МЕХАНИЗМ БЛОКИРОВКИ ДИФФЕРЕНЦИАЛА (ВАРИАНТЫ)
MECHANISM OF DIFFERENTIAL LOCK (VERSIONS)

Изобретение относится к транспортному машиностроению и может быть использовано в трансмиссиях колесных транспортных средств.
Известен механизм блокировки дифференциала двухступенчатой планетарной раздаточной коробки, содержащий муфту блокировки, установленную на шлицевой вал привода, поджатый возвратной пружиной шток, на котором установлена вилка, связанная с муфтой блокировки (патент РФ №2248891, МПК B60K 17/346, F16H 37/08, опубл. 27.03.2005).
Известен также механизм блокировки дифференциала на примере раздаточной коробки, выбранный в качестве наиболее близкого к предлагаемому техническому решению по совокупности существенных признаков и достигаемому техническому результату, содержащий картер механизма блокировки, установленный на картере раздаточной коробки через плиту промежуточную, в котором на шариковом подшипнике, зафиксированном стопорным кольцом, установлен вал привода переднего моста, на шлицах которого с левой стороны установлен фланец, зафиксированный гайкой. С правой стороны вала на шлицах установлена муфта блокировки дифференциала, которая входит в зацепление с муфтой дифференциала, сопрягаемой по шлицам с шестерней, установленной на роликовом подшипнике в картере раздаточной коробки. В картере механизма блокировки установлен датчик включения блокировки при помощи штифта, связанный с вилкой. Вилка, поджимаемая пружиной возвратной, установлена на поршне, который, в свою очередь, установлен на стержень. Стержень правой стороной установлен в отверстие плиты промежуточной, левой стороной зафиксирован регулировочной гайкой, которая ввернута в крышку и зафиксирована гайкой (см. изображенный на фиг.1 механизм блокировки дифференциала раздаточной коробки VG 2000 фирмы ZF-Steyr, Австрия).
Недостатком известного устройства является сложность регулировки механизма блокировки дифференциала, связанная с тем, что для ограничения максимального хода перемещения муфты блокировки регулировку необходимо производить заранее. Регулировка максимального хода штока или вилки производится отдельно, до установки в раздаточную коробку. При этом требуется высокая точность изготовления деталей механизма блокировки дифференциала, входящих в размерную цепь, а также выполнение дополнительных расчетов. В итоге увеличивается трудоемкость сборки и стоимость изготовления деталей механизма блокировки дифференциала.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является улучшение эксплуатационных характеристик механизма блокировки дифференциала за счет упрощения процесса регулировки, обеспечения возможности ее осуществления после установки механизма блокировки в агрегат, например раздаточную коробку или ведущий мост.
При решении данной задачи существуют следующие противоречия: чтобы сделать регулировку в устройстве, необходимо левый конец стержня вывести за пределы гайки регулировочной. Это приведет к тому, что нарушится герметичность, значительно увеличатся радиальные габариты механизма, так как необходимо иметь место для установки регулировочного ключа, что недопустимо для технических условий агрегата. Также возможна регулировка с правой стороны стержня. Для этого требуется выполнить специальное отверстие в картере раздаточной коробки, но это невозможно из-за того, что в данном месте всегда находятся детали раздаточной коробки в виде шестерен, кроме того, наличие значительного отверстия снижает прочность картера раздаточной коробки.
Для решения поставленной задачи в механизме блокировки дифференциала, содержащем муфту блокировки, установленную на шлицевой вал привода, поршень, регулировочный стержень, левый конец которого ввернут в регулировочную гайку с контргайкой и размещен в крышке, имеющей отверстие для подачи сжатого воздуха, вилку, установленную с возможностью взаимодействия с муфтой блокировки, датчик включения блокировки, размещенный в картере механизма блокировки с возможностью воздействия на вилку, поршень поджат возвратной пружиной, регулировочный стержень выполнен в виде штока, на котором установлена вилка, при этом шток и поршень выполнены за одно целое, правый конец штока размещен в картере рабочего агрегата, а на его левый резьбовой конец установлена дополнительная гайка. По второму варианту исполнения датчик включения блокировки размещен в картере механизма блокировки с возможностью воздействия на шток.
Наличие регулировочного стержня в виде штока, выполненного за одно целое с поршнем, поджатым возвратной пружиной, размещение вилки на штоке, а правого конца штока - в картере рабочего агрегата, а также установка дополнительной гайки на резьбовой конец штока в совокупности позволяет точно регулировать максимальный ход вилки и зазор между муфтой блокировки и водилом дифференциала после установки данного механизма в агрегат, например раздаточную коробку.
Для того чтобы обеспечить заявленный технический результат при установке механизма блокировки дифференциала в ведущий мост датчик включения блокировки размещают в картере механизма блокировки с возможностью воздействия на шток.
В итоге конструкция позволяет регулировать ход муфты блокировки после установки в рабочий агрегат, например раздаточную коробку, ведущий мост.
Заявителю не известны механизмы блокировки дифференциалов с указанной совокупностью существенных признаков, и заявленная совокупность существенных признаков не вытекает явным образом из современного уровня техники, следовательно, заявляемое техническое решение соответствует условию патентоспособности «новизна» и «изобретательский уровень».
Заявляемое техническое решение поясняется чертежами, где:
фиг.1 - механизм блокировки дифференциала раздаточной коробки VG 2000 фирмы ZF-Steyr, Австрия (прототип);
фиг.2 - вариант механизма блокировки дифференциала на примере раздаточной коробки;
фиг.3 - вариант механизма блокировки дифференциала на примере ведущих мостов.
Механизм блокировки дифференциала содержит картер 1 механизма блокировки, закрепленный болтами 2 на картере 3 агрегата.
В картере 3 на шариковом подшипнике 4, зафиксированном стопорным кольцом 5, установлен вал 6 привода переднего моста, на шлицы которого с левой стороны установлен фланец 7 в раздаточной коробке (вариант 1) или совмещенный с выходным валом 6 в ведущих мостах (вариант 2), зафиксированный упорной шайбой 8 и двумя болтами 9.
С правой стороны вала 6 привода переднего моста на шлицах установлена муфта 10 блокировки дифференциала, которая входит в зацепление с водилом 11 дифференциала, установленным на роликовый подшипник 12 в картере 3. В картере 1 механизма блокировки установлен датчик 14 включения блокировки, при помощи штока 15 связанный с вилкой 13 в раздаточной коробке (вариант 1 исполнения) или непосредственно со штоком 15 в ведущих мостах (вариант 2 исполнения). Вилка 13, сопрягаемая с муфтой 10 блокировки дифференциала, установлена на штоке 15, выполненным за одно целое с поршнем 16. Поршень 16 поджат возвратной пружиной 17 и установлен в корпус 18 механизма блокировки дифференциала. Корпус 18 механизма блокировки дифференциала установлен в отверстие картера 1 механизма блокировки в раздаточной коробке (вариант 1) или в картере 3 в ведущих мостах (вариант 2).
С левой стороны штока 15 установлена регулировочная гайка 19 с внутренней резьбой, зафиксированная гайкой 20. Поршень 16 упирается в регулировочную гайку 21 с наружной резьбой, установленную в корпусе 18 механизма блокировки дифференциала и зафиксированную от проворота штифтом 22, установленным в отверстие регулировочной гайки 21 и в крышку 23 механизма блокировки. Крышка 23 механизма блокировки прикреплена к картеру 1 механизма блокировки болтами 24 и имеет отверстие 25 для подачи сжатого воздуха.
Регулировка механизма блокировки данных агрегатов осуществляется следующим образом.
Необходимо снять крышку 23 механизма блокировки со штифтом 22, предварительно открутив болты 24. Отвернуть гайку 20, надавив на поршень 16, упереть зуб муфты 10 блокировки дифференциала в зуб водила 11 дифференциала. Далее завернуть регулировочную гайку 21 с наружной резьбой, с шагом резьбы 1 мм, до упора в поршень 16 и открутить ее на n оборотов. Данная регулировочная гайка 21 регулирует зазор h, который будет равен числу оборотов n, выраженному в миллиметрах.
Затем отпустить поршень 16, завернуть регулировочную гайку 19 с внутренней резьбой, с шагом резьбы 1 мм до упора в регулировочную гайку 21 с наружной резьбой и открутить ее на N оборотов. Данная регулировочная гайка 19 регулирует зазор H, который будет равен числу оборотов N, выраженному в миллиметрах.
Далее завернуть гайку 20, установить крышку 23 механизма блокировки со штифтом 22 таким образом, чтобы штифт 22 попал в отверстие регулировочной гайки 21 с наружной резьбой, при необходимости повернув регулировочную гайку 21 для совмещения ее ближайшего отверстия со штифтом 22. В данной регулировочной гайке 21 выполнены десять отверстий под штифт 22, что соответствует минимальному шагу регулировки, равному 0,1 мм.
После регулировки в отверстие 25 крышки 23 подается сжатый воздух, поршень 16 со штоком 15 перемещаются вправо, преодолевая усилие возвратной пружины 17, перемещая вилку 13, закрепленную на штоке 15. Вилка 13 перемещает муфту 10 блокировки и вводит ее в зацепление с водилом 11 дифференциала.
Предлагаемая конструкция позволяет регулировать с шагом 0,1 мм ход h муфты блокировки после установки механизма блокировки в рабочий агрегат, например раздаточную коробку, ведущий мост, а также ход H штока либо поршня с шагом 1 мм.
Заявленная конструкция механизма блокировки дифференциала позволяет упростить процесс регулировки, обеспечить возможность ее осуществления после установки механизма блокировки в агрегат, например раздаточную коробку или ведущий мост, что положительно влияет на эксплуатационные характеристики механизма блокировки дифференциала.
Предлагаемое техническое решение соответствует требованию промышленной применимости и возможно для реализации на стандартном технологическом оборудовании.