Сцепления тракторов и автомобилей предназначены для разобщения двигателя и трансмиссии, их плавного соединения, а также защиты от значительных динамических перегрузок, которые возникают из-за колебательных процессов в машинном агрегате.
Сцепление устанавливается между двигателем и КПП. Плавное соединение ДВС и трансмиссии требуется для того, чтобы в процессе переключения передач, то есть в процессе изменения передаточного числа не допустить того, чтобы двигатель заглох, а также для переключения передач без рывков (в особенности в момент трогания машины с места).
Сцепления могут быть трёх типов:
1) – фрикционное сцепление;
2) – гидродинамическое сцепление;
3) – электромагнитное сцепление.
Характеристикой способности сцепления передавать максимальный крутящий момент является коэффициент запаса (β), который может составлять 1,5-4 в зависимости от назначения машины и её типа.
β=Mт/Mд max,
где Mт – момент трения сцепления, Mд max – максимальный момент двигателя.
Широкое распространение на автомобилях и тракторах отечественного производства получило фрикционное сцепление. Главным достоинством фрикционного сцепления является простота конструкции.
Основным преимуществом гидромуфты (гидравлического сцепления) перед сцеплением фрикционным является не только стабильность характеристик, но и его значительный ресурс и способность плавного соединения ДВС с трансмиссией, за счёт чего существенно снижаются динамические нагрузки. Гидромуфты имеют следующие недостатки: неполное разобщение ДВС и трансмиссии, сложность производства (в технологическом плане), а также малый КПД (до 4%) из-за постоянного скольжения в процессе работы на номинальных режимах.
Также существует электромагнитное сцепление, которое имеет высокую износостойкость, и удобное включение/выключение. Однако оно требует значительного расхода энергии, чей запас на тяговых и транспортных машинах сельскохозяйственного назначения, как правило, ограничен.
Требования, предъявляемые к конструкции сцепления автомобилей и тракторов:
1) – полное выключение;
2) – плавное и полное включение;
3) – хороший теплоотвод;
4) – минимальные инерционные массы ведомой части сцепления;
5) – постоянство нажимного усилия между поверхностями трения (применительно к фрикционному сцеплению) и его независимость от износа данных поверхностей;
6) – предохранение ДВС и трансмиссии от нагрузок динамического характера.