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 межколесного дифференциала, использованный в самоблокирующемся дифференциале С.П. Пожидаева, содержащий объемную гидропередачу, имеющую две гидромашины, последовательно соединенные между собой с образованием замкнутого гидравлического контура, первая из которых, выполненная регулируемой, регулятор рабочего объема которой кинематически связан с рулевым управлением транспортного средства, своим одним из двух взаимно проворачивающихся элементов кинематически связана с ведущим звеном дифференциала, а другой ее элемент закреплен неподвижно, а вторая гидромашина одним из двух взаимно проворачивающихся элементов связана с одним из выходных звеньев дифференциала (авт.св. СССР №759348, МПК В60К 17/20, F16H 1/44, опубл. 1980).
Недостатком этого механизма является, во-первых, то, что при прямолинейном движении машины регулятор рабочего объема первой гидромашины, кинематически связанный с рулевым управлением, находится в нейтральном положении, при котором рабочая жидкость в замкнутом гидравлическом контуре оказывается запертой и жестко блокирует дифференциал, лишая его дифференциальных свойств, что не позволяет колесам ведущего моста катиться по сколько-нибудь существенно неровной поверхности без скольжения и дополнительного буксования, в результате чего возможно возникновение паразитной циркулирующей мощности, дополнительно нагружающей элементы трансмиссии, отрицательно влияющей на долговечность, во-вторых, то, что при полной разгрузке одного из колес ведущего моста, например при полной потере сцепления с опорной поверхностью, весь ведущий момент, подводимый к нему и реализуемый на преодоление сопротивления, приложенного к другому колесу с нормальным сцеплением, будет передаваться через объемную гидропередачу, дополнительно нагружая ее, что будет снижать долговечность механизма.
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).
Данный механизм обеспечивает управляемую блокировку дифференциала, не лишающую при этом его дифференциальных свойств.
Недостатком этого механизма является то, что в случае полной разгрузки одного из колес ведущего моста гидропередача, связанная с другим колесом этого моста, имеющим нормальное сцепление с опорной поверхностью, нагружается всем ведущим моментом, подводимым к мосту и реализуемым на указанном колесе при преодолении приложенного к нему сопротивления, что снижает долговечность конструкции.
Известен механизм блокировки межколесного дифференциала, использованный в механизме Котовскова блокировки дифференциалов транспортного средства, принятый в качестве прототипа, 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).
Данный механизм обеспечивает управляемую блокировку дифференциала, не лишающую при этом его дифференциальных свойств.
Недостатком данного механизма блокировки межколесного дифференциала является то, что в случае полной разгрузки одного из колес ведущего моста гидропередача адаптирующего устройства нагружается всем ведущим моментом, подводимым к мосту и реализуемым на его другом колесе, имеющем нормальное сцепление с опорной поверхностью, что снижает долговечность конструкции.
Задача изобретения - создание механизма блокировки межколесного дифференциала с уменьшенной нагрузкой на объемную гидропередачу адаптирующего устройства на всех режимах нагружения ведущих колес путем обеспечения передачи мощности к ним от двигателя двумя потоками, один из которых будет передаваться через гидропередачу, благодаря чему она будет нагружаться только частью ведущего момента, подводимого от двигателя к ведущему мосту.
Технический результат - повышение долговечности.
Указанный технический результат достигается тем, что в механизме блокировки межколесного дифференциала транспортного средства, содержащем 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 средств, 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 дополнительно снабжено распределителем потока мощности, выполненным 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 дополнительного третьего зубчатого ряда постоянного зацепления, другая шестерня которого связана с упомянутой фрикционной муфтой, а третье звено дифференциального механизма связано с одной из двух шестерен дополнительного четвертого зубчатого ряда постоянного зацепления, другая шестерня которого соединена с другим из выходных звеньев межколесного дифференциала.
Дополнительное снабжение адаптирующего устройства распределителем потока мощности, выполненным 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 дополнительного третьего зубчатого ряда постоянного зацепления, другая шестерня которого связана с упомянутой фрикционной муфтой, а третье звено дифференциального механизма связано с одной из двух шестерен дополнительного четвертого зубчатого ряда постоянного зацепления, другая шестерня которого соединена с другим из выходных звеньев межколесного дифференциала, не лишая последнего дифференциальных свойств, обеспечивает распределение ведущего момента между колесами пропорционально приложенным к ним сопротивлениям и даже при полной разгрузке одного из колес ведущего моста обеспечивает поступление мощности от двигателя на другое, нагруженное, колесо, двумя потоками, из которых один поступает к этому колесу механическим путем через дифференциал, а другой поток мощности проходит через объемную гидропередачу адаптирующего устройства, благодаря чему даже в самых тяжелых случаях гидропередача нагружается только частью ведущего момента, передаваемого от двигателя на ведущий мост.
Возможность передавать мощность от двигателя к ведущему мосту двумя потоками, из которых только один передается через гидропередачу адаптирующего устройства механизма блокировки, путем дополнительного снабжения его распределителем потока мощности, выполненным в виде трехзвенного дифференциального механизма, одно из двух первых звеньев которого кинематически связывается с одним из выходных звеньев дифференциала, другое его звено кинематически связывается с валом второй гидромашины гидропередачи, а третье звено - с другим выходным звеном, позволяет, сохраняя способность механизма блокировки распределять, не лишая дифференциал дифференциальных свойств, ведущий момент между колесами пропорционально сопротивлениям, нагружать упомянутую гидропередачу только частью ведущего момента, подводимого от двигателя к ведущему мосту, что обеспечивает повышение долговечности конструкции.
На фиг.1 представлена схема механизма блокировки межколесного дифференциала;
На фиг.2 - блок-схема регулирующего устройства.
Механизм блокировки (фиг.1) связан с дифференциалом посредством четырех зубчатых пар, 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 пары, 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, подводящей ведущий момент 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. Вал 28 гидромашины 27 посредством фрикционной муфты 29 соединен с зубчатым колесом 7. Вал 22 первой гидромашины 23 посредством зубчатой пары, состоящей из зубчатых колес 5 и 6, вала 15 кинематически связан с венцом 16 зубчатой передачи для подвода ведущего момента к корпусу 17 дифференциала, а вал 28 второй гидромашины 27 гидропередачи 24 посредством фрикционной муфты 29 и зубчатой пары, состоящей 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 30 рабочего объема этой гидромашины шарнирно связан с подпружиненным с двух сторон относительно неподвижного элемента остова транспортного средства штоком 31, соединенным в свою очередь с сердечником 32 электромеханического преобразователя 33, снабженного двумя электрическими обмотками 34 и 35, провода которых навиты вокруг сердечника 32. При этом в обмотке 34 навивка провода выполнена в направлении, противоположном направлению навивки провода в обмотке 35. Начала первых витков обмоток 34 и 35 подключены посредством соответственно проводов 36 и 37 к выходам соответственно первого 38 и второго 39 регулирующих устройств, установленных с креплением соответственно на кронштейнах 40 и 41, жестко связанных с корпусом 42 ведущего моста, над левым 11 и правым 12 колесами. Концы последних витков обеих обмоток подключены к массе транспортного средства. Каждое из регулирующих устройств (фиг.2) состоит из размещенных в продольно-вертикальной плоскости симметрии соответствующего колеса датчика 43 линейной скорости перемещения этого колеса в продольном направлении, датчика 44 линейной скорости перемещения этого колеса в вертикальном направлении, сумматора 45 для геометрического суммирования сигналов, поступающих от датчиков 43 и 44, усилителя 46 выходного сигнала сумматора 45. При этом один выход усилителя подключен к массе транспортного средства, а другой является одновременно выходом соответствующего регулирующего устройства (электрическое питание элементов регулирующего устройства на чертеже не показано). Совокупность объемной гидропередачи 24, валом 22 кинематически связанной с корпусом 17 дифференциала, трехзвенного дифференциального механизма 19, полу осевая 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 30 рабочего объема гидромашины 23, электромеханического преобразователя 33, связанного механически штоком 31 шарнирно с органом регулирования 30 и электрически с первым 38 и вторым 39 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 пропорционально приложенным к ним сопротивлениям и нагружать объемную гидропередачу 24 только частью ведущего момента, подводимого от двигателя к ведущему мосту, при любом соотношении сопротивлений на колесах и даже при полной разгрузке одного из них.
Механизм блокировки работает следующим образом. При работе транспортного средства в тяговом режиме, с относительно небольшими скоростями, фрикционная муфта 29 должна быть включена водителем, обеспечивая 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 38 и 39, вследствие чего результирующая электромагнитная сила обмоток 34 и 35, провода которых навиты вокруг сердечника 32 в противоположных друг другу направлениях, равна нулю. Поэтому сердечник 32 электромеханического преобразователя 33 вместе со штоком 31 зафиксирован пружинами в положении, соответствующем такой установке органа регулирования 30 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 соответственно зубчатых пар, состоящих 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 38. 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 39.
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 34, питающейся от регулирующего устройства 38, и уменьшение электрического тока в обмотке 35, питающейся от регулирующего устройства 39, приведет к нарушению равновесия электромагнитных сил этих обмоток. В результате результирующая электромагнитная сила обмоток, преодолевая усилие пружин, действующих на шток 31, смещает сердечник 32 электромеханического преобразователя 33, переводя посредством указанного штока орган регулирования 30 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 39. 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 38. 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 35, питающейся от регулирующего устройства 39, и уменьшение электрического тока в обмотке 34, питающейся от регулирующего устройства 38, приведет к нарушению равновесия электромагнитных сил обмоток, в результате чего под действием результирующей электромагнитной силы сердечник 32 электромеханического преобразователя 33 смещается в другую сторону, переводя посредством штока 31 орган регулирования 30 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 39, начнет возрастать, а вырабатываемый регулирующим устройством 38 - снижаться. Электрический ток в обмотке 35, питающейся от регулирующего устройства 39, будет возрастать, а в обмотке 34, питающейся от регулирующего устройства 38, снижаться. Равновесие электромагнитных сил этих обмоток, действующих на сердечник 32, нарушается. Под действием результирующей электромагнитной силы обмоток сердечник смещается и посредством штока 31, преодолевая усилие действующих на него пружин, переводит орган регулирования 30 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 38, начнет возрастать, а вырабатываемый регулирующим устройством 39 - снижаться. Электрический ток в обмотке 34, питающейся от устройства 38, будет возрастать, а в обмотке 35, питающейся от устройства 39, снижаться. Под действием возникшей результирующей электромагнитной силы обмоток сердечник 32 смещается в другую сторону и посредством штока 31, преодолевая усилие действующих на него пружин, переводит орган регулирования 30 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.
Таким образом, 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.
При выполнении транспортных работ водитель выключает фрикционную муфту 29, отключая тем самым механизм блокировки от межколесного дифференциала, который получает 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 ухудшается, и при неотключенном механизме наступит внезапная блокировка дифференциала.
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 зубчатую пару, состоящую 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 зубчатую пару, состоящую из зубчатых колес 7 и 8, включенную фрикционную муфту 29, вал 28, гидропередачу 24, вал 22 и зубчатую пару, состоящую 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 зубчатую пару, состоящую 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 зубчатую пару, состоящую 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 зубчатую пару, состоящую из зубчатых колес 5 и 6, вал 22, гидропередачу 24, вал 28, включенную фрикционную муфту 29 и зубчатую пару, состоящую из зубчатых колес 7 и 8, передается водилу 21. Суммарный момент, поступивший на водило 21 от полуосевых шестерен 18 и 20, передается через зубчатую пару, состоящую 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.
Покажем, что даже при полностью разгруженном от сопротивления одном из колес ведущего моста через объемную гидропередачу 24 будет передаваться только часть ведущего момента, подводимого от двигателя к ведущему мосту и реализуемого на другом колесе с нормальным сцеплением.
П
П
При полной разгрузке левого колеса 11 ведущий момент М, подведенный от двигателя к валу 15, будет уравновешиваться моментом сопротивления М, приложенным к правому колесу 12, то есть М=-М (все рассматриваемые моменты приведены к одному валу, например валу 15). Как было отмечено выше, при разгрузке левого колеса часть Х ведущего момента, величину которой предстоит определить, нагружающая гидропередачу 24, возвращается на вал 15, где суммируется с моментом М. Сумма моментов М+Х, поступившая на корпус 17 симметричного межколесного дифференциала, делится им поровну между выходными звеньями 9 и 10. Момент на выходном звене 9, равный 0,5 (М+Х), не реализуется разгруженным полностью левым колесом и поступает через зубчатую пару, состоящую из зубчатых колес 1 и 2, на водило 21 симметричного дифференциального механизма 19, где разделяется этим механизмом поровну между полуосевыми шестернями 18 и 20. От полуосевой шестерни 20 момент, равный 0,25 (М+Х) по приведенной выше цепи, в которую входит гидропередача 24, возвращается к валу 15 в виде момента Х=0,25 (М+Х). Решив это равенство, найдем, что гидропередача 24 нагружается максимальным моментом Х=М/3.
П
Проведем проверку. На выходное звено 10 от дифференциала поступает момент, равный 0,5 (М+Х), и от полуосевой шестерни 18 дифференциального механизма 19 поступает момент, равный 0,2 5 (М+Х). Сумма этих моментов должна уравновешиваться моментом сопротивления М, приложенным к правому колесу. Запишем уравнение равновесия системы, подставив значение Х=М/3:
П
0,5(М+М/3)+0,25(М+М/3)=-М.
П
После преобразований получим уравнение равновесия М=-М, которое мы уже приводили выше.
Л
Л
Если полной разгрузке подвергнется правое колесо 12, ведущий момент М, подводимый от двигателя к валу 15, уравновесится моментом сопротивления М, приложенным к левому колесу, то есть М=-M. При разгрузке правого колеса на корпус 17 межколесного дифференциала поступит, как отмечалось выше, момент М-Х, а часть Х ведущего момента передается по упомянутой выше цепи, в которую входит гидропередача 24, полуосевой шестерне 20. Дифференциалом момент, равный М-Х, поровну разделяется между выходными звеньями 9 и 10. Момент на выходном звене 10, равный 0,5 (М-Х), не реализованный на полностью разгруженном правом колесе, поступает через зубчатую пару, состоящую из зубчатых колес 3 и 4, на полуосевую шестерню 18. Поскольку моменты на полуосевых шестернях 18 и 20 симметричного дифференциального механизма 19 равны между собой, можно записать:
0,5(М-Х)=Х.
Отсюда найдем, что Х=М/3.
Л
Проведем проверку. На выходное звено 9 от межколесного дифференциала поступает момент, равный 0,5 (М-Х), и от водила 21, на котором суммируются равные между собой моменты от полуосевых шестерен 18 и 20, поступает момент, в два раза больший, чем момент Х на полуосевой шестерне 20. Сумма этих моментов должна уравновешиваться моментом сопротивления M, приложенным к левому колесу. Запишем уравнение равновесия с учетом, что Х=М/3:
Л
0,5(М-М/3)+2М/3=-М.
Л
После преобразований получим уже приводившееся выше уравнение равновесия системы M=-M.
Итак, при полной разгрузке одного из колес ведущего моста объемная гидропередача следящего устройства в данном механизме блокировки нагружается только одной третью ведущего момента, поступающего от двигателя на вал, имеющий кинематическую связь с венцом ведомой шестерни зубчатой передачи для подвода ведущего момента к межколесному дифференциалу.
Таким образом, данный механизм блокировки, не лишая дифференциал при различных условиях движения машины дифференциальных свойств, обеспечивает распределение ведущего момента между колесами ведущего моста пропорционально приложенным к ним сопротивлениям благодаря наложенным дополнительным кинематическим связям между корпусом межколесного дифференциала и его выходными звеньями с передаточным отношением кинематической связи между валом, кинематически связанным с корпусом дифференциала, и одной из полуосевых шестерен трехзвенного дифференциального механизма, изменяющимся посредством органа регулирования первой гидромашины гидропередачи в зависимости от конкретной кинематики движения машины, и благодаря тому, что трехзвенный дифференциальный механизм, которым дополнительно снабжено адаптирующее устройство, одной из полуосевых шестерен кинематически связан с валом гидропередачи, которая другим валом кинематически связана с корпусом дифференциала, а другой полуосевой шестерней и водилом кинематически связан с соответствующими выходными звеньями этого дифференциала, максимальная нагруженность объемной гидропередачи адаптирующего устройства происходит моментом, величина которого не превышает одной трети ведущего момента, поступающего от двигателя к ведущему мосту, что способствует повышению долговечности конструкции механизма блокировки по сравнению с прототипом.