Дифференциалы с блокировочными фрикционными дисками

Момент трения существенно увеличивается у самоблокирующихся шестеренных дифференциалов с блокировочными фрикционными дисками, а также кулачковых и червячных дифференциалов. Червячные дифференциалы однако не получили распространения на автомобилях из-за сложности их конструкций, низкой надежности и высоких требований к точности изготовления и стоимости.

Отличительной особенностью различных схем самоблокирующихся шестеренных дифференциалов является способ создания осевых сил,

сжимающих комплекты блокировочных фрикционных дисков.

Конструкции шестеренных дифференциалов с блокировочными фрикционными дисками представлены на рис. 6.16 – 6.18.

Рис. 6.16. Шестеренный дифференциал повышенного трения:

1 – комплект блокировочных фрикционных дисков; 2 – полуосевая шестерня; 3 – саттелит;

4 – крестовина дифференциала; 5 – опорная шайба сателлита; 6 – втулка саттелита

На рис. 6.16представлен дифференциал, в котором сжатие комплектов блокировочных фрикционных дисков 1 осуществляется только за счет осевых сил Fx2 , действующих на полуосевые шестерни 2, которые, перемещаясь, сжимают комплекты блокировочных фрикционных дисков. При этом сила сжатия дисков пропорциональна моменту, подводимому к корпусу дифференциала.

Момент трения в таком дифференциале

Мтр = Fx2 ƒ Rс i ,

где ƒ = 0,08...0,10 – коэффициент трения скольжения; Rс – средний радиус фрикционных дисков; i – общее число пар поверхностей трения блокировочных фрикционных дисков в дифференциале

На рис. 6.17сжатие комплектов фрикционных блокировочных дисков 1 осуществляется кулачковым нажимным устройством. Для этого на торцовых поверхностях полуосевых шестерен 3 и нажимных дисков 4 выполнены трапецеидальные кулачки. Нажимные диски 4 с помощью шлицев связаны с полуосями.

б)

Рис. 6.17. Шестеренный дифференциал повышенного трения

с кулачковым нажимным устройством:

а – конструкция; б – схема сил, действующих в зацеплении трапецеидальных кулачков

При передаче крутящего момента через сателлиты 2 на полуосевые шестерни 3 и далее на нажимные диски 4 в контакте кулачков действует нормальная сила Fn, которая раскладывается на окружную Ftк и осевую Fxк cилы. Осевая сила, сжимая комплекты блокировочных фрикционных дисков, создает момент трения Мтр в дифференциале, который пропорционален моменту, подводимому к его корпусу.

Момент трения в дифференциале и осевая сила сжатия его фрикционных дисков определяются из выражений:

Мтр = Fxк ƒ Rс i ; Fxк = Ftк ∙tg β = МВ tg β / 2 Rк ,

где Rк – средний радиус расположения трапецеидальных кулачков.

Недостатком данной схемы является то, что осевая сила Fxк прижимает полуосевые шестерни к сателлитам, уменьшая зазор в зацеплении зубьев и ухудшая тем самым работоспособность зубчатых пар дифференциала.

Муфты свободного хода (обгонные)позволяют левой и правой полуосям вращаться вместе с одинаковой угловой скоростью и отключать одну полуось, передавая весь крутящий момент от корпуса на другую.

Конструкции этих устройств могут быть выполнены с кулачковыми или обгонными муфтами. Кулачковые муфты рассчитывают на смятие рабочих поверхностей кулачков, а обгонные – на контактные напряжения при условии, что крутящий момент от двигателя подводится к одной полуоси устройства и ограничивается сцеплением ведущих колес с опорной поверхностью.