МЕХАНИЗМ БЛОКИРОВКИ МЕЖКОЛЕСНОГО ДИФФЕРЕНЦИАЛА ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА

Полезная модель относится к транспортному машиностроению, а именно к устройствам для блокировки дифференциалов транспортных средств, и может быть использована для блокировки межколесных дифференциалов.
Известен механизм блокировки дифференциала, который может быть использован для блокировки межколесных дифференциалов, содержащий три зубчатых ряда постоянного зацепления, ведущие шестерни двух первых из которых связаны с соответствующими выходными звеньями дифференциала, а ведомые соединены с соответствующими полувалами, ведущая шестерня третьего зубчатого ряда кинематически связана с венцом ведомой шестерни зубчатой передачи для подвода ведущего момента к дифференциалу, адаптирующее устройство, выполненное в виде двух объемных гидропередач, каждая из которых имеет две гидромашины, последовательно соединенные между собой с образованием замкнутого гидравлического контура, причем первые гидромашины обеих гидропередач, выполненные регулируемыми, своими одними из двух взаимно проворачивающихся элементов соединены с ведомой шестерней третьего зубчатого ряда, а вторые гидромашины своими одними из двух взаимно проворачивающихся элементов кинематически связаны с соответствующими выходными звеньями дифференциала, при этом орган регулирования первой гидромашины первой гидропередачи кинематически связан с подпружиненным с двух сторон штоком первого гидроцилиндра управления, а орган регулирования первой гидромашины второй гидропередачи кинематически связан с подпружиненным с двух сторон штоком второго гидроцилиндра управления, и первого и второго регулирующих устройств, обеспечивающих возможность регулирования давления жидкости в соответствующих полостях гидроцилиндров управления в зависимости от величин действительных скоростей соответственно первого и второго колес ведущего моста транспортного средства (патент России №2164478, МПК В60К 17/16, опубл. 2001).
Недостатком этого механизма является то, что он не может обеспечить при управляемой блокировке межколесного дифференциала автоматическое выключение блокировки, когда скорость движения транспортного средства превысит максимально допустимую величину, и автоматическое включение блокировки при снижении скорости движения до допустимой величины, что сужает его функциональные возможности. При движении машины с достаточно большими скоростями водитель должен предварительно вручную выключить блокировку дифференциала, но он может это сделать несвоевременно или вообще забыть выключить блокировку, что снижает безопасность движения, потому что в случае резкого ухудшения сцепления одного из колес ведущего моста при заблокированном межколесном дифференциале может произойти занос машины, а при снижении скорости машины до допустимой величины водитель может несвоевременно включить блокировку, что ухудшает тяговые качества машины.
Известен механизм блокировки межколесного дифференциала, использованный в механизме Котовскова блокировки дифференциалов транспортного средства, содержащий два зубчатых ряда постоянного зацепления, ведущая шестерня первого из которых кинематически связана с венцом ведомой шестерни зубчатой передачи для подвода ведущего момента к межколесному дифференциалу, а одна из двух шестерен второго зубчатого ряда соединена с одним из выходных звеньев межколесного дифференциала, адаптирующее устройство, выполненное в виде объемной гидропередачи, имеющей две гидромашины, последовательно соединенные между собой с образованием замкнутого гидравлического контура, первая из которых выполнена регулируемой, орган регулирования которой связан с подпружиненным с двух сторон штоком, и своим одним из двух взаимно проворачивающихся элементов соединена с ведомой шестерней первого зубчатого ряда, а вторая гидромашина гидропередачи своим одним из двух взаимно проворачивающихся элементов кинематически связана с одним из выходных звеньев межколесного дифференциала, причем эта кинематическая связь снабжена фрикционной муфтой, и первого и второго регулирующих устройств для выработки управляющих сигналов в зависимости от величин действительных скоростей соответственно первого и второго ведущих колес транспортного средства, каждое из которых выполнено в виде двух датчиков линейных скоростей перемещения соответствующего ведущего колеса в продольном и вертикальном направлениях, размещенных над этим колесом в продольно-вертикальной плоскости его симметрии, сумматора для геометрического суммирования сигналов от этих датчиков и усилителя выходного сигнала сумматора, один из двух выходов которого одновременно является выходом соответствующего регулирующего устройства, а другой его выход соединен с массой транспортного средства, причем упомянутый шток соединен с сердечником электромеханического преобразователя, снабженного двумя обмотками, провода которых навиты вокруг сердечника в противоположных друг другу направлениях, при этом начало первого витка первой обмотки соединено с выходом первого регулирующего устройства, начало первого витка второй обмотки соединено с выходом второго регулирующего устройства, а конец последнего витка каждой из обмоток соединен с массой транспортного средства (патент России №2221949, МПК F16H 48/30, В60К 17/16, опубл. 2004).
Недостатком этого механизма является то, что он не может обеспечить при управляемой блокировке межколесного дифференциала автоматическое выключение блокировки, когда скорость движения транспортного средства превысит максимально допустимую величину, и автоматическое включение блокировки при снижении скорости движения до допустимой величины, что сужает его функциональные возможности. При движении машины с достаточно большими скоростями водитель должен предварительно вручную выключить блокировку дифференциала, но он может это сделать несвоевременно или вообще забыть выключить блокировку, что снижает безопасность движения, потому что в случае резкого ухудшения сцепления одного из колес ведущего моста при заблокированном межколесном дифференциале может произойти занос машины, а при снижении скорости машины до допустимой величины водитель может несвоевременно включить блокировку, что ухудшает тяговые качества машины.
Известен механизм блокировки межколесного дифференциала транспортного средства, принятый в качестве прототипа, содержащий четыре зубчатых ряда постоянного зацепления, ведущая шестерня первого из которых кинематически связана с венцом ведомой шестерни зубчатой передачи для подвода ведущего момента к межколесному дифференциалу, одна из двух шестерен второго из упомянутых зубчатых рядов соединена с одним из выходных звеньев межколесного дифференциала, адаптирующее устройство, выполненное в виде объемной гидропередачи, имеющей две гидромашины, последовательно соединенные между собой с образованием замкнутого гидравлического контура, первая из которых выполнена регулируемой, орган регулирования которой связан с подпружиненным с двух сторон штоком, и своим одним из двух взаимно проворачивающихся элементов соединена с ведомой шестерней первого из упомянутых зубчатых рядов, а вторая гидромашина гидропередачи своим одним из двух взаимно проворачивающихся элементов кинематически связана с выходными звеньями межколесного дифференциала посредством распределителя потока мощности, выполненного в виде трехзвенного дифференциального механизма, одно из двух первых звеньев которого связано с другой шестерней упомянутого второго зубчатого ряда, другое из двух первых звеньев дифференциального механизма соединено с одной из двух шестерен третьего из упомянутых зубчатых рядов, другая шестерня которого связана посредством фрикционной муфты с упомянутым одним из двух взаимно проворачивающихся элементов второй гидромашины, а третье звено дифференциального механизма связано с одной из двух шестерен четвертого из упомянутых зубчатых рядов, другая шестерня которого соединена с другим из выходных звеньев межколесного дифференциала, и первого и второго регулирующих устройств для выработки управляющих сигналов в зависимости от величин действительных скоростей соответственно первого и второго ведущих колес транспортного средства, каждое из которых выполнено в виде двух датчиков линейных скоростей перемещения соответствующего ведущего колеса в продольном и вертикальном направлениях, размещенных над этим колесом в продольно-вертикальной плоскости его симметрии, сумматора для геометрического суммирования сигналов от этих датчиков и усилителя выходного сигнала сумматора, один из двух выходов которого одновременно является выходом соответствующего регулирующего устройства, а другой его выход соединен с массой транспортного средства, причем упомянутый шток соединен с сердечником электромеханического преобразователя, снабженного двумя обмотками, провода которых навиты вокруг сердечника в противоположных друг другу направлениях, при этом начало первого витка первой обмотки соединено с выходом первого регулирующего устройства, начало первого витка второй обмотки соединено с выходом второго регулирующего устройства, а конец последнего витка каждой из обмоток соединен с массой транспортного средства (полезная модель РФ №108814, МПК F16H 48/30, В60К 17/16, опубл. 2011).
Недостатком этого механизма является то, что он не может обеспечить при управляемой блокировке межколесного дифференциала автоматическое выключение блокировки, когда скорость движения транспортного средства превысит максимально допустимую величину, и автоматическое включение блокировки при снижении скорости движения до допустимой величины, что сужает его функциональные возможности. При движении машины с достаточно большими скоростями водитель должен предварительно вручную выключить блокировку дифференциала при помощи фрикционной муфты, которой снабжена кинематическая связь второй гидромашины объемной гидропередачи с выходными звеньями межколесного дифференциала, но он может эту муфту выключить несвоевременно или вообще забыть ее выключить, что снижает безопасность движения, потому что в случае резкого ухудшения сцепления одного из колес ведущего моста при заблокированном межколесном дифференциале может произойти занос машины, а при снижении скорости машины до допустимой величины водитель может несвоевременно включить блокировку, что ухудшает тяговые качества машины.
Технический результат - расширение функциональных возможностей за счет обеспечения при управляемой блокировке дифференциала автоматического выключения блокировки при превышении транспортным средством максимально допустимой скорости движения, что повышает безопасность движения, и автоматического включения блокировки, когда скорость машины снизится до допустимой величины, что улучшает ее тяговые качества.
Указанный технический результат достигается тем, что в механизме блокировки межколесного дифференциала транспортного средства, содержащем четыре зубчатых ряда постоянного зацепления, ведущая шестерня первого из которых кинематически связана с венцом ведомой шестерни зубчатой передачи для подвода ведущего момента к межколесному дифференциалу, одна из двух шестерен второго из упомянутых зубчатых рядов соединена с одним из выходных звеньев межколесного дифференциала, адаптирующее устройство, выполненное в виде объемной гидропередачи, имеющей две гидромашины, последовательно соединенные между собой с образованием замкнутого гидравлического контура, первая из которых выполнена регулируемой, орган регулирования которой связан с подпружиненным с двух сторон штоком, и своим одним из двух взаимно проворачивающихся элементов соединена с ведомой шестерней первого из упомянутых зубчатых рядов, а вторая гидромашина гидропередачи своим одним из двух взаимно проворачивающихся элементов кинематически связана с выходными звеньями межколесного дифференциала посредством третьего из упомянутых зубчатых рядов, распределителя потока мощности, выполненного в виде трехзвенного дифференциального механизма, и второго и четвертого из упомянутых зубчатых рядов, причем одно из двух первых звеньев этого механизма связано с другой шестернью второго зубчатого ряда, другое из двух первых звеньев соединено с одной из двух шестерен третьего зубчатого ряда, а третье звено дифференциального механизма связано с одной из двух шестерен четвертого зубчатого ряда, другая шестерня которого соединена с другим из выходных звеньев межколесного дифференциала, и первого и второго регулирующих устройств для выработки управляющих сигналов в зависимости от величин действительных скоростей соответственно первого и второго ведущих колес транспортного средства, каждое из которых выполнено в виде двух датчиков линейных скоростей перемещения соответствующего ведущего колеса в продольном и вертикальном направлениях, размещенных над этим колесом в продольно-вертикальной плоскости его симметрии, сумматора для геометрического суммирования сигналов от этих датчиков и усилителя выходного сигнала сумматора, один из двух выходов которого одновременно является выходом соответствующего регулирующего устройства, а другой его выход соединен с массой транспортного средства, причем упомянутый шток соединен с сердечником электромеханического преобразователя, снабженного двумя обмотками, провода которых навиты вокруг сердечника в противоположных друг другу направлениях, при этом начало первого витка первой обмотки соединено с выходом первого регулирующего устройства, начало первого витка второй обмотки соединено с выходом второго регулирующего устройства, а конец последнего витка каждой из обмоток соединен с массой транспортного средства, адаптирующее устройство снабжено двухпозиционным золотниковым гидрораспределителем, исполнительным электромагнитом, сердечник которого связан с золотником гидрораспределителя посредством подпружиненного относительно неподвижного элемента остова транспортного средства стержня, и вспомогательным электромагнитом, причем электрическая обмотка исполнительного электромагнита одним концом связана с одним электрическим выходом датчика угловой скорости вала, кинематически связанного с венцом ведомой шестерни зубчатой передачи для подвода ведущего момента к межколесному дифференциалу, а другим концом - с другим электрическим выходом этого датчика посредством электрического выключателя, выполненного в виде кнопки замыкания, находящейся в электрически изолированном контакте с толкателем, подпружиненным посредством пружины, предварительно поджатой относительно неподвижного элемента упомянутого остова, и связанным с сердечником упомянутого вспомогательного электромагнита, один конец электрической обмотки которого связан посредством последовательно подключенного резистора с одним электрическим выходом упомянутого датчика угловой скорости, а другой конец связан с другим электрическим выходом этого датчика, при этом двухпозиционный золотниковый гидрораспределитель установлен в соединительный трубопровод, подключенный параллельно к упомянутому замкнутому гидравлическому контуру и связывающий один трубопровод этого контура, подсоединенный к одной из двух секций первой гидромашины, с другим трубопроводом этого контура, подсоединенным к другой из этих двух секций, из которых одна является нагнетательной, а другая - всасывающей, с обеспечением возможности в одной позиции золотника гидравлически отсоединять нагнетательную секцию первой гидромашины от ее всасывающей секции, а в другой его позиции гидравлически связывать эти секции между собой.
Снабжение адаптирующего устройства двухпозиционным золотниковым гидрораспределителем, исполнительным электромагнитом, сердечник которого связан с золотником гидрораспределителя посредством подпружиненного относительно неподвижного элемента остова транспортного средства стержня, и вспомогательным электромагнитом, причем электрическая обмотка исполнительного электромагнита одним концом связана с одним электрическим выходом датчика угловой скорости вала, кинематически связанного с венцом ведомой шестерни зубчатой передачи для подвода ведущего момента к межколесному дифференциалу, а другим концом - с другим электрическим выходом этого датчика посредством электрического выключателя, выполненного в виде кнопки замыкания, находящейся в электрически изолированном контакте с толкателем, подпружиненным посредством пружины, предварительно поджатой относительно неподвижного элемента упомянутого остова, и связанным с сердечником упомянутого вспомогательного электромагнита, один конец электрической обмотки которого связан посредством последовательно подключенного резистора с одним электрическим выходом упомянутого датчика угловой скорости, а другой конец связан с другим электрическим выходом этого датчика, при этом двухпозиционный золотниковый гидрораспределитель установлен в соединительный трубопровод, подключенный параллельно к упомянутому замкнутому гидравлическому контуру и связывающий один трубопровод этого контура, подсоединенный к одной из двух секций первой гидромашины, с другим трубопроводом этого контура, подсоединенным к другой из этих двух секций, из которых одна является нагнетательной, а другая - всасывающей, с обеспечением возможности в одной позиции золотника гидравлически отсоединять нагнетательную секцию первой гидромашины от ее всасывающей секции, а в другой его позиции гидравлически связывать эти секции между собой, обеспечивает расширение функциональных возможностей, позволяющих осуществлять при управляемой блокировке дифференциала автоматическое выключение блокировки при превышении транспортным средством максимально допустимой скорости движения, при которой в случае ухудшения сцепления одного из колес ведущего моста сила тяги другого его колеса вследствие восстановления дифференциальной связи между колесами окажется равной силе тяги колеса с ухудшенным сцеплением, в результате чего заноса машины не произойдет, что повышает безопасность движения, и автоматическое включение блокировки, когда скорость движения машины снизится до допустимой величины, что улучшает ее тяговые качества.
На фиг.1 представлена схема механизма блокировки межколесного дифференциала транспортного средства;
На фиг.2 - блок-схема регулирующего устройства.
Механизм блокировки (фиг.1) связан с дифференциалом посредством четырех зубчатых рядов, состоящих из зубчатых колес 1 и 2, 3 и 4, 5 и 6, 7 и 8. Зубчатые колеса 2 и 4 соединены соответственно с выходными звеньями 9 и 10 дифференциала, связанными соответственно с левым (первым) 11 и правым (вторым) 12 колесами ведущего моста. Зубчатые колеса 1 и 3 соединены с концами соответствующих полувалов 13 и 14. Зубчатые ряды, состоящие из зубчатых колес 1 и 2 и 3 и 4, выполнены с передаточными отношениями, равными между собой. Зубчатое колесо 6 соединено с валом 15, кинематически связанным с венцом 16 ведомой шестерни зубчатой передачи для подвода ведущего момента к корпусу 17 межколесного дифференциала. Таким валом может быть, например, вторичный вал коробки передач, карданный вал или вал ведущей шестерни главной передачи. Другой конец полувала 14 соединен с первой полуосевой шестерней (первым звеном) 18 дифференциального механизма 19, вторая полуосевая шестерня (второе звено) 20 которого связана с зубчатым колесом 8, а водило (третье звено) 21 соединено с другим концом полувала 13. Полуосевые шестерни 18 и 20 выполнены с одинаковыми диаметрами. Зубчатое колесо 5 связано с валом 22 первой гидромашины 23 объемной гидропередачи 24. Первая гидромашина 23 посредством трубопроводов 25 и 26 связана последовательно со второй гидромашиной 27 с образованием замкнутого гидравлического контура. Причем трубопровод 25 соединен с секцией А первой гидромашины 23, а трубопровод 26 соединен с секцией Б гидромашины 23, из которых одна является нагнетательной, а другая - всасывающей. Вал 28 гидромашины 27, соединен с зубчатым колесом 7. Вал 22 первой гидромашины 23 посредством зубчатого ряда, состоящего из зубчатых колес 5 и 6, вала 15 кинематически связан с венцом 16 ведомой шестерни зубчатой передачи для подвода ведущего момента к корпусу 17 дифференциала, а вал 28 второй гидромашины 27 гидропередачи 24 посредством зубчатого ряда, состоящего из зубчатых колес 7 и 8, кинематически связан со второй полуосевой шестерней 20 дифференциального механизма 19. Гидромашина 23 выполнена с регулируемым рабочим объемом. Орган регулирования 29 рабочего объема этой гидромашины шарнирно связан с подпружиненным с двух сторон относительно неподвижного элемента остова транспортного средства штоком 30, соединенным в свою очередь с сердечником 31 электромеханического преобразователя 32, снабженного двумя электрическими обмотками 33 и 34, провода которых навиты вокруг сердечника 31. При этом в обмотке 33 навивка провода выполнена в направлении, противоположном направлению навивки провода в обмотке 34. Начала первых витков обмоток 33 и 34 подключены посредством соответственно проводов 35 и 36 к выходам соответственно первого 37 и второго 38 регулирующих устройств, установленных с креплением соответственно на кронштейнах 39 и 40, жестко связанных с корпусом 41 ведущего моста, над левым 11 и правым 12 колесами. Концы последних витков обеих обмоток подключены к массе транспортного средства. Каждое из регулирующих устройств 37 и 38 (фиг.2) состоит из размещенных в продольно-вертикальной плоскости симметрии соответствующего колеса датчика 42 линейной скорости перемещения этого колеса в продольном направлении, датчика 43 линейной скорости перемещения этого колеса в вертикальном направлении, сумматора 44 для геометрического суммирования сигналов, поступающих от датчиков 42 и 43, усилителя 45 выходного сигнала сумматора 44. При этом один выход усилителя подключен к массе транспортного средства, а другой является одновременно выходом соответствующего регулирующего устройства. Совокупность объемной гидропередачи 24, валом 22 кинематически связанной с корпусом 17 дифференциала, трехзвенного дифференциального механизма 19, полуосевая шестерня 20 которого кинематически связана с валом 28 гидропередачи 24, а полуосевая шестерня 18 и водило 21 этого механизма кинематически связаны соответственно с выходными звеньями 10 и 9 дифференциала, органа регулирования 29 рабочего объема гидромашины 23, электромеханического преобразователя 32, связанного механически штоком 30 шарнирно с органом регулирования 29 и электрически с первым 37 и вторым 38 регулирующими устройствами для выработки управляющих сигналов в зависимости от величин действительных скоростей перемещения соответственно левого 11 и правого 12 ведущих колес моста транспортного средства, определяемых конкретной кинематикой его движения, с возможностью плавно изменять передаточные отношения дополнительных кинематических связей между корпусом 17 дифференциала и его выходными звеньями 9 и 10, наложенных посредством гидропередачи 24 и трехзвенного дифференциального механизма 19, образует адаптирующее устройство, обеспечивающее возможность, не лишая дифференциал дифференциальных свойств, распределять ведущий момент между колесами при движении машины с относительно небольшой скоростью в тяговом режиме пропорционально приложенным к колесам сопротивлениям.
Адаптирующее устройство снабжено двухпозиционным золотниковым гидрораспределителем 46, установленным в соединительный трубопровод 47, подключенный параллельно к замкнутому гидравлическому контуру объемной гидропередачи 24 и связывающий между собой трубопроводы 25 и 26, с обеспечением возможности в одной позиции золотника гидравлически отсоединять секцию А гидромашины 23 от ее секции Б, из которых одна является нагнетательной, а другая всасывающей, а в другой его позиции гидравлически связывать эти секции между собой, исполнительным электромагнитом 48, сердечник 49 которого связан с золотником гидрораспределителя 46 посредством подпружиненного относительно неподвижного элемента остова транспортного средства стержня 50, и вспомогательным электромагнитом 51. Электрическая обмотка 52 исполнительного электромагнита 48 одним концом связана с одним электрическим выходом датчика 53 угловой скорости вала 22, кинематически связанного с венцом 16 ведомой шестерни зубчатой передачи для подвода ведущего момента к дифференциалу, а другим концом - с другим электрическим выходом датчика 53 посредством электрического выключателя, выполненного в виде кнопки замыкания 54, находящейся в электрически изолированном контакте с толкателем 55, подпружиненным посредством пружины 56, предварительно поджатой относительно неподвижного элемента остова транспортного средства, и связанным с сердечником 57 вспомогательного электромагнита 51, один конец электрической обмотки 58 которого связан посредством последовательно подключенного резистора 59 с одним электрическим выходом датчика угловой скорости 53, а другой конец связан с другим электрическим выходом этого датчика, что расширяет функциональные возможности механизма, обеспечивая при управляемой блокировке дифференциала автоматическое выключение блокировки при движении машины на скоростях, превышающих максимально допустимую, благодаря чему в случае ухудшения сцепления одного из колес ведущего моста машины занос последней не произойдет, что повышает безопасность движения транспортного средства на повышенных скоростях, и автоматическое включение блокировки, когда скорость машины снизится до допустимой величины, что улучшает ее тяговые качества.
Механизм блокировки работает следующим образом.
При работе транспортного средства в тяговом режиме, с относительно небольшими скоростями, величина электрического сигнала, вырабатываемого датчиком 53, небольшая, в результате электромагнитная сила обмотки 58 мала и не может преодолеть усилие предварительно поджатой пружины 56, под действием которой толкатель 55 держит кнопку замыкания 54 в выключенном состоянии, вследствие чего обмотка 52 исполнительного электромагнита 48 обесточена, поэтому подпружиненный стержень 50 удерживает золотник гидрораспределителя 46 в положении, которое соответствует гидравлическому разобщению трубопроводов 25 и 26 и, следовательно, секций А и Б первой гидромашины 23, из которых одна является нагнетательной, а другая - всасывающей, что обеспечивает постоянное функционирование механизма блокировки, работающего в следящем режиме.
При прямолинейном движении машины по ровной поверхности действительные скорости колес 11 и 12 равны между собой, предопределяя выработку равных между собой электрических сигналов регулирующими устройствами 37 и 38, вследствие чего результирующая электромагнитная сила обмоток 33 и 34, провода которых навиты вокруг сердечника 31 в противоположных друг другу направлениях, равна нулю. Поэтому сердечник 31 электромеханического преобразователя 32 вместе со штоком 30 зафиксирован пружинами в положении, соответствующем такой установке органа регулирования 29 рабочего объема гидромашины 23 и, следовательно, такому передаточному отношению гидропередачи 24, при котором зубчатое колесо 8, кинематически связанное посредством гидропередачи 24 с валом 15 и, следовательно, с корпусом 17 межколесного дифференциала, имеет скорость вращения такую же, что и скорость вращения полуосевой шестерни 20, зависящая от соотношения скоростей вращения водила 21 и полуосевой шестерни 18 дифференциального механизма 19. Поскольку при прямолинейном движении машины по ровной поверхности выходные звенья 9 и 10 дифференциала вращаются с равными между собой угловыми скоростями (допускаем, что динамические радиусы колес 11 и 12 равны между собой), равными угловой скорости вращения корпуса 17 дифференциала, то с равными между собой угловыми скоростями вращаются и водило 21 и полуосевая шестерня 18, кинематически связанные посредством зубчатых рядов, состоящих соответственно из зубчатых колес 1 и 2, и 3 и 4, имеющих равные между собой передаточные отношения, с выходными звеньями 9 и 10, и с той же угловой скоростью вращают полуосевую шестерню 20. Тем самым адаптирующее устройство обеспечивает возможность выходным звеньям 9 и 10 межколесного дифференциала при прямолинейном движении машины по ровной поверхности вращаться со скоростью вращения его корпуса 17, кинематически связанного с валом 15, угловая скорость которого зависит от включенной передачи.
В случае прямолинейного движения машины и наезда колеса 11 на единичную неровность действительная поступательная скорость его за счет вертикальной составляющей увеличится, поскольку это колесо должно пройти по поверхности единичной неровности путь больше прямолинейного пути, проходимого другим колесом моста по ровной поверхности. Соответственно увеличится и электрический сигнал, вырабатываемый регулирующим устройством 37. Вследствие дифференциальных свойств, проявляемых межколесным дифференциалом, с увеличением скорости вращения колеса 11 и связанного с ним выходного звена 9 произойдет снижение скорости вращения колеса 12 и связанного с ним выходного звена 10. Следовательно, снизятся действительная поступательная скорость колеса 12 и, как следствие, пропорциональный ей электрический сигнал, вырабатываемый регулирующим устройством 38.
При этом скорость вращения водила 21, кинематически связанного с выходным звеном 9, соответственно возрастет, а скорость вращения полуосевой шестерни 18, кинематически связанной с выходным звеном 10, соответственно снизится. В трехзвенном дифференциальном механизме 19 увеличение скорости вращения водила 21 с одновременным снижением скорости вращения полуосевой шестерни 18 вызывает увеличение скорости вращения полуосевой шестерни 20.
Увеличение электрического тока в обмотке 33, питающейся от регулирующего устройства 37, и уменьшение электрического тока в обмотке 34, питающейся от регулирующего устройства 38, приведет к нарушению равновесия электромагнитных сил этих обмоток. В результате результирующая электромагнитная сила обмоток, преодолевая усилие пружин, действующих на шток 30, смещает сердечник 31 электромеханического преобразователя 32, переводя посредством указанного штока орган регулирования 29 рабочего объема гидромашины 23 в положение увеличения, что приводит к увеличению ее производительности и тем самым такому изменению передаточного отношения гидропередачи 24, при котором зубчатое колесо 8, кинематически связанное с валом 28 гидромашины 27 этой гидропередачи, будет увеличивать свою скорость вращения в той же степени, в какой ее увеличивает полуосевая шестерня 20.
В случае прямолинейного движения машины и наезда колеса 12 на единичную неровность действительная поступательная скорость его по причине, указанной выше, увеличится. Соответственно увеличится и электрический сигнал, вырабатываемый регулирующим устройством 38. С увеличением скорости вращения колеса 12 и связанного с ним выходного звена 10 в соответствии с кинематикой дифференциала скорость вращения колеса 11 и связанного с ним выходного звена 9 снизится, что приведет к снижению действительной поступательной скорости колеса 11 и, как следствие, снижению пропорционального ей электрического сигнала, вырабатываемого регулирующим устройством 37. При этом скорость вращения полуосевой шестерни 18, кинематически связанной с выходным звеном 10, соответственно возрастет, а скорость вращения водила 21, кинематически связанного с выходным звеном 9, соответственно снизится. Снижение скорости вращения водила 21 с одновременным увеличением скорости вращения полуосевой шестерни 18 вызывает снижение скорости вращения полуосевой шестерни 20.
Увеличение электрического тока в обмотке 34, питающейся от регулирующего устройства 38, и уменьшение электрического тока в обмотке 33, питающейся от регулирующего устройства 37, приведет к нарушению равновесия электромагнитных сил обмоток, в результате чего под действием результирующей электромагнитной силы сердечник 31 электромеханического преобразователя 32 смещается в другую сторону, переводя посредством штока 30 орган регулирования 29 рабочего объема гидромашины 23 в положение уменьшения, что приводит к уменьшению ее производительности и тем самым такому изменению передаточного отношения гидропередачи 24, при котором зубчатое колесо 8, кинематически связанное с валом 28 гидромашины 27 этой гидропередачи, будет снижать свою скорость вращения в той же степени, в какой ее снижает полуосевая шестерня 20.
Обеспечение адаптирующим устройством изменения скорости вращения зубчатого колеса 8 в такой же степени, в какой изменяется скорость вращения полуосевой шестерни 20 дифференциального механизма 19, позволяет не препятствовать последней изменять свою скорость при наезде на единичную неровность одним или другим колесом ведущего моста и тем самым обеспечивает межколесному дифференциалу необходимую свободу проявлять дифференциальные свойства.
Если транспортное средство от прямолинейного движения по ровной поверхности переходит к повороту налево, правое колесо 12 будет увеличивать свою действительную поступательную скорость и вместе с выходным звеном 10 увеличивать скорость вращения. Левое колесо 11 будет уменьшать свою действительную поступательную скорость и вместе с выходным звеном 9 уменьшать скорость вращения. Полуосевая шестерня 18, кинематически связанная с выходным звеном 10, соответственно будет увеличивать скорость вращения, а водило 21, кинематически связанное с выходным звеном 9, соответственно снижать скорость вращения. В результате скорость вращения полуосевой шестерни 20 дифференциального механизма 19 будет снижаться. Электрический сигнал, вырабатываемый регулирующим устройством 38, начнет возрастать, а вырабатываемый регулирующим устройством 37 - снижаться. Электрический ток в обмотке 34, питающейся от регулирующего устройства 38, будет возрастать, а в обмотке 33, питающейся от регулирующего устройства 37, снижаться. Равновесие электромагнитных сил этих обмоток, действующих на сердечник 31, нарушается. Под действием результирующей электромагнитной силы обмоток сердечник смещается и посредством штока 30, преодолевая усилие действующих на него пружин, переводит орган регулирования 29 рабочего объема гидромашины 23 в положение уменьшения, что приводит к такому уменьшению ее производительности и, как следствие, изменению передаточного отношения гидропередачи 24, при котором зубчатое колесо 8, кинематически связанное с валом 28 гидромашины 27 этой гидропередачи, будет снижать свою скорость вращения в такой же степени, в какой снижает свою скорость вращения полуосевая шестерня 20.
Если же транспортное средство от прямолинейного движения по ровной поверхности переходит к повороту направо, то левое колесо 11 будет увеличивать свою действительную поступательную скорость и вместе с выходным звеном 9 увеличивать скорость вращения. Вместе с ними будет увеличивать свою скорость вращения и связанное кинематически с выходным звеном 9 водило 21. Правое колесо 12 будет уменьшать свою действительную поступательную скорость и вместе с выходным звеном 10 уменьшать скорость вращения. Вместе с ними будет уменьшать свою скорость вращения и связанная кинематически с выходным звеном 10 полуосевая шестерня 18. В результате скорость вращения полуосевой шестерни 20 дифференциального механизма 19 будет увеличиваться. Электрический сигнал, вырабатываемый регулирующим устройством 37, начнет возрастать, а вырабатываемый регулирующим устройством 38 - снижаться. Электрический ток в обмотке 33, питающейся от устройства 37, будет возрастать, а в обмотке 34, питающейся от устройства 38, снижаться. Под действием возникшей результирующей электромагнитной силы обмоток сердечник 31 смещается в другую сторону и посредством штока 30, преодолевая усилие действующих на него пружин, переводит орган регулирования 29 рабочего объема гидромашины 23 в положение увеличения, что приводит к такому увеличению ее производительности, и как следствие, изменению передаточного отношения гидропередачи 24, при котором зубчатое колесо 8, кинематически связанное с валом 28 гидромашины 27 этой гидропередачи, будет увеличивать свою скорость вращения в такой же степени, в какой увеличивает свою скорость вращения полуосевая шестерня 20.
Обеспечение адаптирующим устройством изменения скорости вращения зубчатого колеса 8 в такой же степени, в какой изменяется скорость вращения полуосевой шестерни 20 дифференциального механизма 19, позволяет не препятствовать последней изменять свою скорость при поворотах транспортного средства в ту или другую сторону и тем самым обеспечивает межколесному дифференциалу необходимую свободу проявлять дифференциальные свойства.
Если при каком-либо из описанных выше режимов движения машины сцепление с опорной поверхностью одного из колес ведущего моста ухудшится, скорость вращения этого колеса не увеличится, как это было бы в случае с простым дифференциалом, потому что со стороны корпуса 17 межколесного дифференциала на его выходные звенья 9 и 10 наложены дополнительные кинематические связи с зависящим от конкретного режима движения машины передаточным отношением кинематической связи между валом 15, кинематически связанным с венцом 16 зубчатой передачи для подвода ведущего момента к корпусу 17 дифференциала и зубчатым колесом 8, соединенным с полуосевой шестерней 20 дифференциального механизма 19, другая полуосевая шестерня 18 которого кинематически связана с выходным звеном 10, а водило 21 - с выходным звеном 9. Эти дополнительные кинематические связи с регулируемым передаточным отношением входящей в них последовательно упомянутой кинематической связи обеспечивают в соответствии с кинематикой движения колес ведущего моста определенные передаточные отношения между корпусом 17 дифференциала и его выходными звеньями 9 и 10 и, как следствие, определенные скорости вращения этих звеньев и связанных с ними колес. Распределение ведущего момента между колесами этого моста при этом будет происходить пропорционально приложенным к ним сопротивлениям, как это имеет место при принудительно заблокированном дифференциале.
Механизм блокировки, поддерживая межколесный дифференциал в заблокированном состоянии, обеспечивает последнему посредством адаптирующего устройства возможность проявлять дифференциальные свойства, приспосабливая скорости вращения колес к дорожным условиям движения путем автоматического изменения в соответствии с кривизной пути и профилем дороги передаточного отношения упомянутой кинематической связи, входящей последовательно в упомянутые наложенные дополнительные кинематические связи.
В тяговом режиме транспортного средства при ухудшении сцепления с опорной поверхностью левого колеса 11 часть момента, поступившего первым потоком на корпус 17 межколесного дифференциала, переданная от последнего на выходное звено 9 и не реализованная на левом колесе, передается через зубчатый ряд, состоящий из зубчатых колес 1 и 2, на водило 21, где симметричным дифференциальным механизмом 19, поскольку его полуосевые шестерни 18 и 20 выполнены с равными диаметрами, разделяется поровну между этими шестернями. Момент от полуосевой шестерни 20, равный половине момента, передаваемого с выходного звена 9 на водило 21, возвращается вторым потоком через зубчатый ряд, состоящий из зубчатых колес 7 и 8, вал 28, гидропередачу 24, вал 22 и зубчатый ряд, состоящий из зубчатых колес 5 и 6, на вал 15, где суммируется с ведущим моментом, передаваемым на этот вал от двигателя. Сумма этих моментов, поступив упоминавшимся первым потоком на корпус 17 симметричного межколесного дифференциала, разделяется последним поровну между выходными звеньями 9 и 10. При этом момент от полуосевой шестерни 18, равный половине момента, переданного на водило 21 от выходного звена 9, поступает через зубчатый ряд, состоящий из зубчатых колес 3 и 4, на выходное звено 10, где суммируется с моментом, поступившим на это звено от дифференциала и равным половине момента, переданного первым потоком на корпус 17 от вала 15. Сумма моментов, поступивших на выходное звено 10 от межколесного дифференциала и дифференциального механизма 19, реализуется на правом колесе 12 с нормальным сцеплением, преодолевая приложенное к нему сопротивление.
При ухудшении сцепления правого колеса 12 часть момента, поступившего первым потоком на корпус 17 межколесного дифференциала, переданная от последнего на выходное звено 10 и не реализованная на правом колесе, передается через зубчатый ряд, состоящий из зубчатых колес 3 и 4, на полуосевую шестерню 18, где, суммируясь с такой же величины моментом, поступившим вторым потоком на полуосевую шестерню 20 от вала 15 по цепи, включающей последовательно зубчатый ряд, состоящий из зубчатых колес 5 и 6, вал 22, гидропередачу 24, вал 28 и зубчатый ряд, состоящий из зубчатых колес 7 и 8, передается водилу 21. Суммарный момент, поступивший на водило 21 от полуосевых шестерен 18 и 20, передается через зубчатый ряд, состоящий из зубчатых колес 1 и 2, выходному звену 9, где суммируется с моментом, поступившим на это звено от дифференциала и равным половине момента, переданного упомянутым первым потоком на корпус 17 от вала 15 после того, как часть ведущего момента, поступившего на этот вал от двигателя, была передана с него вторым потоком по упомянутой цепи, одним из звеньев которой является гидропередача 24, на полуосевую шестерню 20 дифференциального механизма 19. Сумма моментов, поступивших на выходное звено 9 от межколесного дифференциала и дифференциального механизма 19, реализуется на левом колесе 11 с нормальным сцеплением, преодолевая приложенное к нему сопротивление.
При увеличении скорости движения машины увеличивается и частота вращения корпуса 17 межколесного дифференциала вместе с венцом 16 ведомой шестерни зубчатой передачи для подвода ведущего момента к дифференциалу, а вместе с ними увеличивается и частота вращения кинематически связанного с венцом 16 вала 22. Величина электрического сигнала, вырабатываемая датчиком 53 угловой скорости вала 22, увеличивается, а следовательно, и возрастает электромагнитная сила в обмотке 58. Падение напряжения на резисторе 59 несколько уменьшает величину текущего значения напряжения на обмотке 58, благодаря чему величина электромагнитной силы в обмотке 58, действующей на сердечник 57 с толкателем 55, достигает величины, достаточной для преодоления сопротивления пружины 56, предварительно поджатой относительно неподвижного элемента остова, в тот момент, когда скорость движения транспортного средства превысит максимально допустимую величину. Под действием электромагнитной силы в обмотке 58 сердечник 57 вспомогательного электромагнита 51 переместит толкатель 55, преодолевая сопротивление пружины 56, и включит кнопку замыкания 54.
При включении кнопки замыкания 54 электрический сигнал от датчика угловой скорости 53 поступает на электрическую обмотку 52 исполнительного электромагнита 48, вследствие чего в обмотке возникает электромагнитная сила, под действием которой сердечник 49 перемещает золотник гидрораспределителя 46 в положение, соответствующее гидравлическому сообщению между собой нагнетательной и всасывающей секций гидромашины 23 посредством соединительного трубопровода 47, подключенного параллельно к замкнутому гидравлическому контуру гидропередачи 24.
Сердечник 49 перемещает золотник гидрораспределителя 46 посредством подпружиненного стержня 50. Перемещение золотника гидрораспределителя 46 происходит без задержки. Это достигается тем, что в момент включения кнопки замыкания 54 возникающая в обмотке 52 электромагнитная сила, пропорциональная напряжению, приложенному к обмотке 52 со стороны датчика 53, оказывается значительно больше усилия пружины, действующей на стержень 50.
Открытие золотником по соединительному трубопроводу 47 гидравлического сообщения между нагнетательной и всасывающей секциями гидромашины 23 делает невозможным нагнетание рабочей жидкости по замкнутому гидравлическому контуру гидропередачи 24, что приводит к прекращению кинематической связи между валами 22 и 28 ее гидромашин 23 и 27. Вал 28 гидромашины 27 и кинематически связанное с ним зубчатое колесо 8 получают свободу вращения, в результате чего трехзвенный дифференциальный механизм 19 приобретает вторую степень свободы и теряет способность перераспределять ведущий момент между выходными звеньями 9 и 10, тем самым механизм блокировки межколесного дифференциала отключается, предоставляя последнему полную свободу проявлять дифференциальные свойства с равным распределением ведущего момента между колесами моста, что необходимо, чтобы исключить возможный занос машины, который может произойти, если на достаточно высоких скоростях движения сцепление одного из колес ведущего моста с опорной поверхностью ухудшится, и при не отключенном механизме блокировки дифференциала сила тяги на колесе с хорошим сцеплением существенно превысит силу тяги на колесе с ухудшенным сцеплением.
Когда водитель уменьшит скорость движения машины, скорость вращения вала 22 снизится, электрический сигнал от датчика 53 уменьшится, и электромагнитная сила в обмотке 58 вспомогательного электромагнита 51 станет меньше упругой силы пружины 56, под действием которой толкатель 55 выключит кнопку замыкания 54, в результате чего на обмотку 52 исполнительного электромагнита 48 электрический сигнал от датчика 53 подаваться не будет, следовательно, в обмотке 52 электромагнитная сила будет отсутствовать, и подпружиненный стержень 50 вернет золотник гидрораспределителя 46 в положение, соответствующее гидравлическому разобщению нагнетательной и всасывающей секций гидромашины 23. Произойдет автоматическое включение блокировки дифференциала, потому что нагнетание рабочей жидкости по замкнутому гидравлическому контуру гидропередачи 24 вновь становится возможным, и кинематическая связь с регулируемым передаточным отношением между валами 22 и 28 гидромашин 23 и 27 восстанавливается. В результате тяговые качества машины улучшаются.
Таким образом, снабжение адаптирующего устройства механизма блокировки межколесного дифференциала транспортного средства двухпозиционным золотниковым гидрораспределителем, установленным в соединительный трубопровод, подключенный параллельно к замкнутому гидравлическому контуру гидропередачи адаптирующего устройства с обеспечением возможности автоматически в одной позиции золотника гидравлически отсоединять нагнетательную секцию первой гидромашины гидропередачи от ее всасывающей секции, а в другой его позиции гидравлически связывать эти секции между собой обеспечивает расширение функциональных возможностей механизма по сравнению с прототипом, позволяющих осуществлять автоматическое выключение блокировки дифференциала при превышении транспортным средством максимально допустимой скорости движения, что повышает безопасность движения при выполнении транспортных работ, и автоматическое включение блокировки, когда скорость движения машины снизится до допустимой величины, что улучшает тяговые качества машины.