Спосіб блокування диференціалу транспортного засобу та механізм для його реалізації

1.Способ блокировки дифференциала транспортного средства, заключающийся о увеличении сопротивления относительному вращению элементов дифференциала при увеличении заданной разницы скоростей вращения ведущих колес транспортного средства посредством изменения характе ристики жидкостного наполнителя, о т л и чающийся тем, что указанное увеличение сопротивления осуществляют увеличением вязкости жидкостного наполнителя, являющегося ферромагнитной жидкостью, за счет увеличения напряженности магнитного поля. 2.Механизм блокировки дифференциала, содержащий дисковую муфту связи коробки дифференциала с шестерней полуоси с жидкостным наполнителем и систему изменения характеристики последнего, от л ич а ю щ и й с я тем, что жидкостной наполнитель представляет собой ферромагнитную жидкость, а система изменения вязкости последней снабжена расположенными во внутренней полости муфты с торцов дисков электромагнитами для создания равномерного по радиусу дисков магнитного поля. 3,Механизм по п.2, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что диски муфты выполнены из магнитного материала с минимальной коэрцитивной силой. 4.Механизм по п.2, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что диски муфты выполнены перфорированными. С > сл Os со Изобретение относится к области автомобилестроения, о частности к способу повышения технико-экономических характеристик автомобилей и других колесных машин путем применения электронных устройств. Известен блокируемый дифференциал [1], п который встроена гидроуправляемая муфта, заполненная вязким силиконовым маслом. Между дисками вставлены дистанционные кольца, которые определяют минимальное сближение дисков. Часть дисков связана с коробкой дифференциала, а часть - с шестерней полуоси. Указанная муфта через систему гидропривода с электронным управлением может заполняться силиконовым маслом в равной степени в зависимости от необходимой в данный момент системы блокировки дифференциала. Чем больше заполнение, тем больше коэффициент блокировки дифференциала. Электронная система управления имеет датчики оборотов ведущих колес, датчики скорости автомобиля, датчик положения вала рулево о 15637 гп механизма и микропроцессорный блок Недостаток данного способа и устройств заключается D ТОМ, ЧТО использование для блокирост достаточно ЕЗЯЭКОЙ СИЛИКОНОВОЙ жидкости D механизме, степень блокировки которой зависит от степени его зто^ненин, требует значительной мощности гидропривода так как в противном случае динамика блокировки дифференциала при постоянной вязкости рабочей жидкости будет ниже необходимой для обеспечения заданных эксплуатационных характеристик автомобиля. Кроме того, гидропривод увеличивается в габаритах и массе. Изоестпа конструкция [2], в которой валы дифференциала кинематически связаны с многодисковой муфтой, размещенной п замкнутой камере. Муфта содержит доа комплекта дисков, разделенных упорным кольцом. По одну сторону от кольца расположены диски с фрикционными накладками по другую - диски без накладок. Внутренний и наружный барабаны имеют относительное осепое перемещение. Камера заполнена жидкостью с заданным коэффициентом теплового расширения. С увеличением относительной скорости дисков жидкость нагребается и, расширяясь, раздвигает барабаны. При этом фрикционные диски сжимаются между торцом одного из барабанов и упорным кольцом. Дифференциал блокируется, и относительное перемещение дисков прекращается. Жидкость охлаждается, сжимаясь, допускает разблокировку. Недостаток известного способа заключается втом, что динамика переходных процейсов в дифференциале низка и зависит от внешних условий эксплуатации, особенно а климатических условиях с большими плюсовыми и минусовыми температурами. Кроме того, конструкция описанного дифференциала не позволяет изменить его характеристики по желанию водителя транспортного средства о соответствии с изменяющимися условиями движения, или для повышения устойчивости автомобиля на высоких скоростях. В основу изобретения поставлена задача создания способа блокировки дифференциала транспортного средства и механизма для его реализации, в котором в качестве жидкостного наполнителя применена ферромагнитная жидкость, что обеспечивает высокие динамические характеристики механизма блокировки дифференциала и за счет этою повысить проходимость автомобиля и устойчивость при движении с высокими скоростями. Поставленная задача решается тем, что в системе блокировки дифференциала транспортного средства заключающемся в увеличении сопротивления относительному 5 вращению элементов дифференциала при увеличении заданной разницы скоростей вращения ведущих колес транспортного средства посредством изменении характеристики жидкостного наполнителя, соглас10 но изобретению, указанное увеличение сопротивления осуществляют увеличением вязкости жидкостного наполнителя, являющегося ферромагнитной жидкостью, за счет увеличения напряженности магнитного по15 пя. Кроме того, поставленная задача решается тем, что механизм блокировки дифференциала, содержащий дисковую муфту связи коробки дифференциала с шестерней 20 полуоси с жидкостным наполнителем и систему изменения характеристики последнего, согласно изобретению жидкостный наполнитель, представляющий собой ферромагнитную жидкость, з система изменения 25 вязкости последней снабжена расположенными по внутренней полости муфты с торцов дискет электромагнитами для создания равномерного по радиусу дисков магнитного ПОЛЛ. 30 Механизм блокировки содержит диски, выполненные согласно изобретения, перфорированными и из магнитного материала с минимальной коэрцитивной силой. Применение ферромагнитных жидко35 стей, изменяющих свою вязкость под действием внешнего маї питного поля обусловило применение электромагнитов в устройстве механизма блокировки дифференциала. Это позволяет сделать вывод, что заявляе40 мые изобретения связаны между собой единым изобрстмельским замыслом. Применение ферромагнитной жидкости, постоянно заполняющем внутренний обьем дисковой муфты и изменяющей свои 45 физические характеристики (вязкость) о зависимости от регулируемого магнитного поля, создаваемого электромагнитами в объеме ферромагнитной жидкости, позволяет, согласно заявляемому способу, до50 стичь высокой динамики переходных процессов п механизме блокировки дифференциала автомобиля. На фиг. 1 изображены блок-схемы системы блокировки дифференциала с электрон55 пым управлением разных компэновочных схем автомобилей: фиг.1а - автомобиль классической компановки; фиг. 16 - переднеприводный автомобиль; 1в - полиоприводиый оаюмоОиль. На фиг. 1 приняты обозначения: 15637 Ді - датчик положения вала рулевого томобиля, измеряемой дат«иком Д/\ и выдауправления. ется управляющее воздействие с МП через Дг.Дз - датчик мгновенной скорости веБУВ на механизм блокировки. Управляюдущих колес передней оси. щее ооздейстпие корректируется в зависиД5,Дб - датчики мгновенной скорости 5 мости от угла поворота рулевого колеса, измеряемого датчиком Ді. В памяти МП заведущих колес задней оси. писан массив данных о величинах сигналов Д4 - датчик скорости автомобиля. с датчиков Ді...Дз, которые могут расцениМЕИ ~ механизм блокировки межколесваться как пробуксовка ведущих колес и п ного дифференциала передней оси. МБг - механизм блокировки межколес- 10 связи с этим вырабатывается соответствующее управляющее воздействие, которое ченого дифференциала задней оси, рез БУВ о определенной степени блокирует МБо - механизм блокировки межосевоколеса. При движении по криволинейным го дифференциала МП - блок микропроцессорного управ участкам дороги о зависимости от угла поволения. 15 роте управляющих колес и относительных скоростей ведущих колес определяется стеБУВ - блок управления возбуждением. На фиг.2 приведен пример конкретного пень блокировки. При движении на прямых выполнения устройства для реализации участках с большой скоростью по сигналу предлагаемого способа блокировки диффе датчика Д4 осуществляется незначительное ренциала. 20 блокирование ведущих колес независимо or Механизм блокировки дифференциала сигналов с датчиков Ді и Дз с целью пооы(фиг.2) представляет собой дисковую муфту, шения устойчивости автомобиля, особенно корпус 1 которой соединен с коробкой диф на мокрой и скользкой дороге. Аналогичным образом осуществляется ференциала 2, Полуось 3 одного из колес проходит СКРОЗЬ корпус дисковой муфты 1 и 25 блокировка осей полноприводного автомовходит шлицами в шестерню дифференциа биля. Механизм блокировки (фиг.2) рзботает ла А. На шлицевом конце полуоси 3, находя следующим образом. щемся внутри корпуса 1 дисковой муфты При прохождении управляющего имодеты диски 5 и дистанционные кольца 6 поочередно. Между дисками 5 находятся ди- 30 пульса от БУВ на обмотки электромагнитов ски 7, закрепленные через дистанционные 10 внутри корпуса 1 дисковой муфты возкольца 8 мл корпусе 1 муфты, причем диски никает магнитное поле, в котором резко 5 и 7 выполнены из стали с минимальной повышается вязкость ферромагнитной жидкоэрцитивной силой и имеют кз рабочих кости, что приводит к блокировке диффеповерхностях перфорацию. 35 ренциала т к. возрастает сопротивление На торцевых внутренних поверхностях относительному перемещению дисков 5 и 7. корпуса 1 расположены радиальной попарно При изменении условий движения, наприэлектромагниты, состоящие из сердечников 9 и мер, при вхождении в поворот, величина обмоток 10, силовые магнитные линии тока или длительность импульсов уменьшакоторых замыкаются через диски 5 и АО 7 и ется, что приводит к уменьшению попа и, ферромагнитную жидкость, заполняющую соответственно ферромагнитная жидкость зазоры между ними. Электропитание становится более жидкой за счет чего меняподводится к обмоткам 10 электромагнитов ется коэффициент блокировки дифференцичерез токосъемные кольца 11 и щетки 12. ала. Использование предлагаемого способа Создается во внутренней полости муфты 45 блокировки дифферэнциала обеспечивает максимально равномерное по радиусу дисков магнитное поле. Корпус муфты 1 имеет по сравнению с существующими способами уплотнение 13 и находится на опорных под- следующие преимущества: 1 .Высокие динамические характеристишипниках 14 в картере главной передачи 15. Главная передача и шестерни дифферента- 50 ки повышают технико-экономические характеристики автомобиля и безопасность ала смазываются трансмиссионным маслом. эксплуатации. При движении автомобиля происходит 2.Упрощение устройства механизма (фиг.1) непрерывное измерение скоростей ведущих колес посредством датчиков Дг и 55 блокировки за счет применения жидкости с изменяемыми физическими характеристиДз, сравнение их с реальной скоростью авками и снижение веса конструкции. 15637 *Р*а\ і б 15637 At V J Ї0Е1 ///7 75637 Упорядник Замовлення 4193 Техред М.Моргентал Коректор Л. Лукач Тираж Підписне Державне патентне відомство України, 254655, ГСП, Київ-53, Львівська пл.. 8 Відкрите акціонерне товариство "Патент", м. Ужгород, вул.Гагаріна, 101