Если между дисками есть зазор, то крутящий момент на вал коробки передач не передается. При прижатии фрикционных накладок друг к другу усилие от ведущего диска к ведомому будет заставлять вращаться вал КПП. Проблема плавного соединения валов и решается работой сцепления трактора.

Устройство и принцип работы сцепления трактора

Специальная техника разрабатывается для эксплуатации в различных условиях и для решения множества задач. Поэтому их мощность варьируется в широком диапазоне. Это обстоятельство обуславливает конструкцию фрикционного сцепления, применяемого на тракторах. Одно-, двух- и многодисковые исполнения этого механизма включают в себя разное число трущихся элементов.

.
Рассмотрим принцип работы механизма. Фрикционные диски плотно прижаты друг к другу или к маховику специальными пружинами. Плавность включения передачи осуществляется проскальзыванием ведущего диска, который прикреплен к коленчатому валу ДВС, синхронно вращающемуся вместе с ним, относительно ведомого диска, который через шлицевое соединение сообщается с коробкой передач. Для выключения сцепления нажимается педаль, которая через систему рычагов производит высвобождение ведомого диска, по обеим поверхностям которого образуются зазоры. За счет этого передача крутящего момента от двигателя прерывается.

Устройство

Корзина сцепления трактора состоит из ведущего диска, диафрагменной пружины и кожуха, который фиксируется болтами на маховике мотора. Ведомый диск, расположенный между ведущим диском и маховиком, снабжен фрикционными накладками из специальных материалов, чей коэффициент трения достигает высоких значений. Кроме того, они обеспечивают работу при повышенных температурах, которые возникают при неплотном сжатии механизма сцепления во время переключения передач.

Ступица ведомого диска соединена со шлицами вала. Посредством пружин, расположенных в стаканах и упирающихся в кожух и ведущий диск, происходит его прижимание к поверхности маховика. Из-за этого происходит плотный контакт ведомого диска с этими элементами. За счет возникающих сил трения усилие от двигателя полностью передается на вал КПП. Подобное сцепление, применяемое в конструкции тракторов, именуется фрикционным сухим однодисковым.

Если же мощность транспортного средства достигает значительных величин, то используются сцепления, имеющие в своей конструкции два ведомых диска. За счет этого снимается излишнее напряжение на детали агрегата.

Чтобы можно было включать/выключать сцепление, устройство оборудовано механизмом управления, включающим в себя педаль, соединенную системой тяг и рычагов с подшипником, воздействующим на выжимные пружины корзины.

Для перевода мотора в холостой режим, нужно нажатием педали задействовать подвижную муфту, которая при перемещении осуществит воздействие на рычаги, используя при этом выжимной подшипник. Провернувшиеся вокруг своей оси рычаги обеспечат зазор между дисками – передача крутящего момента прекратится. При постепенном отпускании выжатой педали сцепления пружины обеспечат прижатие ведущего диска к маховику дизельного двигателя, возобновляя таким образом отбор крутящего момента от мотора к трансмиссии.

При недостаточном прижатии фрикционных накладок происходит проскальзывание дисков относительно друг друга. Это приводит к их нагреванию и выделению тепла. При длительной пробуксовке может произойти отказ деталей муфты сцепления трактора. Поэтому не рекомендуют очень медленно отпускать педаль. Быстрое включение тоже вредно, так как мотор может заглохнуть. Оптимальный временной промежуток лежит в пределах от 1, 5 до 3 секунд.

Вспомогательные устройства в сцеплениях тракторов

Для повышения эффективности и обеспечения длительного ресурса агрегата инженеры-проектировщики вводят в конструкцию сцеплений различные дополнительные детали и механизмы. Они решают самые разные задачи: повышение плавности включения/выключения, защита от износа вала коробки передач, обеспечение демпфирующих свойств, снижение инерции при остановке ведомого диска и т. д.

Приспособления, снижающие силу нажатия на педаль при выключении сцепления. В современных моделях пружины с большой упругостью. Поэтому на их сжимание требуется значительное усилие. По нормативам по регламенту допустимое значение силы нажатия на педаль – менее 12 кН, а если сцепление с ручным управлением, то пороговое значение этой величины – 6 кН. Чтобы выполнить это условие применяют усилители с разным типом привода:

- Механический. В момент, когда сцепление выключено, удерживание педали обеспечено пружиной, вектор силы которой направлен в сторону вращения часовой стрелки по отношению к оси педали. Когда идет дальнейшее нажатие педали, происходит поворот этой пружины относительно закрепленного упора и ее постепенное сжатие до нужного момента. Как только ось пружины займет положение ниже оси педали, она начнет разворачиваться (разжиматься), компенсируя усилие на выключение сцепления.

- Гидравлический. Усилитель этой конструкции заменяет собой механическую тягу. Выключение сцепления осуществляется силой давления рабочей жидкости.

- Пневматический. Механизм является аналогом воздушной тормозной системы.

Как только педаль начинает выжиматься, следящий механизм пневматического усилителя сцепления трактора обеспечивает подачу сжатого газа в рабочую камеру. Приводится в действие подвижная муфта и выжимной подшипник, обеспечивающие плавное выключение сцепления.

- Демпфер

Предназначен для подавления крутильных колебаний и отбора энергии, которая привносится в систему при возникновении резонанса, то есть совпадения частот вращения деталей трансмиссии и коленчатого вала. В качестве гасителя используются упругие резиновые пальцы или пружины. За счет этого элемента продлевается ресурс деталей сцепления.

Эти гасящие колебания элементы препятствуют их передаче на вал КПП. Другой важной функцией устройства является обеспечение плавности при быстром включении сцепления.

- Тормозок

Когда произошло выключение сцепления трактора из-за инерции не происходит мгновенной остановки ведомой части и вала коробки передач. Они продолжают затухающее вращение. Поэтому при включении передачи возникают определенные проблемы, приводящие к возникновению износа зубчатых колес КПП. Для решения задачи сконструирован специальный механизм, значимо сокращающий время свободного вращения отключенных ведомых элементов.

Современные технологии в сцеплении трактора

Сцепление – это очень ответственный агрегат, предназначение которого заключается в обеспечении передачи крутящего момента вала двигателя на шасси и кратковременного разъединения для выбора той или иной ступени КПП. Постоянно усложняющиеся условия эксплуатации и повышение требований эргономичности требуют от разработчиков усовершенствовать механизм, применяя различные технологии, улучшающие многие характеристики. Например, надежность, ремонтопригодность, увеличенный моторесурс и пр.

Электронное управление механизмом сцепления трактора

На современных моделях все активнее применяются электронные системы управления. За счет автоматизации достигается меньший износ деталей и обеспечивается удобство эксплуатации даже в самых экстремальных условиях. Кроме того, значительно снижается расход топлива.

Гидравлическое сцепление

Гидравлический привод сцепления трактора нашел широкое применение при выпуске машин различного класса. Передача крутящего момента от двигателя в таких агрегатах происходит посредством жидкости, которая имеет свойство малой сжимаемости. Гидравлическое сцепление способствует плавному переключению передач и снижает вероятность преждевременного отказа деталей. К тому же, значительно повышается комфорт водителя.

Автоматическое сцепление

В последнее время все большую популярность оно завоевывает. В этом агрегате все процессы протекают без прямого участия человека. Последние инновационные решения позволяют сконструировать механизмы высокой надежности и исключительных эксплуатационных качеств.

Механическое сцепление

Это самый распространенный классический вариант агрегата. Такой тип сцепления встречается и на мини-тракторах, и на более мощных машинах. Механизм состоит из системы тяг и рычагов, приводимой в действие мускульной силой водителя, нажимающего на педаль. Среди достоинств конструкции следует упомянуть высокую ремонтопригодность в полевых условиях, простоту конструкции и дешевизну производства по сравнению с более современными вариантами.

Сцепления с переменной жесткостью

Такие агрегаты стали появляться относительно недавно. И некоторые эксперты полагают, что у них неплохие перспективы. Особенностью конструкции подобных сцеплений тракторов является автоматические вариаторы, позволяющие изменять жесткость сцепления дисков в зависимости от изменяющихся условий и выбирать наиболее оптимальный вариант.

Причины неисправностей сцепления трактора

Тракторы используются для решения многих задач. Как правило, эксплуатация этих машин происходит в весьма неблагоприятных условиях. Поэтому возможные неполадки могут привести к необходимости ремонта и даже замене сцепления трактора. Для специализации техники применяются различные по назначению навесные механизмы и устройства. Чаще всего это передний погрузчик и ковш для экскаваторных работ.

Возникающие нагрузки от применения фронтального оборудования

Если соблюдать правила эксплуатации техники, то использование погрузчика не приведет к возникновению проблем. Но при производстве погрузочных работ не рекомендуется превышать значения номинальной грузоподъёмности. Иначе износ всех агрегатов трактора резко возрастет.

Чаще всего областью применения фронтального погрузчика являются следующие работы: перемещение грузов, уборка снега, очистка дорог. Во время эксплуатации нагрузка от переднего навеса может передаваться на корзину сцепления трактора.

Несоблюдение режима эксплуатации, выражающееся в резком переключении передач, работа с неправильно выбранной ступенью, чрезмерно быстрые маневры с полным ковшом приводит к возможному отказу сцепления. О нарушении оптимальных режимов эксплуатации могут свидетельствовать деформированный крепеж подвесного оборудования.

Превышение величины нагрузки при проведении экскаваторных работ

Если все делать по инструкции, то проблем возникнуть не должно. Но неправильная эксплуатация, заключающаяся в неверной оценке категории грунта, превышении усилий, передаваемых на стрелу (чем больше вылет и меньше угол наклона, тем ниже вес груза), приводит к риску отказа агрегатов трактора, в том числе и сцепления.

Нарушения, допускаемые оператором-водителем

На что обратить внимание:

- Нельзя давать нагрузку на трактор при не полностью выжатом сцеплении.
- Необходимо соблюдать рекомендуемый скоростной режим и не допускать резкого переключения передач.