Устройство автомобиля

С.И. Головин
А.А. Жосан
М.М. Ревякин

УСТРОЙСТВО  
АВТОМОБИЛЯ

Учебник

МОСКВА
2022

ISBN 978-5-00172-252-6

УДК 62-97/-98
ББК 39.33-01
 
Г61

Авторский коллектив:
С.И. Головин, к.т.н., доцент; 
А.А. Жосан, к.т.н., доцент;
М.М. Ревякин, к.т.н., доцент.

Рецензенты:
Агеев Евгений Викторович, доктор технических наук, 
профессор кафедры автомобилей и автомобильного хозяйства Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования «Юго-Западный 
Государственный университет»;
Булавинцев Роман Алексеевич, кандидат технических 
наук заведующий кафедрой механизации технологических 
процессов в АПК Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования 
«Орловский государственный аграрный университет имени 
Н.В. Парахина».
 

Г61
Устройство автомобиля: Учебник / С.И. Головин, А.А. Жосан, М.М. Ревякин. — М.: Прометей, 
2022. — 776 с.

ISBN 978-5-00172-252-6
Учебник по изучению конструкции автомобилей предназначен бакалаврам, обучающимся по направлениям подготовки 23.03.03 — Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов и 23.03.01 — Технология 
транспортных процессов, а также специалистам, обучающимся по специальности 23.05.01 — Наземные транспортнотехнологические средства.

©  Коллектив авторов, 2022
© Издательство «Прометей», 2022

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение .......................................................................................17

1. Подвижной состав автомобильного транспорта ...................18
1.1. Компоновка легкового автомобиля ..........................18
1.2. Компоновка грузового автомобиля ..........................20
1.3. Классификация автомобилей ..................................23
1.4. Прицепной состав автомобильного транспорта ..........29
1.5. Свойства автомобиля, их оценочные параметры 
и определения ......................................................31

2. Автомобильные колеса и шины .............................................34
2.1. Автомобильные колеса ..........................................34
2.1.1. Конструкция колес легковых и грузовых 
автомобилей ........................................................34
2.1.1.1. Конструкция колеса легкового автомобиля ....37
2.1.1.2. Конструкция колеса грузового автомобиля ....39
2.1.2. Крепление колес ..........................................40
2.1.3. Колесо из легкого сплава ...............................43
2.1.4. Способы изготовления и маркировка  
колес автомобиля ..................................................45
2.1.4.1. Литье ....................................................46
2.1.4.2. Ковка ....................................................47
2.1.4.3. Размеры дисков ......................................48
2.1.4.4. Ширина обода ........................................50
2.1.4.5. Вылет колеса ..........................................51
2.1.4.6 Размеры «колесо — автомобиль» ...............52
2.1.4.7. Маркировка дисков .................................53
2.2. Автомобильные шины ...........................................56
2.2.1. Устройство и маркировка  
пневматической шины ...........................................58
2.2.1.1. Основные параметры и маркировка шин ....60
2.2.1.2. Классификация шин ...............................68
2.2.2. Основные требования, предъявляемые 
к автомобильным шинам .......................................72

2.2.2.1. Протектор шины .....................................73
2.2.2.2. Деформация шины при нагрузке и повороте 75
2.2.2.3. Избыточная и недостаточная 
поворачиваемость ..............................................79
2.3. Износ шин и факторы, оказывающие влияние 
на характер износа ................................................83
2.4. Сервисное обслуживание колес автомобиля ..............87
2.4.1. Оборудование сервисного участка и его 
назначение ..........................................................87
2.4.2. Дисбаланс и вибрация колес при движении 
автомобиля ..........................................................97
2.4.2.1. Виды неуравновешенности 
вращающихся масс .............................................99
2.4.2.2. Дисбаланс колеса и способы 
балансировки колес .......................................... 102
2.4.2.3 Виды балансировочных грузиков ............. 107

3. Назначение подвески и ее конструкция ..............................110
3.1. Упругие элементы ............................................... 111
3.2. Виды упругих элементов и их применение 
на автомобилях .................................................. 112
3.2.1. Рессоры .................................................... 112
3.2.2. Пружины .................................................. 116
3.2.3. Торсионные упругие элементы ..................... 120
3.2.4. Упругие пневматические элементы ............... 124
3.2.4.1. Пневматическая подвеска грузового  
автомобиля и автобуса ...................................... 124
3.3. Адаптивная подвеска колес легкового автомобиля ... 127
3.3.1. Регулировка жесткости подвески .................. 136
3.3.2. Регулировка дорожного просвета.................. 137
3.3.3. Упругие гидропневматические элементы ....... 139
3.4. Направляющие элементы ..................................... 147
3.5. Демпфирующие элементы (амортизаторы) ............. 155
3.5.1. Роль амортизатора в обеспечении комфорта 
и безопасности движения ..................................... 158
3.5.2. Устройство и принцип работы амортизатора.....163

3.6. Диагностика неисправностей ходовой части 
автомобиля ........................................................ 172
3.6.1. Определение состояния амортизаторов .......... 172
3.6.1.1. Визуальный осмотр ............................... 174
3.6.1.2. Снятие характеристик амортизатора ........ 175
3.6.1.3. Метод колебаний кузова ......................... 177
3.6.1.4. Использование прибора с датчиком 
перемещения ................................................... 178
3.6.1.5. Шок-тест (shock-test) ............................. 180
3.6.1.6. Резкое торможение ............................... 181
3.6.1.7. Метод колебания колес .......................... 182
3.6.1.8 Амплитудно-резонансный способ ............. 183
3.6.1.9. Способ EUSAMA ................................... 183
3.6.1.10. Рекомендации по ремонту амортизаторов .... 184
3.7. Углы установки колес автомобиля ......................... 185
3.7.1. Развал ...................................................... 185
3.7.2. Схождение ................................................ 194
3.7.2. Углы, отвечающие за стабилизацию 
управляемых колес ............................................. 198
3.8. Зависимость управляемости автомобиля 
от состояния кузова автомобиля и элементов 
крепления осей ................................................... 201
3.9. Способы проверки углов установки колес ............... 203
3.9.1. Единицы измерения и требования 
к измерительному оборудованию .......................... 206
3.9.2. Требования к измерительным приборам 
и оборудованию .................................................. 207
3.9.3. Рекомендации предприятия-изготовителя 
автомобиля ........................................................ 208
3.9.4. Положение транспортного средства 
при измерениях .................................................. 211
3.9.5. Влияние неисправностей рулевого 
управления на геометрию подвески ....................... 213
3.10. Оборудование для сервисного обслуживания 
ходовой части автомобилей .................................. 215

4. Тормозные системы ...............................................................222
4.1. Классификация тормозных систем ........................ 222
4.2. Тормозные механизмы......................................... 225
4.3. Барабанные и дисковые тормозные механизмы ....... 226
4.3.1. Барабанные тормозные механизмы ............... 226
4.3.2. Дисковые тормозные механизмы .................. 239
4.3.3. Тормозные механизмы с неподвижной скобой ... 241
4.3.4. Тормозные механизмы с подвижной скобой ... 243
4.4. Стояночные тормоза и их привод ........................... 245
4.4.1. Механический привод стояночного тормоза ... 245
4.4.2. Электрический привод стояночного тормоза ... 251
4.4.3. Удерживание автомобиля на стоянке ............. 251
4.4.4. Аварийное торможение движущегося 
автомобиля ........................................................ 252
4.4.5. Трогание в гору .......................................... 253
4.4.6. Контроль износа тормозных колодок 
и автоматическая установка зазора в тормозных 
механизмах ........................................................ 253
4.4.7. Принцип действия механизмов 
электрического стояночного тормоза ..................... 254
4.5. Сервисное обслуживание тормозных механизмов .... 256
4.5.1. Замена колодок .......................................... 257
4.5.2. Разборка тормозных механизмов .................. 259
4.5.3. Сборка тормозных механизмов ..................... 260
4.6. Гидравлический привод рабочей тормозной системы ... 260
4.6.1. Принцип работы главного тормозного 
цилиндра ........................................................... 264
4.6.2. Принцип работы вакуумного усилителя ........ 271
4.6.3. Устройство рабочих тормозных цилиндров ..... 273
4.6.4. Устройство и принцип работы регулятора 
тормозных сил задней оси легкового автомобиля ..... 275
4.7. Системы электронного управления торможением 
легковых автомобилей ......................................... 283
4.7.1. Назначение и принцип работы 
антиблокировочной системы ................................ 283

4.7.1.1. Силы, действующие на автомобиль 
при его движении и торможении ........................ 283
4.7.1.2. Назначение аниблокировочной системы ... 286
4.7.1.3. Отличие стандартной тормозной 
системы от системы, снабженной ABS ................. 287
4.7.2. Конструкция и работа элементов 
антиблокировочной системы Teves ........................ 290
4.7.2.1. Электронный блок управления ABS ......... 290
4.7.2.2. Гидравлический блок (модулятор) ABS .... 291
4.7.2.3. Модифицированная система ABS/ASR .... 299
4.7.3. Конструкция узлов и принцип работы  
ABS-Mecatronic II ............................................... 304
4.7.4. Особенности обслуживания автомобилей, 
снабженных системой ABS/ASR (TCS) ................... 313
4.7.4.1. Система самодиагностики (встроенная 
диагностика) и поиск неисправных компонентов 
электронных систем управления торможением ..... 314
4.7.4.2. Датчик частоты вращения колеса ............ 315
4.7.4.3. Проверка неисправности колесных 
датчиков ......................................................... 315
4.7.4.4. Проверка концевого выключателя  
педали тормоза ................................................ 317
4.7.4.5. Проверка гидромодулятора .................... 319

5. Пневматические тормозные системы грузовых 
автомобилей, автобусов и прицепной техники .......................320
5.1. Конструкция и принцип работы пневматической 
тормозной системы автомобиля тягача ................... 321
5.1.1. Пневматическая тормозная система и ее 
работа ............................................................... 321
5.1.1.1. Конструктивная схема пневматической  
системы торможения ........................................ 324
5.1.1.2. Работа тормозной системы автопоезда ...... 328
5.1.2. Приборы подготовки, хранения сжатого 
воздуха и системы защиты от его утечек ................. 329
5.1.2.1. Мокровоздушный фильтр ....................... 329
5.1.2.2. Масляно-воздушный фильтр .................. 329

5.1.2.3. Одноцилиндровые компрессоры .............. 330
5.1.2.4. Влагоотделитель ................................... 331
5.1.2.5. Регулятор давления с фильтром 
и ниппелем накачки шин ................................... 332
5.1.2.6. Осушитель воздуха ................................ 335
5.1.2.7. Многоконтурный защитный клапан ........ 341
5.1.2.8. Ресиверы ............................................. 343
5.1.2.9. Автоматический клапан сброса конденсата.... 344
5.1.2.10. Дроссельный обратный клапан ............. 345
5.1.3. Приборы управления режимом торможения .. 346
5.1.3.1. Тормозной кран для одноконтурной  
тормозной системы ........................................... 346
5.1.3.2. Педальный тормозной кран 
двухконтурной тормозной системы ..................... 349
5.1.3.3. Автоматический регулятор тормозных сил 352
5.1.3.4. Тормозная камера 
с энергоаккумулятором для тормозного 
механизма с разжимным кулачком ..................... 358
5.1.3.5. Клапан управления тормозами прицепа 
с двухходовым двухпозиционным краном без 
возможности установки опережения ................... 360
5.1.4. Приборы стояночной тормозной системы 
автомобиля-тягача .............................................. 365
5.1.4.1. Ручной тормозной кран ......................... 367
5.2. Пневматическая тормозная система прицепной 
техники ............................................................. 372
5.2.1. Требования, предъявляемые к тормозным 
системам прицепов ............................................. 372
5.2.2. Описание принципа работы компонентов 
пневматической системы прицепа ......................... 373
5.2.2.1. Работа двухпозиционного выпускного 
клапана .......................................................... 376
5.2.2.2. Тормозной кран прицепа ........................ 378
5.2.2.3. Работа тормозного крана прицепа 
при обычном режиме торможения ...................... 378
5.2.2.4. Торможение прицепа при включении 
стояночной тормозной системы тягача ................ 385

5.2.2.5. Работа ручного клапана 
растормаживания прицепа ................................ 386
5.2.2.6. Работа пневматического клапана  
соотношения давлений ...................................... 386
5.2.2.7. Работа автоматических регуляторов  
тормозных сил ................................................. 388
5.3. Системы ABS прицепной техники ......................... 388
5.3.1. Устройство системы ABS ............................. 389
5.3.2. Обзор конфигурации систем ........................ 391
5.3.3. Описание цикла управления ABS ................. 395
5.4. Конструкция и принцип работы приборов 
системы ABS прицепа ......................................... 398
5.4.1. Сдвоенный кран растормаживания прицепа 
с обратным клапаном .......................................... 398
5.4.2. Приборы системы ABS прицепа ................... 403
5.4.3. Ускорительный электромагнитный клапан 
ABS .................................................................. 404
5.4.4. Начальная стадия — повышение давления .... 408
5.4.5. Вторая фаза — удержание давления ............. 409
5.4.5. Третья фаза — сброс давления ..................... 409
5.5. Электронные системы управления торможением  
тягачей и автопоездов .......................................... 410
5.6. Применение ABS и ASR на автомобилях  
и автопоездах ..................................................... 411
5.6.1. Устройство и принцип работы магнитного 
клапана ABS ...................................................... 413
5.6.2. Работа тормозной системы тягача  
в режиме ASR .................................................... 418
5.6.3. Дифференциальный клапан ........................ 420
5.6.4. Двухмагистральный клапан ........................ 422
5.6.5. Встроенный ограничитель скорости 
вращения коленчатый вал двигателя ..................... 423
5.6.6. Пропорциональный магнитный клапан 
управления топливоподачей ................................. 424
5.6.7. Рабочий цилиндр топливоподачи ................. 425

5.7. EBS — электронно-пневматическая  
тормозная система .............................................. 426
5.7.1. Центральный электронный блок .................. 427
5.7.2. Управление режимом торможения ................ 428
5.7.3. Тормозной кран EBS ................................... 432
5.7.4. Пропорциональный ускорительный клапан ... 433
5.7.5. Разобщающий клапан резервного контура ..... 435
5.7.6. Осевой модулятор ...................................... 437
5.7.7. Клапан управления тормозами прицепа ........ 441

6. Рулевое управление ...............................................................443
6.1. Основные параметры рулевого управления ............. 445
6.1.1. Углы поворота управляемых колес................ 445
6.1.2. Передаточное число рулевого механизма ....... 447
6.1.3. Силовое передаточное число рулевого 
управления ........................................................ 448
6.2. Конструкция рулевого управления и рулевых 
механизмов легкового и грузового автомобиля ........ 449
6.2.1. Травмобезопасная рулевая колонка .............. 449
6.2.2. Программируемая деформация 
при столкновении ............................................... 450
6.2.3. Червячно-роликовый рулевой механизм ........ 454
6.2.4. Винтореечный рулевой механизм ................. 456
6.2.5. Шестеренные (реечные) рулевые механизмы ....457
6.3. Гидравлические усилители рулевого управления 
автомобилей ...................................................... 458
6.3.1. Гидравлические усилители грузовых 
автомобилей ...................................................... 459
6.3.2. Гидравлический усилитель реечного 
рулевого механизма легкового автомобиля ............. 466
6.4. Электрогидравлические и электрические 
усилители рулевого управления легковых 
автомобилей ...................................................... 471
6.4.1. Принцип работы электрогидравлической 
системы усиления рулевого управления Servotronic ... 472