Механизм блокировки дифференциала транспортного средства (варианты)
VEHICLE DIFFERENTIAL LOCKING MECHANISM (VERSIONS)

Изобретение относится к области транспортного машиностроения, а именно к межколесным дифференциалам ведущих мостов транспортных средств.
Известен механизм блокировки дифференциала, содержащий шток, выполненный в виде стержня, один из концов которого имеет вид поршня, взаимодействующего с диафрагмой. Диафрагма имеет возможность осевого перемещения свободной части при подаче сжатого воздуха под крышку механизма блокировки. На штоке при помощи специального болта зафиксирована вилка блокировки, взаимодействующая с полумуфтой, которая имеет возможность перемещаться по шлицам вала. Возврат в исходное положение производится при помощи возвратной пружины («Агрегаты трансмиссии автомобилей КАМАЗ». Устройство, эксплуатация, техническое обслуживание и ремонт. Второе издание. Дополненное и исправленное. ОАО КАМАЗ, Набережные Челны, 2008 г., стр. 727, рис. 451).
Недостатком является то, что при применении такой конструкции механизма блокировки не обеспечивается точное перемещение полумуфты из-за того, что диафрагма не имеет точного значения деформации под давлением сжатого воздуха ввиду того, что она выполнена из податливого легко деформируемого материала (резины). Это приводит к возможности заклинивания или не включения блокировки дифференциала.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению по совокупности существенных признаков и достигаемому техническому результату является механизм блокировки дифференциала, содержащий шток, установленный в отверстии корпуса механизма блокировки и выполненный в виде стержня, один из концов которого имеет вид поршня, в проточку, которого установлена манжета, а в торцевой поверхности выполнены глухие отверстия, и имеющий между обоими концами стержня резьбу, на которую навернута вилка блокировки, соединенная с муфтой блокировки, установленной на шлицах вала с возможностью перемещения вдоль его оси, пружину, расположенную вдоль оси штока и упирающуюся одним концом в торцевую поверхность отверстия, выполненного в корпусе механизма блокировки, а другим - в торцевую поверхность вилки блокировки, крышку, имеющую входное отверстие для подвода сжатого воздуха и прикрепленную к картеру главной передачи болтами, рядом с которыми установлен на резьбе фиксирующий элемент, который выполнен в виде болта, свободный конец которого через сквозное отверстие в крышке входит в одно из отверстий штока (DE 102017009533 А8, МПК F16H 48/30 (2012.01), опубл. 19.06.2019).
Недостатком данной конструкции является возможность выключения блокировки из-за потери давления между поршнем и крышкой, которое возникает ввиду утечки сжатого воздуха через сквозное резьбовое соединение фиксирующего элемента. При утечке, т.е. при снижении давления между поршнем и крышкой, усилие, толкающее поршень, становиться меньше, чем усилие от возвратной пружины. Это приводит к возврату вилки блокировки вместе с полумуфтой в исходное положение, тем самым выключая блокировку дифференциала.
Была поставлена задача, за счет исключения потери давления между поршнем и крышкой обеспечить безотказность срабатывания механизма блокировки, повысив тем самым надежность привода включения блокировки.
В ходе решения задачи прорабатывались следующие варианты:
1) Для гарантированного исключения возможности выключения блокировки, можно в резьбовое соединение фиксирующего элемента ввести пасту/герметик, что исключит возможность утечки сжатого воздуха через резьбу сквозного отверстия.
Но такой способ не гарантирует герметичность на протяжении всей эксплуатации, т.к. при работе транспортных средств имеются факторы, способствующие отвинчиванию фиксирующего элемента и его разгерметизации: это высокая разница температур, сильная вибрация при движении, различная загрязненность.
2) Для гарантированного исключения возможности выключения блокировки можно также просто убрать фиксирующий элемент и исключить в крышке это сквозное отверстие.
Но при этом появляется вероятность неправильного включения блокировки, т.к. при осевом перемещении поршень, а значит и весь стержень, начинает проворачиваться вокруг своей оси из-за неравномерного прижатия манжеты к стенкам корпуса. А ввиду того, что вилка соединена со штоком резьбой, то при повороте стержня происходит вкручивание или выкручивание вилки, тем самым, смещение ее, а значит и полумуфты, от правильного первоначального отрегулированного положения. Это приводит к неправильному зацеплению полумуфт блокировки и возможности выключения или не включения блокировки, а также к поломке деталей механизма блокировки.
В результате было найдены решения поставленной задачи таким образом, что фиксирующий элемент выполнен в виде штифта и одним концом запрессован в отверстие крышки, которое выполнено глухим, а по второму варианту, кроме того, пружина, расположенная вдоль оси штока и упирающаяся одним концом в торцевую поверхность отверстия, выполненного в корпусе механизма блокировки, другим концом упирается в поршень.
Таким образом, сущность заявленного изобретения заключается в следующем.
В механизме блокировки дифференциала транспортного средства по первому варианту исполнения, содержащем шток, установленный в отверстии корпуса механизма блокировки и выполненный в виде стержня, один из концов которого имеет вид поршня, в проточку которого установлена манжета, а в торцевой поверхности выполнены глухие отверстия, имеющий между обоими концами стержня резьбу, на которую навернута вилка блокировки, взаимодействующая с полумуфтой блокировки, установленной на шлицах вала с возможностью перемещения вдоль его оси, пружину, расположенную вдоль оси штока и упирающуюся одним концом в торцевую поверхность отверстия, выполненного в корпусе механизма блокировки, а другим - в торцевую поверхность вилки блокировки, крышку, имеющую входное отверстие для подвода сжатого воздуха и прикрепленную к картеру главной передачи болтами, вставленный в одно из торцевых отверстий штока фиксирующий элемент выполнен в виде штифта, который запрессован в отверстие крышки, выполненное глухим.
По второму варианту исполнения в механизме блокировки дифференциала транспортного средства, содержащем шток, установленный в отверстии корпуса механизма блокировки и выполненный в виде стержня, один из концов которого имеет вид поршня, в проточку которого установлена манжета, а в торцевой поверхности выполнены глухие отверстия, имеющий между обоими концами стержня резьбу, на которую навернута вилка блокировки, взаимодействующая с полумуфтой блокировки, установленной на шлицах вала с возможностью перемещения вдоль его оси, пружину, расположенную вдоль оси штока и упирающуюся одним концом в торцевую поверхность отверстия, выполненного в корпусе механизма блокировки, крышку, имеющую входное отверстие для подвода сжатого воздуха и прикрепленную к картеру главной передачи болтами, фиксирующий элемент, размещенный в отверстии крышки и в одном из торцевых отверстий штока, выполнен в виде штифта, который запрессован в отверстие крышки, выполненное глухим, при этом пружина опирается другим концом в поршень.
Совокупность отличительных признаков по первому и второму варианту исполнения позволяет получить заявленный технический результат во всех случаях, на которые распространяется испрашиваемый объем правовой охраны данного изобретения.
Анализ известных технических решений, проведенный по научно-технической и патентной документации, показал, что совокупность существенных признаков заявляемого технического решения не известна из уровня техники и не является очевидной.
Заявляемое техническое решение поясняется чертежами:
Фиг. 1 - Механизм блокировки дифференциала транспортного средства, общий вид в разрезе, вариант 1;
Фиг. 2 - то же, вариант 2.
Механизм блокировки дифференциала транспортного средства по первому и второму варианту исполнения содержит шток 1, установленный в отверстии корпуса 2 механизма блокировки и выполненный в виде стержня 3. Один из концов стержня 3 имеет вид поршня 4. В проточку 5 поршня 4 установлена манжета 6, а в его торцевой поверхности выполнены глухие отверстия 7.
На штоке 1 стержня 3 имеется резьба, на которую навернута вилка 8 блокировки. Вилка 8 блокировки соединена с полумуфтой 9 блокировки, установленной на шлицах 10 вала 11 с возможностью перемещения вдоль его оси. Вдоль оси штока 1 установлена пружина 12, которая в случае исполнения по варианту 1 упирается одним концом в торцевую поверхность 13 отверстия, выполненного в корпусе 2 механизма блокировки, а другим - в торцевую поверхность 14 вилки 8 блокировки.
По второму варианту исполнения пружина 12 упирается одним концом в торцевую поверхность 13 отверстия, выполненного в корпусе 2 механизма блокировки, а другим концом в поршень 4.
К корпусу 2 механизма блокировки при помощи болтов 15 закреплена крышка 16, имеющая сквозное входное отверстие 17 для подвода сжатого воздуха. Крышка 16 имеет также глухое отверстие 18, в которое запрессован фиксирующий элемент 19, выполненный в виде штифта, и входящий свободным концом в одно из глухих торцевых отверстий 7 поршня 4.
Работа механизма блокировки дифференциала происходит следующим образом.
Перед началом эксплуатации механизма блокировки регулируют расстояние А между торцом 20 поршня 4 и торцом 14 вилки 8 закручиванием или выкручиванием стержня 1. Тем самым обеспечивают необходимое осевое расположение вилки 8 и соответственно полумуфты 9 блокировки. После этого устанавливают крышку 16, так, чтобы предварительно запрессованный в нее фиксирующий элемент 19 входил другим концом в глухое торцевое отверстие 7 поршня 4.
При подаче сжатого воздуха в крышку 16 через отверстие 17 шток 1 перемещается до соприкосновения торца 20 поршня 4 с торцом 21 корпуса 2 механизма блокировки, перемещая тем самым вилку блокировки 8, которая в свою очередь перемещает полумуфту 9 по шлицам 10 вала 11. При перемещении вилки фиксирующий элемент/штифт 19 не позволяет вращаться вокруг своей оси стержню 3, тем самым сохраняя отрегулированный размер А. Т.к. выполненное в крышке 16 отверстие 18 глухое, то сжатый воздух не имеет возможности выхода из пространства между поршнем 4 и крышкой 16, тем самым, не позволяя возвратной пружине 12 вернуть стержень 3 в исходное положение, что исключает возможность самовыключения муфты 9 механизма блокировки.
Заявленный механизм блокировки дифференциала имеет высокую надежность срабатывания.
Техническое решение возможно для реализации на стандартном технологическом оборудовании с использованием современных технологий и материалов.