ТРАНСМИССИЯ ПОЛНОПРИВОДНОЙ КОЛЕСНОЙ МАШИНЫ
ALL-WHEEL DRIVE VEHICLE TRANSMISSION

Настоящее изобретение относится к области машиностроения, а именно к трансмиссии полноприводной колесной машины.
Широко известны трансмиссии полноприводных колесных машин, содержащих раздаточную коробку, в том числе выполненные с межмостовым дифференциалом /см. например, кн. А.С. Антонова “Силовые передачи колесных и гусеничных машин”, “Машиностроение”. Ленинград, 1967, стр.154. рис.6/.
Недостатком бездифференциальных раздаточных коробок является появление паразитной мощности в трансмиссии при выезде колесной машины на дорогу с твердым покрытием, вызывающей перегрузку деталей трансмиссии, повышенный расход топлива и износ шин.
Машины с дифференциальным межмостовым приводом могут работать при постоянно включенных ведущих мостах, что обеспечивает им снижение расхода топлива и износа шин. Их существенным недостатком является то, что при попадании одного из ведущих колес, связанных дифференциальным приводом, на скользкий участок тяговое усилие падает на всех ведущих колесах.
Общим недостатком всех колесных машин с механическим приводом является то, что их трансмиссии испытывают значительные нагрузки от крутильных колебаний, идущих как от двигателя, ввиду тактности его работы, так и от неровностей дороги. Возникающий при этом неустановившийся режим работы двигателя ведет к снижению реализуемой мощности двигателя. Возникающие в трансмиссии крутильные колебания существенно влияют на усталостную прочность деталей двигателя и трансмиссии.
Целью настоящего изобретения является устранение указанных недостатков и повышение комфортабельности полноприводных колесных машин.
Поставленная цель достигается тем, что полноприводная колесная машина, содержащая раздаточную коробку с межмостовым дифференциалом, включает в себя привод одного из ведущих мостов с установленной в нем гидродинамической муфтой.
С целью повышения проходимости полноприводной колесной машины с шестеренчатым межмостовым дифференциалом, последний выполняется с установленными на нем механизмами полной блокировки дифференциала, выполненными, например, в виде механизмов свободного хода с роликовыми телами заклинивания в двух направлениях, содержащих объединяющий ролики сепаратор, соединенный упругой связью со звездочкой таким образом, что ролики через сепаратор с определенной силой удерживаются в среднем относительно мест заклинивания на звездочке положении.
Изобретение иллюстрируется чертежами, где в схемном изображении показано: на рис.1 - “Схема раздаточной коробки в сборе с механизмом блокировки дифференциала и гидродинамической муфтой”, на рис. 2 - “Схема механизма блокировки межмостового дифференциала” и на рис.3 - фрагмент роликового механизма блокировки дифференциала, выполненный с наружной звездочкой.
Корпус 1 межмостового дифференциала /Рис.1/, установленный в раздаточной коробке, через шестерни 2, 3, вал 4, коробку передач и сцепление, взаимодействует с валом двигателя. Расположенная между сателлитными шестернями 5 и 6 центральная шестерня 7 через вал 8 и карданную передачу соединена с входным валом среднего ведущего моста, а через шестерни 9, 10, вал 11 и карданную передачу - с входным валом заднего ведущего моста.
Корпус межмостового дифференциала жестко соединен с корпусом 12 механизма блокировки межмостового дифференциала. Вал шестерни 13, одновременно являющийся одним из выходных валов межмостового дифференциала, через гидромуфту 14 и карданную передачу соединен с валом привода переднего ведущего моста.
Механизм автоматической блокировки дифференциала /Рис.2/ включает в себя тела заклинивания, выполненные в виде роликов 15, объединенные сепаратором 16, упругую связь сепаратора 16 со звездочкой 17, выполненную, например, в виде пружины 18, и цилиндрическую обойму 19, жестко соединенную с корпусом 12 механизма блокировки.
С целью повышения компактности самоблокирующего механизма, его выполняют не с двумя, а с одним силовым блокирующим механизмом /Рис.2/. Для этого его снабжают управляющим конструктивно ему подобным механизмом, выполненным миниатюрным, сепаратор 20 которого с роликами 21 посредством упругой связи, выполненной, например, в виде пружины 22, соединяют с цилиндрической обоймой 19 силового блокирующего механизма, а звездочку 23 управляющего механизма соединяют с сепаратором 16. В этом случае, если ускорение от колеса, попавшего на скользкий участок, получает цилиндрическая обойма 19, сначала под действием сил инерции деформируется пружина 22, установленная между наружной обоймой управляющего механизма, соединенной с обоймой 19 и сепаратором 20. Ролики 21 заклиниваются и, будучи соединенной с сепаратором 20, звездочка 23 подводит силовые ролики 15 в положение заклинивания между обоймой 19 и звездочкой 17, и дифференциал блокируется.
Блокировка описанного дифференциала, выполненного по а.с. СССР №566045, автоматически прекращается, как только колеса, попавшие на скользкий участок, получат запас сцепления с опорной поверхностью, достаточный для обеспечения раздельного качения.
Сочетание простого шестеренчатого дифференциала с механизмами полной автоматической блокировки является особенно важным фактором для колесных машин, работающих в условиях большого сопротивления передвижению, так как при использовании самоблокирующихся дифференциалов с высоким внутренним трением, в этих условиях, большой крутящий момент, подведенный к ведущим мостам, создает большой блокирующий дифференциал момента внутреннего трения, при котором ведущий мост может длительно работать без раздельного качения колес, без всякой в этом необходимости, например в горной местности. Это увеличивает износ шин, ухудшает управляемость колесной машины и снижает безопасность движения.
Установка гидромуфты в приводе одного из ведущих мостов полноприводной колесной машины обеспечивает ряд преимуществ перед известными трансмиссиями колесных машин.
Такая колесная машина может быть заторможена до полной остановки без заглохания двигателя при включенной трансмиссии, например при кратковременной остановке машины перед светофором.
При прочих равных условиях у ней лучше динамика разгона, так как за счет проскальзывания в гидромуфте характеристика двигателя при трогании машины с места смещается в сторону большего момента.
При практически неизменном диапазоне силового регулирования, использование гидромуфты в трансмиссии колесной машины существенно увеличивает кинематический диапазон регулирования на каждой передаче, что уменьшает потребность в переключении передач, способствует снижению утомляемости водителя и повышению безопасности движения.
При движении колесной полноприводной машины в горных условиях, предложенная трансмиссия обеспечивает возможность использования установленной в ней гидромуфты в качестве тормоза-замедлителя. Для этого двигатель на крутом спуске останавливают. Корпус 1 межмостового дифференциала, соединенный через трансмиссию с валом двигателя, становится заторможенным.
Крутящий момент от задних мостов поступает на центральную шестерню 7 межмостового дифференциала. Пройдя через дифференциал, он поступает на центральную шестерню 13, получившую противоположнонаправленное вращение. Соединенное с центральной шестерней 13 лопастное колесо гидромуфты 14 получает противоположнонаправленное вращение по отношению к лопастному колесу, получающему вращение от переднего ведущего моста. В гидромуфте 14 возникает два встречных противодействующих потока, вызывающих взаимное замедление вращения лопастных колес гидромуфты 14, а вместе с ними и ведущих колес полноприводной машины. Это обеспечивает уменьшение износа тормозов колесной машины и повышает надежность и безопасность эксплуатации полноприводной колесной машины в горных условиях.
Предложенная трансмиссия позволяет существенно снизить динамические нагрузки и крутильные колебания в трансмиссии, что почти вдвое повышает долговечность двигателя и трансмиссии.