекачивать масло только в одном направлении: из емкости, которая выполнена на внутренней боковой стенки картера. Это позволит не завоздушиться гидросистеме, а также одним управляемым дросселем или одним управляемым клапаном блокировать дифференциал в равной степени в разных направлениях, в том числе и на ходу, а также управлять блокировкой дифференциала интеллектуальным блоком. Дроссель или клапан может управляются любым известным исполнительным механизмом, а также электромагнитным полем через конец вала, которым крепится корпус дифференциала к картеру. В канал гидросистемы может устанавливаться один нормально открытый клапан, который будет автоматически закрываться при значительном увеличении потока жидкости и, тем самым, автоматически блокировать дифференциал. Такой клапан можно регулировать с торца вала, которым крепится корпус дифференциала к картеру. Подшипники, при помощи которых корпус дифференциала присоединен к картеру с образованием шарнира, при работе испытывают значительные нагрузки. В данном варианте полости этих подшипников могут быть соединены с гидросистемой и практически полностью заполнены постоянно обновляющимся маслом, что увеличит надежность их работы
На фиг. 1 блокировка дифференциала кулачковой муфтой, половина которой выполнена на корпусе дифференциала, половина на ступице промежуточной шестерни.
На фиг. 2 разрез А-А на фиг 1.
На фиг. 3 блокировка дифференциала при помощи деталей, установленных на выступающие коаксиально концы ступицы промежуточной шестерни или блок-шестерни и вала, которым крепится корпус дифференциала к картеру.
На фиг. 4 блокировка дифференциала в варианте, когда две шестерни, сблокированные с шестернями сателлитами, установлены в корпусе дифференциала по принципу гидравлического шестеренчатого насоса.
На фиг. 5 разрез Б-Б на фиг. 4.
Корпус дифференциала 3 - это сборочная единица, образованная соединением двух валов с фланцами, фланцами друг к другу, выполненными таким образом, что при их соединении между фланцами образуется полость. Корпус дифференциала 3 закреплен к боковым стенкам картера 1 с образованием шарнира. Корпус дифференциала принимает крутящий момент от входного звена 2 через коронную шестерню, установленную или выполненную на нем, или непосредственно от вала, которым корпус дифференциала 3 крепится к картеру 1 с образованием шарнира. На корпусе дифференциала 3 установлены шестерни сателлиты 4, кинематически связанные друг с другом шестернями, сблокированными с шестернями сателлитами 5. Шестерни, сблокированные с шестернями сателлитами 5, установлены во внутренней полости корпуса дифференциала 3 и находятся в зацеплении друг с другом. На валах, которые крепят корпус дифференциала 3 к картеру 1, установлены промежуточные шестерни или блок-шестерни 7 и 8, каждая из которых находится в зацеплении с одной шестерней сателлитов 4 и с одной шестерней полуосей 6. На фиг. 1 промежуточная шестерня 8 установлена с возможностью при помощи штока 9 и вилки 10 передвигаться в осевом направлении и сцеплять две кулачковые полумуфты, одна из которых выполнена на ступице промежуточной шестерни 8, другая на корпусе дифференциала 3. Шток 9 присоединен к любому известному исполнительному механизму.
Вал, которым крепится корпус дифференциала 3 к картеру 1, и ступица промежуточной шестерни или блок-шестерни шестерни могут быть выполнены коаксиально выступающими наружу картера (Фиг. 3). На выступающий конец ступицы промежуточной шестерни или блок-шестерни 11 и на выступающий конец вала, которым крепится корпус дифференциала 3 к картеру, установлены детали 12 и 14, при помощи которых ступица промежуточной шестерни или блок-шестерни 11 и вал, которым крепится корпус дифференциала 3 к картеру, сцепляются друг с другом действием любого известного исполнительного механизма. При управлении блокировкой дифференциала интеллектуальным блоком на выступающие концы ступицы промежуточной шестерни или блок-шестерни 11 и вала, которым крепится корпус дифференциала 3 к картеру 1, могут устанавливаются детали с элементами для считывания их скорости вращения или эти элементы могут выполняются на деталях 12 и 14, предназначенных для блокировки дифференциала. Ступица промежуточной шестерни или блок-шестерни 11 и вал, которым крепится корпус дифференциала 3 к картеру, могут сцепляться при помощи кулачковых муфт, фрикционных муфт, комбинацией этих действий или другим известным способом. При таком варианте детали при помощи которых блокируется относительное вращение ступицы промежуточной шестерни или блок-шестерни 11 и вала, которым крепится корпус дифференциала 3 к картеру 1, а, следовательно, блокируется дифференциал, располагаются снаружи картера 1, поэтому легко доступны для ремонта и технического обслуживания. При использовании фрикционных муфт возможно частичное блокирование дифференциала и блокирование дифференциала на ходу, при этом фрикционные элементы 13 будут работать в сухой зоне и их можно рассматривать как расходные.
Шестерни 5, сблокированные с шестернями сателлитами 4, могут быть установлены в корпусе дифференциала 3 по принципу гидравлического шестеренчатого насоса (Фиг. 4). В этом случае блокировка дифференциала происходит при перекрывании канала, по которому перекачивается масло шестеренчатым насосом, управляемым дросселем или клапаном 15. Каналы, по которым перекачивается масло, выполнены внутри валов, которые крепят корпус дифференциала 3 к картеру 1. В каналах, по которым перекачивается масло, установлены обратные клапана 17 таким образом, что шестеренчатый насос может перекачивать масло только в оном направлении: из емкости 18, которая выполнена на внутренней боковой стенке картера 1. Это позволит не завоздушиться гидросистеме, а также одним управляемым дросселем или одним управляемым клапаном 15 блокировать дифференциал в равной степени в разных направлениях, в том числе и на ходу. Дроссель или клапан 15 может управляться любым известным исполнительным механизмом, а также электромагнитным полем электромагнита 16 через конец вала, которым крепится корпус дифференциала 3 к картеру 1. В канал гидросистемы может устанавливаться один нормально открытый клапан, который будет автоматически закрываться при значительном увеличении потока жидкости, и, тем самым, автоматически блокировать дифференциал. Такой клапан можно регулировать с торца вала, которым крепится корпус дифференциала 3 к картеру 1, и менять его характеристики магнитным полем. Прокаченное шестеренчатым насосом масло возвращается по трубке 19 в емкость 18, где освобождается от газов, которые могут появиться в гидросистеме. Возможные потери масла при утечках из гидросистемы компенсируются стеканием масла в емкость 18 по стенкам картера 1 при работе механизмов дифференциала.