На тракторах устанавливают фрикционные сцепления, использующие для передачи крутящего момента силы трения, возникающие между их деталями.
Главное сцепление. На тракторе бывает одно или несколько сцеплений. Сцепление, входящее в состав трансмиссии и расположенное непосредственно за дизелем, называется главным сцеплением.
Принцип действия сцепления следующий. Вал 9 (рис. 1, а, положение 1) опирается на коленчатый вал дизеля через шариковый подшипник, запрессованный в его торце. Если рядом с маховиком 3 дизеля поставить ведомый диск 4, сидящий на шлицах вала 9, то вращение от коленчатого вала на него передаваться не будет. Если же диск 4 (см. рис. 1, а, положение II) постепенно передвигать влево и прижимать к маховику, то между ними будут возникать силы трения, причем тем больше, чем сильнее будет прижиматься диск. Таким образом, при такой конструкции сцепления можно обеспечить очень плавное соединение двух валов за счет пробуксовывания диска и маховика во время включения.
Рис. 1. Сцепление:
а — принцип действия; б — устройство; 1 — ступица; 2 — демпфер; З — маховик; 4 — ведомый диск; 5 — ведущий диск; 6 — винты; 7 — рычаг; 8 — подшипник; 9 — вал; 10 — вилка; 11, 14 — пружины; 12 — кожух; 13 — педаль; 15 — упор; 16 — тяга; 17 — гидроусилитель; I — сцепление отключено; II — сцепление включено.
В качестве главного сцепления на тракторах применяют механизмы различной конструкции, но одинаковые по принципу действия (см. описание выше).
Устройство. Основой сцепления служит кожух 12 (см. рис. 1, б), внутри которого помещены нажимной ведущий диск 5 и нажимные пружины 11. Кожух винтами 6 жестко укреплен на маховике 3 двигателя.
Между ведущим диском 5 и маховиком установлен ведомый диск 4 — тонкий стальной диск, на котором с обеих сторон укреплены накладки из асбеста с добавкой связующих материалов. Эти накладки обладают большим коэффициентом трения и выдерживают высокую температуру, возникающую при пробуксовывании диска в момент включения или выключения.
Ведомый диск 4 своей ступицей 1 посажен на шлицы вала 9. Пружины 11, вставленные в стаканы, упираются в кожух 12 и ведущий диск 5 и прижимают его через ведомый диск 4 к маховику 3. Таким образом, ведомый диск 4 оказывается плотно зажатым между поверхностями маховика и ведущего диска. Возникающее при этом трение настолько велико, что при вращении маховика крутящий момент дизеля полностью передается на ведомый вал 9 и через него направляется к ведущему валу коробки передач.
Такое сцепление называется фрикционным, однодисковым, сухим, постоянно замкнутого типа. В том случае, если на тракторе установлен дизель большой мощности и приходится передавать большие крутящие моменты, один ведомый диск по своей прочности не может обеспечить такую возможность, на тракторе устанавливают сцепление с двумя ведомыми 4 дисками. Сцепления такого типа называются фрикционными, двудисковыми, сухими, постоянно замкнутого типа.
Механизм управления сцеплением состоит из педали 13 (см. рис. 1, б), соединенной рычагами и тягой 16 с вилкой 10 и через нее с передвижной муфтой с упорным шариковым подшипником 8, и выключающих рычагов 7, связанных с ведущим диском 5.
Чтобы выключить сцепление, нужно нажать на педаль 13. При этом подвижная муфта переместится влево и через подшипник 8 нажмет на рычаги 7. Рычаги 7 при этом повернутся на своих осях и отведут ведущий диск 5 в сторону кожуха. Пружины 11 при этом сжимаются, а ведомый диск 4 освобождается, и передача крутящего момента прекращается.
При постепенном освобождении нажатой педали 13 ведущий диск 5 под действием пружин 11 постепенно перемещается в сторону маховика (влево) и прижимает к нему ведомый диск сцепление включено.
При пробуксовывании дисков возникает теплота, и если включать сцепление очень медленно, то делали сцепления могут излишне перегреться и выйти из строя. Поэтому при включении одинаково вредно отпускать педаль как очень быстро, так и очень медленно. Оптимальное время включения сцепления — 1,5…3 с.
Дополнительные механизмы, применяемые в сцеплениях. В сцеплениях различных тракторов применяют дополнительные механизмы, улучшающие их действие. В число их входят такие, которые уменьшают усилие, потребное для включения, гасят крутильные колебания, передаваемые коленчатым валом, ускоряют остановку ведомого диска после выключения быстро вращающегося сцепления и др.
Механизмы, уменьшающие усилия выключения сцепления. Чтобы выключить сцепление, нужно сжать большое количество весьма упругих пружин. На это требуется большое усилие. Согласно нормам усилие на педали допускается не более 120 Н, а при ручном управлении сцеплением — не более 60 Н. Поэтому для облегчения действия педалями, управляющими сцеплением, на тракторе устанавливают механические, гидравлические или пневматические усилители.
Механический усилитель. В исходном положении (сцепление выключено) педаль 13 удерживается пружиной 14, усилие которой направлено по ходу часовой стрелки относительно оси педали. При нажатии на педаль пружина 14 поворачивается относительно неподвижного упора 15 и сжимается, пока не дойдет до нейтральной линии. Как только ось пружины окажется ниже оси педали, пружина начнет разжиматься, создает усилие против часовой стрелки относительно оси педали и тем самым облегчает выключение сцепления.
Гидравлический усилитель 17 устанавливают вместо тяги 16. В этом случае при нажатии на педаль 13 под действием рабочей жидкости, подаваемой к усилителю под высоким давлением, сцепление выключается силой давления жидкости.
Пневматический усилитель состоит из пневматической камеры 2 (рис. 2), имеющей такое же устройство, как у тормозной камеры, приводящей в действие тормоза трактора, и следящего устройства 8. При нажатии на педаль 1 сцепления следящее устройство 8 направляет сжатый воздух в пневматическую камеру 2, которая, воздействуя на подвижную муфту с выжимным подшипником, выключает сцепление.
Гаситель крутильных колебаний. Вовремя работы дизеля коленчатый вал его испытывает крутильные колебания. Под влиянием периодически действующих сил расширяющихся газов в цилиндре дизеля коленчатый вал то закручивается, то раскручивается в пределах упругих деформаций. Чтобы эти колебания не передавались валу коробки передач и не вызывали преждевременного износа деталей, ведомые диски 3 соединяют со ступицей не жестко, а через резиновые демпферы 2 (см. рис. 1, б) или пружины 4 (см. рис. 2).
Рис. 2. Пневматический усилитель выключения сцепления:
1 — педаль; 2 — пневматическая камера; 3 — ведомые диски; 4 — пружины; 5 — шкивок; 6 — вал; 7 — тормозная колодка; 8 — следящее устройство.
Во время работы двигателя эти пружины (или резиновые вставки) не дают крутильным колебаниям передаваться на валы коробки передач. Кроме того, при включении сцепления вращение от диска к ступице передается плавно и поглощаются удары, возникающие при быстром включении сцепления.
Тормозок. После выключения сцепления его ведомая часть и соединенный с ней ведущий вал коробки передач продолжают некоторое время вращаться по инерции, что затрудняет включение передач. Если, не дождавшись полной остановки вала коробки передач, попытаться соединить шестерни, то произойдет удар, вызывающий износ торцов шестерен. Чтобы сократить время вращения по инерции ведомой части сцепления, предусмотрено приспособление — тормозок, имеющий следующее, устройство. На ведомом валу 6 сцепления сделано некоторое утолщение в виде шкивка 5, к которому после выключения сцепления прижимается тормозная колодка 7 и затормаживает его. [Трактор Семенов В.М., Власенко В.Н. 1989 г.]
[Тракторы Родичев В.А. 2001 г.]