МЕЖКОЛЕСНЫЙ ДИФФЕРЕНЦИАЛ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА
CROSS-AXIAL VEHICLE DIFFERENTIAL

Изобретение относится к машиностроению, в частности к межколесным дифференциалам ведущих мостов транспортных средств.
Известен межколесный дифференциал, в котором в отверстиях чашки дифференциала установлены специальные маслозаборные трубки, которые при вращении дифференциала зачерпывают масло из картера моста и подают во внутреннюю полость дифференциала, смазывая тем самым детали, находящиеся в его внутренней полости (Магистральные автопоезда МАЗ, Высоцкий М.С. и др., М., Машиностроение, с. 67, рис. 39, 1988 г.).
Недостаток известной конструкции заключается в том, что такие маслозаборные трубки эффективны только тогда, когда имеет место медленное вращение межколесного дифференциала, при значительных же оборотах вращения дифференциала под действием центробежных сил через эти трубки смазка начинает наоборот выбрасываться из внутренней полости дифференциала, что отрицательно сказывается на качестве смазки деталей дифференциала.
Известен также проходной мост, содержащий дифференциал, имеющий отдельный картер, переднюю и заднюю чашки, неподвижно соединенные между собой, маслозаборный колпак, одетый поверх чашек и закрепленный на них неподвижно посредством гайки, таким образом, что между передней чашкой и кромкой маслозаборного отверстия колпака имеется кольцевая щель, а передняя часть маслозаборного колпака прилегает к чашке с образованием между ними каналов (SU №1460882, МПК B60K 17/16 (1995.01), F16H 57/04 (1995.01), опубл. 10.11.1995).
Недостатком такой конструкции является ненадежность крепления маслозаборного кожуха, что отрицательно сказывается на герметичности соединения, и, как следствие, снижает качество смазки трущихся частей дифференциала.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению по совокупности существенных признаков и достигаемому техническому результату является межколесный дифференциал, содержащий чашку дифференциала с напрессованным коническим подшипником, установленным в отверстие картера главной передачи и зафиксированным при помощи регулировочной гайки, полуосевые шестерни с упорными шайбами и маслозаборный кожух, закрепленный на чашке дифференциала при помощи упора его в торцевую поверхность внутреннего кольца конического подшипника с одной стороны и при помощи упора в конусную поверхность чашки дифференциала - с другой, запрессованный в крышке подшипника дифференциала штифт с внутренним отверстием для прохода смазки, соединенный со специальной полостью, образованной специальным кожухом, и регулировочной гайкой, в которой предусмотрена специальная перегородка с определенным внутренним диаметром для поступления через нее смазки в полость дифференциала (патент CN 202498971 U1, МПК В60В 35/12, B60K 17/16, опубл. 24.10.2012).
Недостатком данной конструкции является малое количество смазки, поступающее к трущимся поверхностям деталей дифференциала. Это явление наблюдается при низкой скорости вращения ведущей шестерни дифференциала (например, когда автомобиль поднимается в гору и его скорость невелика). Ведущая шестерня, захватывая смазку из картера моста, не может забросить достаточное ее количество в специальный карман, а т.к. автомобиль едет вверх и мост наклонен тоже вверх, то смазка через отверстия в штифте, который в данный момент направлен вверх, не может поступать самотеком в полость дифференциала. Кроме того, данная система смазки имеет сложную конструкцию.
Была поставлена задача улучшить и упростить систему смазки дифференциала, повысить долговечность трущихся поверхностей деталей дифференциала и, как следствие, дифференциала в целом.
В ходе решения задачи прорабатывались следующие варианты:
- для гарантированного поступления смазки в полость дифференциала при движении автомобиля вверх можно использовать насос для принудительного накачивания смазки во внутреннюю полость дифференциала через специально выполненные в нем отверстия, но это значительно усложняет конструкцию, т.к. насос содержит как минимум две специальные шестерни, корпус с крышкой и крепежными деталями, кроме того, с применением насоса увеличиваются потери мощности, подводимой к дифференциалу от двигателя;
- можно увеличить объем смазки в картере моста до уровня, который гарантирует поступление смазки при любом положении автомобиля, но этот уровень находится примерно на уровне продольной оси картера моста, а это достаточно большой объем смазки. Этот объем перемешиваясь и перемещаясь в полости главной передачи и в полости картера моста из-за вращения деталей главной передачи приводит к значительным потерям мощности. Также такое большое количество смазки приводит к повышению рабочей температуры деталей из-за снижения теплообмена, а это значительно снижает долговечность и надежность дифференциала;
В результате было найдено решение поставленной задачи таким образом, что в межколесном дифференциале транспортного средства, содержащем чашку дифференциала с отверстиями для прохода смазки и напрессованным коническим подшипником с регулировочной гайкой, предназначенной для фиксации его в осевом направлении в отверстии картера главной передачи, полуосевые шестерни с упорными шайбами и маслозаборный кожух, установленный на чашке дифференциала таким образом, что с одной стороны он упирается в торцевую поверхность внутреннего кольца конического подшипника, а с другой - в конусную поверхность чашки дифференциала, маслозаборный кожух выполнен из двух частей - внутреннего кожуха и наружного, при этом на внешней поверхности внутреннего кожуха имеются отверстия, а на торцевой поверхности наружного кожуха, напротив подшипника, выполнено отверстие большего диаметра, ось которого смещена относительно оси дифференциала так, чтобы между внутренним и наружным кожухом образовалась частично закрытая полость.
Совокупность отличительных признаков, заключающаяся в том, что маслозаборный кожух выполнен из двух частей - внутреннего кожуха и наружного, при этом на внешней поверхности внутреннего кожуха имеются отверстия, а на торцевой поверхности наружного кожуха, напротив подшипника, выполнено отверстие большего диаметра, ось которого смещена относительно оси дифференциала так, чтобы между внутренним и наружным кожухом образовалась частично закрытая полость, позволяет при любом положении транспортного средства, соответственно и любом наклоне моста главной передачи, обеспечить постоянным уровень смазки в картере моста на уровне конического подшипника, за счет чего смазка самотеком и под действием насосного эффекта конического подшипника постоянно попадает в полость дифференциала, смазывая трущиеся детали, что значительно улучшает систему смазки дифференциала при достаточно простом исполнении, повышает долговечность трущихся поверхностей деталей дифференциала и, как следствие, дифференциала в целом.
Заявителю не известны межколесные дифференциалы транспортного средства, обладающие указанной совокупностью существенных признаков, и заявленная совокупность существенных признаков не вытекает явным образом из современного уровня техники, следовательно, заявляемое техническое решение соответствует условиям патентоспособности «новизна» и «изобретательский уровень».
Заявляемое техническое решение поясняется чертежами:
фиг. 1 - межколесный дифференциал транспортного средства, вид в разрезе;
фиг. 2 - маслозаборный кожух межколесного дифференциала транспортного средства, в изометрии;
фиг. 3 - то же, вид спереди;
фиг. 4-6 - то же, в рабочем состоянии.
Межколесный дифференциал 1 содержит чашку 2 дифференциала с отверстиями и напрессованным коническим подшипником 3, установленным в отверстии картера 4 главной передачи транспортного средства и зафиксированным в осевом направлении при помощи регулировочной гайки 5, полуосевые шестерни 6 с упорными шайбами 7, маслозаборный кожух 8, установленный на чашке 2 дифференциала таким образом, что с одной стороны он упирается в торцевую поверхность 9 внутреннего кольца конического подшипника 3, а с другой - в конусную поверхность 10 чашки 2 дифференциала. Кожух 8 выполнен из двух составных кожухов, внутреннего и наружного, соответственно 11 и 13, причем внутренний кожух 11 имеет на внешней поверхности отверстия 12, а на торцевой поверхности наружного кожуха 13 напротив подшипника выполнено отверстие 14 большего диаметра, ось которого смещена относительно оси дифференциала на расстояние X так, что между внутренним и наружным кожухом образовалась частично закрытая полость 15.
Работа дифференциала происходит следующим образом.
В картере моста 16 для смазки и охлаждения деталей ведущего моста всегда залита смазка 17 до определенного уровня 18.
При вращении дифференциала 1, когда отверстие 14 погружается в смазку, т.е. ниже уровня 18 смазки, в него самотеком, а также под действием насосного эффекта от вращения роликов 19а по дорожке наружного кольца конического подшипника 3, закачивается определенное количество смазки, которая под действием инерционных сил поступает в закрытую полость 15 (фиг. 4, 5). После этого уже за счет центробежных сил вращения дифференциала 1 смазка через отверстия 12 внутреннего кожуха 11 поступает в полость 20 между наружным кожухом 8 и чашкой дифференциала 1, образуя таким образом масляное кольцо (фиг. 6). Такой процесс повторяется каждый оборот дифференциала 11, увеличивая объем масляного кольца. После того, как уровень масляного кольца достигнет кромки 21 отверстия 22 в чашке 2 дифференциала, смазка через это отверстие начинает поступать во внутреннюю полость дифференциала, смазывая детали дифференциала.
Таким образом при любом наклоне моста (главной передачи) уровень смазки в картере моста постоянен и всегда находится на уровне конического подшипника 3, при этом смазка самотеком и под действием насосного эффекта конического подшипника поступает в полость дифференциала, смазывая его трущиеся детали. Поступление смазки во внутреннюю полость дифференциала осуществляется за счет наличия только двух простых деталей: внутреннего и наружного кожуха.
Межколесный дифференциал транспортного средства имеет улучшенную смазку простого исполнения, высокую долговечность.
Предложенный межколесный дифференциал соответствует условию промышленной применимости, и может быть изготовлен на стандартном оборудовании с применением освоенных ранее технологий.