Самоблокирующийся дифференциал мобильной машины Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

вы машинами с активным приводом рабочих органов можно сделать следующие выводы:

• наиболее перспективным для основной обработки почвы является копатель как по энергетическим, так и по агротехническим показателям;

• копатели с активным приводом имеют три схемы компоновки (с рабочими органами, оборачивающими пласт; с рабочими органами, обрабатывающими почву без оборота пласта, но расположенными на одном коленчатом валу; с рабочими органами без оборота пласта с расположением рабочих органов попарно);

• ротационные копатели с вращательным движением рабочих органов наиболее эффективны по сравнению с копателями, имеющими колебательное движение рабочих органов.

Список литературы

1. Кленин, Н.И. Сельскохозяйственные и мелиоративные машины / Н.И. Кленин, В.А. Сакун. — М.: Колос,

1994. — 751 с.

2. Киселев, С.Н. Обоснование параметров копателя для основной обработки почвы в теплицах: диссертация. —

1995. — 167 с.

3. Панов, А.И. Техника для обработки почвы в теплицах / А.И. Панов, В.Г. Селиванов // Тракторы и сельскохозяйственные машины. — 1997. — № 3. — С. 9-14.

4. http://www.falc.eu/en/prodotti/vangatrici.html

5. http://www.imants.nl/pages/product.php?dg=agrarisch &groepID=22&rID=258&cID=258&taalCode=UK

6. Носков, Г.С. Теоретическое исследование копающего рабочего органа для обработки почвы [в защищенном грунте] / Г.С. Носков, Ф.М. Канарев // Труды Кубан. гос. аг-рар. ун-та, 2000. — Вып. 382. — С. 119-123.

7. Кириенков, Н.И. Патент на самоходный пахотный копатель. — 2006. — 6 с.

УДК 631.3:62-587 А.А. Шамин, аспирант

Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Московский государственный агроинженерный университет имени В.П. Горячкина»

САМОБЛОКИРУЮЩИЙСЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛ МОБИЛЬНОЙ МАШИНЫ

Известен дифференциал транспортного средства, содержащий дифференциальную передачу от двигателя к полуосям ведущих колес, в которой частичная блокировка дифференциала осуществляется моментом сил трения, возникающим между колесами дифференциала и водилом [1]. Недостаток известного устройства—неполная блокировка и снижение кпд трансмиссии из-за наличия трения.

С целью повышения эксплуатационных характеристик автомобиля или колесного трактора предложен оригинальный самобло-кирующийся дифференциал [2], схематично показанный на рисунке.

Конструкция содержит две полуоси 1, связанные с ведущими колесами автомобиля, и дифференциальную передачу, включающую в себя кинематически связанное с двигателем (не показан) водило 2 главной передачи, сателлиты 3, закрепленные на полуосях, пару центральных колес 4 и две обгонные муфты двустороннего действия. Каждая муфта со-

стоит из ведомой полумуфты с жестко смонтированным на водиле стаканом 5 с эксцентричной полуоси

3 2 4

8б б 8а в

Схема самоблокирующегося дифференциала

8б

цилиндрической поверхностью 6 (е — эксцентриситет). На полуось посажен с возможностью вращения инерционный диск 7, подпружиненный в тангенциальном направлении двумя пружинами 8, регулируемыми винтом 10. На инерционном диске жестко закреплены контактирующие с внутренней цилиндрической поверхностью стакана заклинивающиеся тела 9 (а — угол заклинивания).

Дифференциал работает следующим образом. При неподвижной полуоси 1 или при равномерном ее вращении инерционный диск 7 занимает среднее положение под действием пружин 8 (рис. б). При этом между заклинивающимися телами 9 и цилиндрической поверхностью стакана имеются зазоры 51 и 52. При возникновении углового ускорения £ ведущего колеса, посаженного на полуось 1, инерционный диск 7, преодолевая усилия пружин 8, поворачивается относительно полуоси под действием момента сил инерции Мин. При этом зазор 51 или 52 (в зависимости от направления ускорения) выбирается и заклинивающиеся тело 9а контактирует с поверхностью 6 цилиндрического стакана 5 в точке К (рис. в). При этом возможны два варианта:

1) полуось опережает водило, происходит сцепление полумуфт заклинивающимся телом и дифференциал блокируется;

2) полуось отстает от водила, блокирование дифференциала не происходит.

Параметры дизельного двигателя:

юн — номинальная частота вращения коленчатого вала двигателя;

5о — степень неравномерности регулятора : 5р ~ 0,03...0,07;

£ — коэффициент загрузки двигателя по моменту: £ ~ 0,8;

Мн — момент на валу двигателя при номинальной частоте вращения;

I — приведенный к коленчатому валу двигателя момент инерции системы: двигатель — трансмиссия — колесо:

I + 1к

I = т +-тр к

тнвД

•2 -2 1 гд л

где 1д — момент инерции двигателя; 1тр — приведенный к валу двигателя момент инерции трансмиссии; 1к — момент инерции колеса относительно его оси.

Параметры самоблокирующегося дифференциала:

/ — коэффициент трения скольжения;

П — суммарная тангенциальная сила, действующая на инерционный диск от пружин;

¥ — угол поворота диска, при котором дифференциал блокируется;

1о — момент инерции диска относительно его оси вращения;

Я — внутренний радиус инерционного диска;

— радиус приложения усилия пружины. Эксплуатационные параметры:

р — коэффициент, характеризующий сцепные свойства почвы: р ~ 2,74;

усц — коэффициент относительного снижения сцепления:

у = 1

т'“ ф* •

где фп, фх — коэффициенты сцепления колес соответственно в плохих и хороших дорожных условиях: у ^ 0,2...0,5;

>сц ’ ’ ’

X — коэффициент распределения веса автомобиля на ведущую ось;

0 — вес автомобиля;

— радиус качения ведущих колес;

/д — передаточное отношение дифференциала. При проскальзывании одного из колес /д = 0,5;

1 — передаточное отношение трансмиссии автомобиля;

П — кпд трансмиссии.

Для выбора коэффициента жесткости пружины gп необходимо определить частоту собственных колебаний р инерционного диска. Выше перечисленные параметры связаны с параметром р следующими соотношениями:

р = и + V,

где

и = </-

-д + у[~5, V = 3-д -4Б,

Б = д + ц3 > 0

ту с

3¥н.

д

д = ■

т сц (р-г)

2¥нд 1п

V

21 Аюн’ т “ 21

Дю„ = Ю ------2—

Н Н

(2-8р У

Коэффициент жесткости пружины

р210

2Ял2

2

Разблокирование дифференциала происходит автоматически при заданной разности моментов сцепления ведущих колес с дорогой, при этом усилие от пружин преодолевает касательные силы трения на поверхностях заклинивающих тел. Для обес-

г

печения самовыключения блокировки дифференциала при заданной разности моментов сцепления ведущих колес, зависящей от усц, угол заклинивания муфты

а = 2arccos

2 N (/2 +1)

< 2 arctg /,

где N =

7 СЦ Фх 2/К

В процессе движения автомобиля ускорение полуосей возникает при трогании-разгоне, проскальзывании ведущих колес, маневрировании и торможении. Параметры самоблокирующегося дифференциала следует выбирать из условия его блокировки

при проскальзовании ведущих колес. Это достигается подбором пружин при заданном значении момента инерции 1о инерционного диска. Регулировочный винт 10 используют для установки оптимального соотношения зазоров 51 и 52.

Данный дифференциал можно использовать в различных устройствах и как автоматическую муфту для сцепления или разъединения двух валов при предельных угловых ускорениях.

Список литературы

1. Крайнев, А.Ф. Механика машина. Фундаментальный справочник / А.Ф. Крайнев. — 2-е изд. — М.: Машиностроение, 2001.

2. Пат. 2331003 РФ, МКИ F 16 Н 48/22. Самоблоки-рующийся дифференциал автомобиля /А.А. Шамин. — За-явл. 25.12.06.