Аннотация: Описаны конструкция и принцип действия блокирующегося дифференциала.
Блокирующийся дифференциал-1
Конструкция дифференциала повторяет зубчатую передачу, с той лишь разницей, что одно колесо кроме вращения вокруг собственной оси, может совершать вращение вокруг другого колеса.
Колесо 1 подпружинено вдоль оси, со стороны большего основания собственного конуса. Выходным является вал рамки.
При малой нагрузке на выходном валу 4, в точке сопряжения на зубья колес действуют не значительные расклинивающие силы. Пружина (не показана) разжата и удерживает колесо 1 на валу 3, в верхнем положении. В точке зацепления, большому диаметру колеса 1 соответствует малый диаметр колеса 2. Вращение рамки 5 отсутствует.
При увеличении нагрузки на выходном валу рамки, результирующая сил расклинивающих колеса, увеличивается и стремится раздвинуть колеса вдоль валов. Перемещениям колес противодействует пружина, так что после некоторого смещения, колеса занимают новые положения на валах, при которых результирующая сил раздвигающих колеса и усилие отжатия пружины, уравновешиваются. Перемещение колес по валам прекращается. Одновременно с этим, по причине изменения углов подъема зубьев колес 1, 2, в зацеплении увеличивается величина потерь на трение. Рамка 5 приходит во вращение.
Данный механизм может быть использован в качестве блокирующегося дифференциала с диапазоном блокировки от 0 до 100%.
Блокирующийся дифференциал-2
На рисунке показана конструкция зубчатого дифференциала в котором скорость вращения и крутящий момент входного вала, передается и перераспределяется между двумя выходными валами.
Конструктивно механизм повторяет вариатор, с той разницей, что вращение передается от ступицы рамки 5, а выходными являются верхний и нижний валы.
Для наглядности работы механизма, в конструкцию добавлены зубчатые колеса 12 и 13, посредством которых вращается рамка 5.
От рамки 5, момент через вал 4, колеса 2, 6, 7 и 1, передается на верхний и нижний выходные валы.
При увеличении нагрузки на одном из выходных валов, например на валу 3, осевые силы в зубчатом зацеплении колес 1 и 2, раздвигают колеса вдоль их геометрических осей, в сторону меньшего и большего оснований, соответственно.
Этим перемещениям противодействует пружина, так что после некоторого перемещения колес по собственным валам, устанавливается новое положение, при котором колесу 2 и валу 4 становится сложно вращаться вокруг собственной геометрической оси.
Рамка 5 приходит во вращение. Результирующая двухосевого вращения колеса 2, посредством колеса 6, обкатывающего колесо 7, и колеса 1, передается на выходные валы.
Передаваемый на выходные валы момент, в зависимости от нагрузки на каждом из валов, может быть разным или одинаковым.
Дифференциал-2 и дифференциал-1, могут эффективно заменять дифференциалы повышенного трения типа "torsen" и "kwife", поскольку имеют возможность полной блокировки.
Например, установка дифференциала-2 на переднюю и заднюю оси полноприводного автомобиля, позволит перераспределять до 100% момента передаваемого от двигателя на любое из колес.
