Конструкция автомобилей и тракторов

 
С. М. Огороднов, Л. Н. Орлов,  
В. Н. Кравец 
 
 
 
 
 
 
 
 
КОНСТРУКЦИЯ АВТОМОБИЛЕЙ  
И ТРАКТОРОВ 
 
УЧЕБНИК 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Москва  Вологда 
«Инфра-Инженерия» 
2019 
ϭ


УДК 629.113.073(075) 
ББК 39.33-04 
О-39 
 
 
 
Р е ц е н з е н т : 
директор ООО «Эксперт - Академия» 
кандидат технических наук С. А. Тихомиров 
 
 
  Огороднов, С. М. 
О-39       Конструкция автомобилей и тракторов : учебник / С. М. Огороднов, Л. Н. Орлов, В. Н. Кравец. - Москва ; Вологда : ИнфраИнженерия, 2019. - 284 с. : ил., табл. 
ISBN 978-5-9729-0364-1 
 
В учебнике приведены  конструкции механизмов и систем автомобилей и 
тракторов, описаны их устройство и работа, представлены кинематические схемы узлов и агрегатов.  Подробно рассмотрены вопросы, связанные с  классификацией и 
конструкцией сцепления, его отдельных механизмов. Представлены  общие сведения 
и требования к коробкам передач, их классификация. Описано устройство и принцип 
действия мостов и приводов ведущих колес, механизмов управления и тормозных 
систем автомобилей и тракторов, включая антиблокировочную систему рабочих 
тормозных механизмов с гидравлическим приводом. Представлено общее устройство 
тракторов. Рассмотрены вопросы, связанные с управлением и рабочим оборудованием тракторов. 
Учебник предназначен для студентов, обучающихся по направлениям подготовки «Наземные транспортно-технологические комплексы», а также будет полезен 
инженерно-техническим работникам, занимающимся вопросами эксплуатации автомобилей и тракторов. 
УДК 629.113.073(075) 
ББК 39.33-04 
 
 
 
 
ISBN978-5-9729-0364-1
‹ Огороднов С. М., Орлов Л. Н., Кравец В. Н., 2019 
‹ Издательство «Инфра-Инженерия», 2019 
‹ Оформление. Издательство «Инфра-Инженерия», 2019 
                               
Ϯ


ОГЛАВЛЕНИЕ 
1. Назначение, классификация и компоновочные схемы  
колесных транспортных средств ............................................................ 
6 
1.1. Требования безопасности и классификация колесных  
транспортных средств ................................................................ 
6 
1.2. Основные требования и показатели свойств колесных  
транспортных средств .............................................................. 
11 
1.3. Компоновочные схемы автомобилей, колесная формула и  
тип привода ведущих колес ..................................................... 
15 
1.4. Особенности конструкции легковых автомобилей ................ 16 
1.5. Особенности конструкции грузовых автомобилей ................ 19 
1.6. Особенности конструкции автобусов 
...................................... 
22 
 
2. Сцепление 
.............................................................................................. 25 
2.1. Назначение, основные требования и классификация............. 
25 
2.2. Конструкция однодискового сцепления с периферийными  
цилиндрическими нажимными пружинами ........................... 27 
2.3. Конструкция однодискового сцепления с центральной  
пружиной диафрагменного типа ............................................. 29 
2.4. Конструкция ведомого диска сцепления  
и демпфера крутильных колебаний ........................................ 31 
2.5. Конструкция двухдискового сцепления  
с цилиндрическими нажимными пружинами ........................ 33 
2.6. Типы и конструктивные особенности приводов  
сцеплений .................................................................................. 35 
2.7. Конструкция гидравлического привода сцепления ............... 37 
2.8. Гидропневматический усилитель привода сцепления 
........... 38 
2.9. Автоматические сцепления 
...................................................... 
41 
2.10. Автоматическая электронная система управления  
сцеплением ................................................................................ 
45 
 
3. Коробка передач................................................................................... 48 
3.1. Назначение коробки передач ................................................... 
48 
3.2. Классификация, общие сведения и требования  
к коробкам передач  
.................................................................. 
49 
3.3. Типы шестерен и способы включения передач ...................... 
51 
3.4. Основные конструктивные схемы коробок передач .............. 
54 
3.5. Устройство и работа синхронизаторов ................................... 57 
3.6. Устройство и работа механизмов переключения передач  
.... 
62 
3.7. Автоматические ступенчатые механические коробки 
передач 
....................................................................................... 65 
ϯ


4. Дополнительные и раздаточные коробки передач.  
Коробки отбора мощности ..................................................................... 
67 
4.1. Дополнительные коробки передач .......................................... 
67 
4.2. Раздаточные коробки ................................................................ 69 
4.3. Коробки отбора мощности ....................................................... 74 
 
5. Бесступенчатые передачи .................................................................. 75 
5.1. Назначение, классификация, свойства и основные  
требования 
................................................................................... 
75 
5.2. Гидромеханическая передача 
................................................... 77 
5.3. Механические бесступенчатые передачи 
................................ 81 
5.4. Гидрообъемные передачи 
......................................................... 
89 
 
6. Карданные передачи ........................................................................... 92 
6.1. Назначение, классификация и основные требования............. 
92 
6.2. Типы и кинематика карданных шарниров .............................. 
93 
6.3. Конструкции шарниров карданных передач 
........................... 
96 
6.4. Конструктивные элементы карданных передач ................... 103 
 
7. Мосты и приводы ведущих колес 
................................................... 106 
7.1. Назначение и классификация мостов .................................... 106 
7.2. Ведущие мосты 
........................................................................ 106 
7.3. Управляемые мосты ................................................................ 124 
7.4. Приводы ведущих колес ......................................................... 130 
 
8. Подвеска .............................................................................................. 133 
8.1. Назначение и конструктивные элементы подвески ............. 133 
8.2. Конструкции упругих элементов ........................................... 134 
8.3. Типы подвесок. Направляющие устройства ......................... 139 
8.4. Стабилизатор поперечной устойчивости .............................. 148 
8.5. Гидравлические телескопические амортизаторы ................. 149 
8.6. Принципиальные схемы пневматической  
и гидропневматической подвесок. Устройство и работа .... 152 
 
9. Рулевое управление 
........................................................................... 154 
9.1. Назначение, требования, классификация .............................. 154 
9.2. Способы поворота ................................................................... 155 
9.3. Основные схемы рулевого управления ................................  157 
9.4. Рулевые механизмы ................................................................ 161 
9.5. Привод рулевого управления ................................................. 163 
9.6. Усилители рулевого управления 
............................................ 166 
ϰ


10. Тормозное управление .................................................................... 174 
10.1. Назначение, требования, устройство 
................................... 174 
10.2. Надежность тормозного управления ................................... 176 
10.3. Колесные тормозные механизмы 
......................................... 177 
10.4. Гидравлический привод 
........................................................ 186 
10.5. Стояночный тормоз с механическим приводом ................. 194 
10.6. Многоконтурный пневматический привод тормозов ........ 196 
10.7. Система подготовки сжатого воздуха ................................. 198 
10.8. Аппараты тормозного привода ............................................ 200 
 
11. Антиблокировочная система рабочих тормозных  
механизмов с гидравлическим приводом ......................................... 218 
11.1. Назначение, состав, основные теоретические 
 зависимости 
............................................................................ 218 
11.2. Рабочий цикл ABS 
................................................................. 220 
11.3. Состав и принцип работы антиблокировочной системы  
ABS 5 Bosch с тормозным приводом  
диагонального типа 
............................................................... 223 
11.4. Варианты приводов систем ABS 
и способы контроля тормозных моментов колес 
..............  225 
 
12. Тракторы 
........................................................................................... 229 
12.1. Классификация тракторов .................................................... 229 
12.2. Общее устройство тракторов ............................................... 233 
12.3. Ходовая часть гусеничного трактора .................................. 236 
12.4. Механизмы поворота гусеничной машины ........................ 259 
12.5. Гидрообъемное рулевое управление колесных  
тракторов ............................................................................... 266 
12.6. Системы отбора мощности 
................................................... 269 
12.7. Рабочее оборудование тракторов 
......................................... 271 
12.8. Гидравлические навесные системы ..................................... 279 
 
Библиографический список 
................................................................. 282 
 
 
 
 
ϱ


1.НАЗНАЧЕНИЕ, КЛАССИФИКАЦИЯ  
И КОМПОНОВОЧНЫЕ СХЕМЫ  
КОЛЕСНЫХ ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ 
 
1.1. Требования безопасности  
и классификация колесных транспортных средств 
 
В общем случае колесные транспортные средства (ТС, автомобиль) 
предназначены для совершения транспортной работы.  
Требования безопасности к транспортным средствам, как объектам 
технического регулирования, устанавливаются документом «Технический регламент таможенного союза. О безопасности колесных транспортных средств» (технический регламент), утвержденным решением 
комиссии Таможенного союза от 9 декабря 2011 г. № 877. К объектам 
технического регулирования, на которые распространяется действие 
настоящего технического регламента, относятся: 
- колесные транспортные средства (ТС) категорий L, M, N и О, 
предназначенные для эксплуатации на автомобильных дорогах 
общего пользования, а также шасси ТС; 
- ТС повышенной проходимости (категория G); 
- специальные и специализированные ТС;  
- отдельные элементы и свойства объектов технического регулирования. 
 
В соответствии с техническим регламентом к автомобилям относятся транспортные средства категорий М и N.  
Категория М - механические транспортные средства, имеющие не 
менее четырех колес и используемые для перевозки пассажиров. Категория М делится на категории: 
М1 - транспортные средства, используемые для перевозки пассажиров, имеющие не более восьми мест для пассажиров (легковые 
автомобили); 
М2 - транспортные средства, используемые для перевозки пассажиров, имеющие более восьми мест для пассажиров и максимальная масса которых не превышает 5 т;  
М3 - транспортные средства, используемые для перевозки пассажиров, имеющие более восьми мест для пассажиров и максимальная масса которых превышает 5 т. 
 
Транспортные средства категорий М2, М3 (автобусы) могут относиться: 
ϲ


- к одному или более из трёх классов (I, II, III) по ГОСТ Р 41.36 
или ГОСТ Р41.107; 
- к одному из двух классов (А, В) по ГОСТ Р 41.52.  
Класс I - транспортные средства, конструкцией которых предусмотрены зоны для стоящих пассажиров и возможность пассажирообмена.  
Класс II - транспортные  средства,  предназначенные  для  перевозки сидящих пассажиров, в которых может предусматриваться перевозка 
стоящих пассажиров, находящихся в проходах или зонах для стоящих 
пассажиров. 
Класс III - транспортные средства, предназначенные для перевозки 
сидящих пассажиров. 
Класс А - транспортные средства, предназначенные для перевозки 
сидящих и стоящих пассажиров. 
Класс В - транспортные средства, не предназначенные для перевозки стоящих пассажиров. 
Категория N - механические транспортные средства, имеющие не 
менее четырех колес и предназначенные для перевозки грузов. Категория N (грузовые автомобили) делится на категории: 
N1 - транспортные средства, предназначенные для перевозки грузов, имеющие максимальную массу не более 3,5 т;  
N2 - транспортные средства, предназначенные для перевозки грузов, 
имеющие максимальную массу более 3,5 т, но не более 12 т;  
N3 - транспортные средства, предназначенные для перевозки грузов, имеющие максимальную массу более 12 т.  
Категория О - буксируемые транспортные средства (прицепы  
и полуприцепы), оборудованные сцепными устройствами, позволяющими передавать горизонтальную или горизонтальную и вертикальную 
нагрузки на буксирующее ТС (тягач). Категория О делится на категории: 
О1 - прицепы, максимальная масса которых не более 0,75 т; 
О2 - прицепы, максимальная масса которых свыше 0,75 т, но не более 3,5 т; 
О3 - прицепы, максимальная масса которых свыше 3,5 т, но не более 10 т; 
О4 - прицепы, максимальная масса которых более 10 т. 
Кроме того, прицепы категорий О2 - О4 относят к одному из трех 
типов: 
- полуприцеп, буксируемое ТС, оси которого расположены сзади 
центра масс ТС, оборудованное сцепным устройством, обеспечивающим передачу горизонтальной и вертикальной нагрузки 
на тягач, и оси которого могут иметь привод от тягача; 
ϳ


- полный прицеп, буксируемое ТС, имеющее не менее двух осей, 
оборудованное сцепным устройством, которое может перемещаться вертикально относительно прицепа, служит для поворота передней оси и передает горизонтальную нагрузки на 
тягач, оси которого могут иметь привод от тягача; 
- прицеп с центральной осью, буксируемое ТС, оборудованное 
сцепным устройством, которое не может перемещаться вертикально относительно прицепа, передает горизонтальную нагрузки на тягач, вертикальная нагрузка, передаваемая на тягач, 
не может превышать 10 максимальной массы прицепа. 
Транспортные средства указанных категорий, предназначенные 
для выполнения специальных функций, для которых требуется наличие 
специального кузова или специального оборудования, называются 
транспортными средствами специализированными или специального 
назначения. Специальные и специализированные транспортные средства, в отношении которых предъявляются дополнительные требования 
безопасности в соответствии с техническим регламентом, указаны  
в табл. 1.1. 
Т а б л и ц а 1.1 
Специальные и специализированные транспортные средства 
 
№  
п/п 
Объекты технического регулирования 
1 
Автобетононасосы  
2 
Автобетоносмесители  
3 
Автогудронаторы  
4 
Автокраны и транспортные средства, оснащенные кранами-анипуляторами  
5 
Автолесовозы  
6 
Автомобили скорой медицинской помощи  
7 
Автосамосвалы  
8 
Автоцементовозы  
9 
Автоэвакуаторы  
10 
Медицинские комплексы на шасси транспортных средств  
11 
Пожарные автомобили 
12 
Транспортные средства для аварийно-спасательных служб и милиции  
13 
Транспортные средства для коммунального хозяйства и содержания дорог  
14 
Транспортные средства для обслуживания нефтяных и газовых скважин  
15 
Транспортные средства для перевозки денежной выручки и ценных грузов  
16 
Транспортные средства для перевозки детей 
17 
Транспортные средства для перевозки длинномерных грузов  
18 
Транспортные средства для перевозки нефтепродуктов  
19 
Транспортные средства для перевозки пищевых жидкостей  
20 
Транспортные средства для перевозки сжиженных углеводородных газов на 
давление до 1,8 МПа  

ϴ


Окончание таблицы 1.1 
№  
п/п 
Объекты технического регулирования 
21 
Транспортные средства оперативно-служебные для перевозки лиц, находящихся под стражей  
22 
Транспортные средства, оснащенные подъемниками с рабочими платформами  
23 
Транспортные средства - фургоны для перевозки пищевых продуктов  
Обозначение категории ТС специального назначения дополняется 
символом «С», например, ТС медицинской помощи категории М2 имеет 
обозначение «М2С».  
 К транспортным средствам повышенной проходимости категории 
G относят транспортные средства категорий М и N, отвечающие определенным требованиям.  
Транспортные средства категорий N1 с максимальной массой не 
более 2 т и М1 относят к ТС повышенной проходимости, если они могут 
преодолевать подъем 30 и имеют: 
-
оси, конструкция которых обеспечивает их одновременный
привод;
-
по меньшей мере, один механизм блокировки дифференциала;
-
а углы и параметры, определяющие проходимость ТС, должны
быть не менее:  въезда - 25о,  съезда - 20о,  продольной  проходимость - 180 мм, дорожный просвет передней оси - 180 мм, дорожный просвет задней оси - 180 мм, межосевой дорожный просвет - 200 мм.
Транспортные средства категорий N1 с максимальной массой более 
2 т или категорий N2, M2, M3, с максимальной массой не более 12 т относят к ТС повышенной проходимости, если их конструкция обеспечивает 
одновременный привод всех колес, они могут преодолевать подъем 25 
и выполняются следующие требования:  
-
по крайней мере, одна передняя и одна задняя оси имеют одновременный привод;
-
имеют, по меньшей мере, один механизм блокировки дифференциала.
Транспортные средства категории М3, максимальная масса которых больше 12 т, и транспортные средства категории N3 относят к ТС 
повышенной проходимости, если их конструкция обеспечивает одновременный привод всех колес, они могут преодолевать подъем 25 
и выполняются следующие требования:  
-
по крайней мере, половина осей имеют одновременный привод;
-
имеют, по меньшей мере, один механизм блокировки дифференциала,
ϵ

- а углы и параметры, определяющие проходимость ТС, должны 
быть не менее:  въезда - 25о,  съезда - 25о,  продольной проходимости - 25о, дорожный просвет передней оси - 250 мм, дорожный просвет задней оси - 250 мм, межосевой дорожный 
просвет - 300 мм.  
Категория L - механические транспортные средства, имеющие 
менее четырех колес и квадрициклы. Категория L делится на катего- 
рии: 
L1 - двухколесное ТС с максимальной скоростью не более 50 км/ч, 
с рабочим объемом двигателя не более 50 см3, или с электродвигателем мощностью не более 4 кВт (двухколесный мо- 
пед); 
L2 - трехколесное ТС с максимальной скоростью не более 50 км/ч,  
с рабочим объемом двигателя с принудительным зажиганием  
не более 50 см3, или с двигателем другого типа мощностью  
не более 4 кВт (трехколесный мопед); 
L3 - двухколесное ТС с максимальной скоростью более 50 км/ч,  
с рабочим объемом двигателя более 50 см3 (мотоцикл); 
L4 - трехколесное ТС с колесами асимметричными, по отношению 
к средней продольной оси, максимальной скоростью более  
50 км/ч, с рабочим объемом двигателя с более 50 см3 (мотоцикл 
с коляской); 
L5 - трехколесное ТС с колесами симметричными, по отношению к 
средней продольной оси, максимальной скоростью более  
50 км/ч, с рабочим объемом двигателя с более 50 см3 (трицикл); 
L6 - четырехколесное транспортное средство, снаряженная масса 
которого не превышает 350 кг, максимальная скорость не более 
50 км/ч, с рабочим объемом двигателя не более 50 см3 или  
с другим двигателем мощностью не более 4 кВт (легкий 
квадрицикл); 
L7 - четырехколесное транспортное средство, иное, чем ТС категории L6 снаряженная масса которого не превышает 450 кг (550 кг 
для грузового), а максимальная эффективная мощность двигателя не превышает 15 кВт (квадрицикл). 
Категория Т - сельскохозяйственные и лесохозяйственные тракторы, механические ТС на колесном или гусеничном ходу, имеющие не 
менее двух осей, функциональное назначение которого определяется тяговым усилием и которые предназначены, главным образом, для буксирования, толкания, перевозки или приведения в действие устройств, механизмов или прицепов, которые могут быть приспособлены для перевозки грузов и людей. 
ϭϬ