УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ОХЛАЖДЕНИЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛА МОСТА АВТОМОБИЛЯ
DEVICE AND METHOD FOR COOLING OF CARRIER AXLE DIFFERENTIAL GEAR

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к устройству для охлаждения дифференциала моста автомобиля, состоящему из воздухонаправляющей пластины для направления потока воздуха под автомобилем. Кроме того, настоящее изобретение относится к способу охлаждения дифференциала моста автомобиля, в котором воздухонаправляющая пластина предусмотрена для направления потока воздуха под автомобилем.
Уровень техники
В DE 4429924 А1 раскрыта подпольная конструкция автомобилей. Указанная подпольная конструкцию автомобиля обеспечивается таким образом, что сопротивление воздуха под полом автомобиля снижается, а эффективность охлаждения для излучающих тепло частей, таких как трансмиссия, улучшается. В этом случае уже известная подпольная конструкция имеет нижнее покрытие, с помощью которого область высокого давления может распространятся вниз. Кроме того, из уже известной подпольной конструкции, известно, что воздушный поток проходит от передней части автомобиля вдоль нижней стороны и осуществляет охлаждение заднего моста трансмиссии. Недостатком уже известной подпольной конструкции является то, что любое изменение в потоке под автомобилем создает изменение коэффициента сопротивления потоку или ухудшает коэффициент сопротивления потоку автомобиля.
В KR 10-0821141 В1 раскрыта воздухонаправляющая пластина для охлаждения дифференциала заднего моста. Уже известная воздухонаправляющая пластина удерживается рессорой. При повышенной скорости автомобиля, относительный поток преодолевает усилие рессоры и толкает уже известную воздухонаправляющую пластину вниз, что приводит к охлаждению дифференциала заднего моста. Таким образом, при достижении определенной скорости автомобиля, воздухонаправляющая пластина выталкивается вниз и уменьшает коэффициент сопротивления потоку, что является менее предпочтительным, особенно, при повышенной скорости автомобиля.
Раскрытие изобретения
Таким образом, целью настоящего изобретения является устройство и способ для охлаждения дифференциала моста автомобиля, которые устраняют вышеперечисленные недостатки, и в частности, разрешить конфликт целей между оптимальным охлаждением дифференциала моста и как можно низким коэффициентом сопротивления потоку.
Данная цель достигается посредством устройства, имеющего признаки по пункту 1 формулы изобретения. Предпочтительные варианты осуществления и улучшения вытекают из зависимых пунктов формулы изобретения. Данная цель также достигается посредством способа, имеющего отличительные признаки по пункту 6 формулы изобретения.
При этом предусматривается, что воздухонаправляющая пластина закреплена на дифференциале моста таким образом, что внутреннее движение дифференциала моста вызывает регулировку воздухонаправляющей пластины. В результате того, что воздухонаправляющая пластина прикреплена к корпусу дифференциала моста, воздухонаправляющая пластина следует за внутренним движением дифференциала моста. С помощью воздухонаправляющей пластины дифференциал моста направляет воздушный поток под автомобилем к дифференциалу моста или от дифференциала моста. Воздухонаправляющая пластина прикреплена к корпусу дифференциала моста таким образом, что в результате внутреннего движения дифференциала моста воздухонаправляющая пластина направляет воздушный поток к дифференциалу моста при торможении автомобиля и не направляет воздушный поток к дифференциалу моста при движении автомобиля с постоянной скоростью. Воздухонаправляющая пластина направляет воздушный поток от дифференциала моста при ускорении автомобиля. Таким образом, на дифференциале моста образуется отрицательное давление, и дифференциал моста обдувается. Посредством описанных мер, достигаются аэрация и охлаждение дифференциала моста, и в то же время существует оптимальный коэффициент сопротивления потоку, известный также как значение CD при движении автомобиля с постоянной скоростью. В одном предпочтительном улучшении объекта изобретения воздухонаправляющая пластина имеет ребра потока. Указанные ребра потока расположены на нижней и/или верхней стороне воздухонаправляющей пластины для того, чтобы свести к минимуму коэффициент сопротивления потоку при движении автомобиля с постоянной скоростью.
В другом предпочтительном варианте осуществления объекта изобретения воздухонаправляющая пластина выполнена таким образом, что механические нагрузки, действующие на дифференциал моста, поглощаются или, по меньшей мере, частично поглощаются.
Вышеупомянутая цель также достигается с помощью способа. В способе согласно изобретению предлагается, что воздухонаправляющая пластина следует за внутренним движением дифференциала моста в силу прикрепления воздухонаправляющей пластины к дифференциалу моста. Одно предпочтительное улучшение способа согласно изобретению предусматривает, что при торможении автомобиля воздушный поток направляется к дифференциалу моста и что при движении автомобиля с постоянной скоростью воздушный поток не направляется к дифференциалу моста. Кроме того, при ускорении автомобиля воздушный поток отводится от дифференциала моста так, что на дифференциале моста образуется отрицательное давление.
Краткое описание графических материалов
Настоящее изобретение будет описано более подробно на основании примерного варианта осуществления. На графических материалах:
фиг.1 представляет собой схематическое изображение дифференциала моста автомобиля с приводным валом и обшивкой днища, при движении автомобиля с постоянной скоростью,
фиг.2 представляет собой схематическое изображение, соответствующее фиг.1, при торможении автомобиля, и
фиг.3 представляет собой схематическое изображение, соответствующее фиг.1, при ускорении автомобиля.
Осуществление изобретения
На фиг.1 схематически изображен дифференциал моста автомобиля; в примерном варианте осуществления, описанном здесь, это дифференциал моста задней ведущей оси автомобиля. Дифференциал 1 моста приводится в действие приводным валом 2, который в данном случае представлен в виде карданного вала. Движущая сила ведущего двигателя (не показан) передается через приводной вал 2 на дифференциал 1 моста. Здесь, задние колеса, которые в данном случае показаны только схематически и обозначены позицией 3, приводятся в движение. Под автомобилем предоставлена обшивка 4 днища, расположенная перед задним колесом 3 и за задним колесом 3. Воздушный поток, который образуется при перемещении автомобиля, обозначен на фиг.1 стрелками под автомобилем. Стрелки воздушного потока обозначены знаком S. В соответствующей ситуации движения, дифференциал 1 моста движется вокруг указанной оси 6. Как будет объяснено более подробно ниже на основе фиг.2 и 3, дифференциал 1 моста движется вокруг указанной оси 6. Указанное движение дифференциала 1 моста также упоминается как внутреннее движение дифференциала 1 моста. Основной идеей изобретения является то, что внутреннее движение дифференциала моста используется, таким образом, чтобы, таким образом, осуществить аэрацию и охлаждение дифференциала моста в соответствии с требованиями. Воздухонаправляющая пластина 5 прикреплена к дифференциалу 1 моста таким образом, что внутреннее движение дифференциала 1 моста вызывает регулировку воздухонаправляющей пластины. На фиг.1 показана ситуация, в которой автомобиль движется с постоянной скоростью и, как видно на фиг.1, при постоянной скорости дифференциал 1 моста находится в горизонтальном положении. Воздухонаправляющая пластина 5, соединенная с дифференциалом моста, также находится в горизонтальном положении. Поток под днищем проходит горизонтально вдоль под автомобилем. Это оптимальное положение воздухонаправляющей пластины для низкого сопротивления воздуху. Когда воздухонаправляющая пластина 5 находится в положении, показанном на фиг.1, коэффициент сопротивления потоку является оптимальным.
На фиг.2 изображена ситуация движения автомобиля во время торможения. Как схематично показано на фиг.2, дифференциал 1 моста наклоняется вперед при торможении автомобиля. В результате воздухонаправляющая пластина 5 выталкивается вниз спереди. В результате вращательного движения дифференциала 1 моста вокруг указанной оси 6 воздухонаправляющая пластина 5 перемещается вниз слева на фиг.2, этот конец расположен в направлении передней части автомобиля. В результате открытия воздухонаправляющей пластины 5 перед дифференциалом 1 моста, поток S на днище изменяется таким образом, что поток S1 воздуха направляется к дифференциалу 1 моста. Наклон воздухонаправляющей пластины 5 вместе с корпусом 7 дифференциала 1 моста приводит к обдуву воздушным потоком дифференциала 1 моста под днищем. В результате аэрации дифференциала 1 моста дифференциал 1 моста охлаждается.
На фиг.3 показано ускорение автомобиля. В данном случае дифференциал 1 моста вращается в совершенно противоположном направлении по отношению к торможению автомобиля, показанном на фиг.2. Как можно увидеть на фиг.3, воздухонаправляющая пластина 5 наклонена в противоположном направлении, то есть вниз справа на фигуре. Кроме того, как можно увидеть на фиг.3, в результате, воздух или компоненты воздушного потока S не направляется к дифференциалу 1 моста. Напротив, отрицательное давление образуется в результате наклона воздухонаправляющей пластины 5 так, как показано на фиг.3. Указанное отрицательное давление заставляет область вокруг дифференциала 1 моста охлаждаться. Этот эффект аналогичен эффекту выпускного сдвижного люка, в котором, в результате потока воздуха вокруг автомобиля, также образуется отрицательное давление, которое приводит к охлаждению внутреннего отсека. На фиг.3, вышеупомянутый обдув обозначен как поток S2 воздуха. Наклон воздухонаправляющей пластины 5 для охлаждения дифференциала 1 моста при ускорении автомобиля, как показано на фиг.3, имеет лишь очень небольшое влияние на поток под днищем. Так, в частности, ускорение автомобиля не влияет на коэффициент сопротивления потоку.
В противоположность этому при торможении автомобиля, как показано на фиг.2, наклон воздухонаправляющей пластины оказывает влияние на коэффициент сопротивления потоку. Коэффициент сопротивления потоку становится больше при торможении автомобиля, как показано на фиг.2. Тем не менее, увеличение коэффициента сопротивления потоку во время торможения допустимо, или даже необходимо.
Следует также отметить, что крепление воздухонаправляющей пластины 5 с дифференциала 1 моста приводит к тому, что внутреннее движение дифференциала 1 моста вызывает регулировку воздухонаправляющей пластины 5. Как уже было объяснено на основе фиг.1-3, в результате внутреннего движения дифференциала 1 моста при торможении автомобиля, воздухонаправляющая пластина 5 направляет воздушный поток S1 к дифференциалу 1 моста и тем самым охлаждает последний. При постоянной скорости, как показано на фиг.1, воздухонаправляющая пластина 5 находится в горизонтальном положении и не влияет на сопротивление воздуху автомобиля или коэффициент сопротивления потоку автомобиля. При ускорении автомобиля, как было объяснено на основе фиг.3, поток S воздуха направляется от дифференциала 1 моста, что создает отрицательное давление на дифференциале 1 моста и дифференциал 1 моста охлаждается, на что указывает поток S2 воздуха. Эффективная аэрация и охлаждение дифференциала 1 моста достигается таким особенно простым способом без значительного увеличения коэффициента сопротивления потоку автомобиля в процессе.
Чтобы улучшить коэффициент сопротивления потоку автомобиля, воздухонаправляющая пластина 5 в одном из улучшений объекта согласно изобретению снабжена ребрами потока, которые, однако, не показаны на фиг.1-3. Здесь ребра потока расположены на нижней стороне воздухонаправляющей пластины 5 для того, чтобы свести к минимуму коэффициент сопротивления потоку при движении автомобиля с постоянной скоростью. Альтернативно или в дополнение, ребра потока могут быть расположены на верхней стороне воздухонаправляющей пластины 5.
Ребра потока, прикрепленные к нижней части воздухонаправляющей пластины 5 служат для обеспечения улучшенного охлаждения дифференциала 1 моста во всех описанных дорожных ситуациях, увеличивая размер охлаждающего тела. Тем не менее, в случае ребер потока на нижней стороне воздухонаправляющей пластины 5 часто возникает проблема в связи с дорожным просветом.
Если ребра потока расположены на верхней стороне воздухонаправляющей пластины 5, охлаждение дифференциала 1 моста аналогичным образом улучшается в результате увеличения размера охлаждающего тела. Указанное улучшенное охлаждение за счет ребер потока эффективно, однако, только во время аэрации дифференциала 1 моста, как изображено на фиг.1.
Кроме того, воздухонаправляющая пластина 5 может быть сконструирована таким образом, что механические нагрузки, такие как удары или толчки, оказываемые на дифференциал 1 мост, поглощаются, или, по меньшей мере, частично поглощаются.
Основная концепция настоящего изобретения заключается, таким образом, в том, что воздухонаправляющая пластина 5 в соответствии с внутренним движением дифференциала 1 моста вследствие того, что воздухонаправляющая пластина 5 прикреплена к дифференциалу 1 моста. Здесь внутреннее движение дифференциала 1 моста используется для обеспечения охлаждения дифференциала 1 моста и одновременного достижения оптимального коэффициента сопротивления потоку (значение CD).