ПРИНУДИТЕЛЬНО БЛОКИРУЕМЫЙ МЕЖКОЛЕСНЫЙ ДИФФЕРЕНЦИАЛ

Полезная модель относится к автомобильной промышленности, более конкретно, к блокируемым дифференциалам, и может быть использована, в частности, в легковых автомобилях, миниавтобусах и минигрузовых автомобилях, таких, например, как УАЗ, ГАЗ, Газель, Соболь, Баргузин и т.д. и их модификациях.
Задача межколесного дифференциала - распределять крутящий момент между колесами и при этом позволять им вращаться с разной скоростью. Это необходимо, например, при повороте, когда «наружное» и «внутреннее» колеса проходят разные расстояния. Если бы дифференциала не было - шины и детали трансмиссии быстро бы изнашивались, их ресурс был бы значительно меньше.
Классические, как наиболее распространенные дифференциалы, построены на основе планетарной передачи, в которой вращение через гипоидное или коническое зацепление передается на корпус планетарной передачи, в котором два или четыре не зависимых друг от друга сателлита передают вращение на две полуоси. Это позволяет полуосям вращаться с разной скоростью. Неизменной остается лишь их суммарная скорость вращения.
Конструкция, в которой реализована классическая схема дифференциала, подходит только для дорог, где коэффициент трения примерно одинаков для двух колес ведущей оси.
На скользких участках и на участках со сложным рельефом, когда коэффициент сцепления с поверхностью дороги левого и правого колеса заметно различается, колесо, которое имеет меньший коэффициент сцепления с дорогой (находится, например, на льду), начинает вращаться со скоростью, превышающей скорость вращения второго колеса, что приводит к уменьшению скорости вращения второго колеса, вплоть до его полной остановки. В результате автомобиль не может сдвинуться с места. Дифференциал с принудительной блокировкой жестко «связывает» левую и правую полуоси, в результате оба колеса будут вращаться с одинаковой скоростью, это повышает шансы автомобиля двигаться вперед.
Конструкций дифференциалов с блокировкой много - и с принудительной блокировкой, и самоблокирующихся, однако все они не лишены недостатков.
Так, из уровня техники (RU 2547668, опубликовано 10.04.2015) и EATON (WO 2014116802, опубликовано 31.07.2014) известен электронно-управляемый блокируемый дифференциал, блокировка и разблокировка которого осуществляется посредством подачи управляющего сигнала на рабочий орган -электромагнит, который, притормаживая муфту блокировки, осуществляет блокировку и разблокировку дифференциала через толкатели.
Эта модель сложна в производстве и требует доработок штатных деталей, в частности установки не штатных полуосей, и как результат для конечного покупателя, достаточно дорогая, т.к. все комплектующие производятся за рубежом.
Китайские производители (см. CN 204573001, опубликовано 19.08.2015, или CN 203770575, опубликовано 13.08.2014) осуществляют не 100% блокировку дифференциала посредством электромагнита. Т.е. эти устройства относятся больше к дифференциалам повышенного трения. Недостатки очевидны - при длительном движении в условиях бездорожья подобные агрегаты перегреваются и выходят из строя.
Задачей, на решение которой направлена полезная модель, является повышение проходимости серийного автомобиля.
Технический результат, достигаемый при реализации поставленной задачи, заключается в увеличении силы тяги электромагнита, участвующего в процессе блокировки дифференциала, а также в определенной компоновке компонентов, что позволяет использовать при производстве сателлиты штатного дифференциала.
Технический результат достигается за счет того, что принудительно блокируемый межколесный дифференциал размещается в картере ведущего моста и содержит вращающийся корпус дифференциала, передающий через сателлиты вращение на полуоси, электромагнит, установленный с возможностью воздействия на толкающую муфту блокировки, установленную с внешней стороны корпуса дифференциала и взаимодействующую с толкателями, установленными в корпусе дифференциала с возможностью контакта с кольцом блокировки сателлитов, взаимодействующим с возвратной пружиной и установленным во внутренних шлицах корпуса дифференциала с возможностью смещения и взаимодействия с муфтой блокировки сателлитов, размещенной на одном из полуосевых сателлитов. Новым, согласно предлагаемой полезной модели, является то, что обмотка электромагнита размещена над одним из торцов корпуса дифференциала и частично охватывает корпус толкающей муфты блокировки с внешней стороны.
Размещение обмотки электромагнита над одним из торцов корпуса дифференциала с частичным охватом корпуса толкающей муфты блокировки с внешней стороны позволяет разместить большее количество витков провода и, соответственно, тем самым увеличить силу тяги электромагнита. Помимо этого такая компоновка позволяет использовать сателлиты штатного дифференциала.
В дальнейшем полезная модель будет подробно раскрыта в разделе описания «Осуществление полезной модели» и на фигуре, на которой изображен разрез изделия с основными элементами блокировки.
В основу предлагаемого технического решения положен штатный дифференциал ведущего (например, заднего) моста колесного транспортного средства, размещаемый в картере ведущего моста.
Такой дифференциал содержит вращающийся корпус (1) дифференциала, передающий через сателлиты (не показано) вращение на полуосевые шестерни (не показано).
На одном полуосевом сателлите размещена муфта (2) блокировки сателлита. Муфта (2) блокировки сателлита выполнена с наружным и внутренним зубчатым зацеплением. Посредством внутреннего зубчатого зацепления (например, шлицевого соединения) муфта (2) блокировки сателлита жестко связана с полуосевым сателлитом, т.к. они взаимодействуют с одной полуосью.
Посредством внешнего зубчатого зацепления (например, шлицевого соединения) муфта (2) блокировки сателлита взаимодействует с кольцом (3) блокировки сателлитов.
Кольцо (3) блокировки сателлита выполнено с наружным и внутренним зубчатым зацеплением. Посредством внешнего зубчатого зацепления (например, шлицевого соединения) кольцо (3) блокировки сателлитов установлено во внутренних шлицах корпуса (1) дифференциала с возможностью смещения для соединения (взаимного сцепления) посредством своего внутреннего зубчатого зацепления и рассоединения с муфтой (2) блокировки сателлитов.
Для вывода из взаимного зацепления муфты (2) блокировки сателлитов с кольцом (3) блокировки сателлитов и возврата кольца (3) блокировки сателлитов в исходное положение предусмотрена возвратная пружина (4).
Дополнительно в корпусе (1) дифференциала установлены толкатели (5), контактирующие с кольцом (3) блокировки сателлита и толкающей муфтой (6) блокировки, подвижно установленной с внешней стороны корпуса (1) дифференциала.
Обеспечение углового смещения толкающей муфты (6) блокировки относительно корпуса (1) дифференциала для воздействия на толкатели (5) осуществляется посредством электромагнита, установленного с возможностью воздействия на толкающую муфту (6) блокировки.
Электромагнит содержит корпус (7) электромагнита и обмотку (8) электромагнита. Обмотка (8) электромагнита размещена над одним из торцов корпуса (1) дифференциала и частично охватывает корпус толкающей муфты (6) блокировки с внешней стороны.
Устройство работает следующим образом.
При необходимости блокировки дифференциала водитель нажимает кнопку включения блокировки дифференциала, инициируя подачу тока на электромагнит, закрепленный от вращения к внутренней стенке картера ведущего моста. Магнитное поле притягивает к неподвижному электромагниту толкающую муфту блокировки, вращающуюся вместе с корпусом дифференциала. Толкающая муфта блокировки «притормаживается» и при помощи своих профилированных канавок сдвигает толкатели вместе с кольцом блокировки сателлитов, которое своими наружными зубьями связано с корпусом дифференциала. Сдвинувшись, кольцо блокировки сателлитов входит внутренними зубьями в зацепление с муфтой блокировки сателлитов, в результате чего происходит блокировка одного из основных сателлитов на корпус дифференциала, т.е. осуществляется блокировка дифференциала. Соответственно, остальные шестерни тоже не могут повернуться относительно друг друга и становятся «единым целым» с корпусом дифференциала. А поскольку левая и правая полуоси входят шлицами в полуосевые шестерни дифференциала, то они становятся жестко связанными между собой. В результате полуоси вращаются с одинаковой скоростью.
При отключении подачи тока к дифференциалу толкающая муфта блокировки больше не притягивается к электромагниту, а возвратная пружина перемещает все детали привода в исходное положение, отключая, тем самым, блокировку дифференциала.
Таким образом, расположение в предлагаемом техническом решении электромагнита не с торца толкающей муфты блокировки, как это реализовано в большинстве аналогичных конструкций с электромагнитным принципом включения, а частично снаружи, позволяет разместить большее количество витков провода и, соответственно, тем самым увеличить силу тяги электромагнита, и за счет этой компоновки использовать при изготовлении сателлиты штатного дифференциала, за счет чего успешно решается задача повышения проходимости серийного автомобиля с дифференциалом, собранным из штатных деталей и со штатными полуосями.