САМОБЛОКИРУЮЩИЙСЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛ

Полезная модель относится к области машиностроения, а именно, к транспортным средствам как самоблокирующиеся межколесные и между осевые дифференциалы.
Известен самоблокирующийся дифференциал (механизм распределения мощности, патент RU №2125673, F16H 48/06, опубл.27.01.1999 г.), который состоит из двух расположенных соосно и соединенных параллельно планетарных механизмов с передаточными отношениями больше нуля при ведомых водилах. Кинематическая связь двух планетарных механизмов, основана на изменении к.п.д. в зависимости от звена, к которому приложен момент.
Известен также самоблокирующийся дифференциал (Способ распределения мощности, патент RU №2156902, F16H 48/06, опубл. 27.09.2000 г.), который принят за ближайший аналог. Этот дифференциал состоит из двух планетарных механизмов с передаточными отношениями больше нуля, которые размещены внутри корпуса соосно и соединенных параллельно.
Передаточное отношение каждого планетарного механизма выбрано таким, что при приложении момента к корпусу и неподвижных водилах, обеспечиваются окружные усилия разного знака на венцах центральных колес при жестком соединении их между собой и одного знака при соединении колес кинематической цепью через промежуточное зубчатое колесо для реверсивного движения. Такое выполнение механизма позволяет распределять крутящий момент на ведущие оси и колеса равномерно двумя параллельными потоками независимо от сцепных условий с дорогой, предотвратить пробуксовку колес и исключить влияние на управляемость транспортного средства.
Недостатками ближайшего аналога является то, что механизмы имеют разные радиальные размеры центральных колес, солнечных колес и сателлитов из-за разного количества зубьев, обусловленных разными передаточными отношениями, что значительно увеличивает радиальные размеры механизма, а большие передаточные отношения для создания самоторможения, увеличивают паразитную мощность в зубчатых зацеплениях.
В основу полезной модели положена техническая задача уменьшения передаточных отношений при сохранении эффекта самоторможения и уменьшения радиальных размеров самоблокирующегося дифференциала для сохранения габаритных размеров стандартных корпусов дифференциалов.
Поставленная задача решается тем, что в самоблокирующемся дифференциале, содержащем корпус, в котором два соосно-расположенных и параллельно соединенных планетарных механизма, выполненных по схеме 2К или по безводильной схеме 3К, внешние из центральных колес каждого планетарного механизма жестко соединены с корпусом, а внутренние центральные колеса соединены жестко между собой, с возможностью свободно вращаться внутри корпуса, или соединены между собой для реверсивного движения относительно друг друга, кинематической цепью с промежуточными зубчатыми колесами, установленными на осях, закрепленных в корпусе, согласно полезной модели, внешние и внутренние центральные колеса имеют одинаковые или максимально приближенные, начальные диаметры зубчатых венцов, независимо от количества зубьев и передаточных отношений.
Наличие у внешних и внутренних центральных колес одинаковых или максимально приближенных, начальных диаметров зубчатых венцов, независимо от количества зубьев и передаточных отношений позволяет сохранить эффект самоторможения и уменьшить радиальные размеры самоблокирующегося дифференциала и, как следствие, сохранить габаритные размеры стандартных корпусов дифференциалов.
Технологически изготовление внешних и внутренних колес заявляемым образом достигается путем смещения инструмента, при изготовлении зубчатых зацеплений или подбором модуля зубчатых зацеплений.
Сущность полезной модели поясняется рисунками, где на Фиг.1 изображен продольный разрез самоблокирующегося дифференциала с двумя планетарными механизмами 2К с двухвенцовыми сателлитами, а на Фиг.2 - с двумя безводильными планетарными механизмами 3К.
Самоблокирующийся дифференциал из двух планетарных механизмов, выполненных по схеме 2К (фиг.1) с водилом или по безводильной схеме 3К (фиг.2) с солнечным колесом, содержит корпус 1 с крышкой 2, два выходных вала 3 (3'), жестко соединенных с водилами 4 (4') (фиг.1) или солнечными колесами 4 (4') (фиг.2), кинематически связанных с сателлитами 5 (5'). Каждый планетарный механизм содержит внешнее, неподвижное относительно корпуса 1, центральное колесо 6 (6') и внутреннее центральное колесо 7 (7'), подвижное относительно корпуса 1.
Внутреннее центральное колесо 7 первого планетарного механизма, жестко соединено с внутренним центральным колесом 7' второго планетарного механизма или, для выполнения реверсивного движения относительно друг друга, они соединены между собой кинематической цепью промежуточными зубчатыми колесами, установленными на осях, закрепленных в корпусе 1 (на фиг.1 и 2 не показано).
Внешние 6 (6') и внутренние центральные колеса 7 (7') имеют одинаковые или максимально приближенные, начальные диаметры зубчатых венцов независимо от количества зубьев и передаточных отношений, что значительно увеличивает эффект самоторможения выходных валов при приложении момента от корпуса.
Самоблокирующийся дифференциал работает следующим образом.
При приложении момента от корпуса 1, эффект самоторможения исключает обкатывание подвижного центрального колеса 7 (7') относительно неподвижного центрального колеса 6 (6'). Момент от корпуса 1, независимо от сцепных условий колес с дорогой, будет передаваться двумя параллельными потоками через венцы неподвижных центральных колес 6 (6'), венцы сателлитов 5 (5'), венцы солнечных колес 4 (4') (фиг.2) или водила 4 (4') (фиг.1) к выходным валам 3 (3'). При приложении к одному из выходных валов 3 или 3' дополнительного момента противоположного направления (знака) (например при повороте автомобиля), водило 4 (4') (фиг.1) или солнечное колесо 4 (4') (фиг.2) из ведомого становится ведущим. Эффект самоторможения отсутствует и вращение передается сателлиту 5 или 5', который обкатываясь по неподвижному центральному колесу 6 или 6', приводит в движение через водило 4 (4') (фиг.1) или солнечное колесо 4 (4') (фиг.2) выходной вал 3 или 3'. Самоблокирующийся дифференциал в этом случае работает как обычный дифференциал, обеспечивая свободный поворот автомобиля.
Спроектирован и изготовлен опытный образец самоблокирующегося дифференциала для заднего моста автомобиля ВАЗ 2101. Испытания в течение 3-х лет в реальных условиях показали его работоспособность и значительное повышение проходимости автомобиля.
Самоблокирующийся дифференциал может быть рекомендован для установки в автомобили, находящиеся в эксплуатации. Установка может быть произведена в условиях ремонтных мастерских без изменения конструкции заднего моста автомобиля.