ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения конструкторской разработки.

Схематично конструкция самоблокирующегося дифференциала представлена на рис. 1.

Рис. 1

Дифференциал содержит главную 1,2 и дифференциальную 3, 4 передачи и блокирующее устройство, выполненное в виде сцепной муфты, ведущая полумуфта 5 которой жестко связана с водилом 6, а ведомая полумуфта 7 с помощью подвижного шлицевого соединения 8 - с полуосью 9 или 10 (по выбору)

Управляющий орган содержит датчики угловой скорости колес в виде тахометров 11 и 12, кинематически связанных с полуосями 9 и 10, схему измерения частного от деления угловых скоростей колес и сравнения его с заданным критическим значением, включающую звено деления 13, и сумматор 14, выпрямитель (диод) 15, усилитель 16 и реле времени 17, а также сервопривод 18. Последний при помощи вилки 19 кинематически связан с ведомой полумуфтой 7. Вилка 19 снабжена пружиной 20, обеспечивающей нормально разомкнутое состояние муфты 5, 7 при отсутствии управляющего сигнала на сервоприводе 18.

Самоблокирующийся дифференциал работает следующим образом.

1. Маневрирование без буксования.

Кинематические и геометрические свойства машины таковы, что

При всех видах движения без буксования значения угловых скоростей w ₁ .w ₂ таковы, что .

Следовательно, сигнал рассогласования а = а _крит < 0,="" и,="" благодаря="" наличию="" диода="" 15,="" на="" сервопривод="" 18="" не="" поступает="">

Благодаря действию пружины 20 полумуфты 5, 7 разомкнуты и дифференциал разблокирован. Привод работает в дифференциальном режиме.

2. Сложные дорожные условия движения.

Буксование, например, привода колеса. Допустим, что фактически сложившаяся скорость водила (чашки дифференциала) w = 20 с ^-1, угловая скорость буксующего колеса и соответствующего центрального колеса увеличилась на 20% и стала равной w ₁ = w _max= wЧ1,2 =20Ч1,2 = 24 с ^-1 Благодаря дифференциальным свойствам привода скорость небуксующего колеса при этом снижается на 20% до величины

w ₂ = w _min = 20-0,2Ч20 = 16 c ^-1

Частное

Положительный сигнал рассогласования а = а - а _кр = 1,5 - 1,4 > 0 пройдет через диод 15 на усилитель 16, а затем через реле времени 17 на сервопривод 18. Последний, преодолевая сопротивление пружины 20, перемещает полумуфту 7 по шлицам 8 и полумуфты 5, 7, сцепляясь, блокируют водило 6 с центральным колесом 4, т.е. блокируют дифференциал. При этом сигнал рассогласования «а» становится равным нулю. Во избежание "звонкового" эффекта работы блокирующего устройства реле времени "запоминает" на некоторое (заданное) время управляющий сигнал "u". По истечении заданного времени управляющий сигнал становится равным нулю (u=0). Сервопривод 18 обесточивается, под действием пружины 20 полумуфты 5, 7 расцепляются, дифференциал разблокируется. Он заблокируется вновь, если произойдет пробуксовка любого из ведущих колес.

3. Задний ход.

При движении задним ходом работа блокирующего устройства ничем не отличается от работы при движении "вперед", поскольку датчики 11, 12 не реагируют на реверс, а реагируют лишь на частоту импульсов.

Достаточно значительное различие скоростей при движении без буксования и при буксовании объясняется тем, что в дифференциальном приводе при буксовании скорость небуксующего колеса снижается по сравнению со скоростью водила настолько, насколько повышается скорость буксирующего колеса. При остановившемся небуксующем колесе скорость буксующего выше скорости водила в два раза, а частное от деления .

Поэтому всегда можно получить требуемое вышеупомянутое критическое значение частного и сформировать управляющий сигнал для включения сервопривода сцепной муфты при буксовании колеса.

При сцеплении полумуфт прекращается вращение центрального колеса относительно водила и прекращается относительное вращение ведущих колес, т.е. дифференциал блокируется.

Реле времени "запоминает" управляющий сигнал на заданное время, по истечении которого управляющий сигнал становится равным нулю, и вновь воспроизводится лишь при буксовании любого ведущего колеса (борта).

Действительно, заявляемый дифференциал по сравнению с прототипом конструктивно проще, поскольку не содержит подпружиненные тела качения и фрикционные элементы, а обычная сцепная муфта, например, зубчатая или фрикционная многодисковая, проще обгонной в изготовлении, допускает большие угловые скорости и имеет сравнительно малые радиальные размеры. Максимальный нормализованный типоразмер обгонной муфты d=200 мм допускает максимальную частоту вращенияn= 500 об/мин и передает сравнительно малый крутящий момент Т = 770 Нм. Для реализации самоблокирующегося дифференциала ведущего моста автомобиля ЗИЛ-130 необходимо лишь спроектировать обгонную муфту большего типоразмера, передающую крутящий момент Т = 1500 Нм. Такая муфта допускает еще более низкую частоту вращения , чем нормализованная d = 200 мм/л /n< 500="">