Тракторы и автомобили с электронным управлением

ТРАКТОРЫ И АВТОМОБИЛИ 
С ЭЛЕКТРОННЫМ 
УПРАВЛЕНИЕМ

А.В. БОГАТЫРЕВ
В.Н. ЩУКИНА

Москва
ИНФРА-М
2024

УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ

УДК 631.37(075.32)
ББК 40.72я723
 
Б73

Р е ц е н з е н т ы:
Силайчев П.А., доктор технических наук, профессор, почетный работник высшего профессио нального образования Российской Федерации, 
заместитель директора по содержанию образования, конвергенции образовательных программ Колледжа автомобильного транспорта № 9;
Кривчанский В.Ф., заведующий отделением технических специальностей, преподаватель специальных дисциплин высшей категории Яхромского колледжа преподаватель специальных дисциплин высшей категории

ISBN 978-5-16-017189-0 (print)
ISBN 978-5-16-109733-5 (online)
© Богатырев А.В., Щукина В.Н, 2024

Богатырев А.В.
Б73  
Тракторы и автомобили с электронным управлением : учебное 
пособие / А.В. Богатырев, В.Н. Щукина. — Москва : ИНФРА-М, 
2024. — 631 с. — (Среднее профессио нальное образование). — DOI 
10.12737/1818715.
ISBN 978-5-16-017189-0 (print)
ISBN 978-5-16-109733-5 (online)
В последние два десятилетия в автотракторной технике широко применяются системы автоматического управления (САУ) на базе электроники. 
Несмотря на то что материальная часть осталась практически неизменной, 
электроника оказывает значительное влияние на конструкцию. В учебном 
пособии впервые соединены эти два направления.
В соответствии с учебной программой изложены методика и содержание практических занятий по изучению конструкций, систем управления 
ими в современных тракторах и автомобилях, представлены основополагающие материалы для получения необходимых знаний и умений, а в дальнейшем — навыков при эксплуатации тракторов и автомобилей сельскохозяйственного назначения.
Рассмотрены требования к агрегатам и системам машин, приведены рекомендации практических вопросов по вождению, управлению машинами 
и проведению технического обслуживания и ремонта.
Соответствует требованиям федеральных государственных образовательных стандартов среднего профессионального образования последнего 
поколения.
Пособие предназначено для студентов средних специальных учебных 
заведений, бакалавров и магистров по направлениям «Агроинженерия», 
«Конструкция и эксплуатация транспортных и транспортно-технологических машин и комплексов».

УДК 631.37(075.32)
ББК 40.72я723

Предисловие

Рацио нальное использование техники в хозяйстве (на сельскохозяйственном предприятии или в акционерном обществе) и организацию работы бригады (участка, отделения и др.) должен обеспечивать техник-механик. Для этого ему необходимо доско нально 
знать устройство вверенной ему техники, что поможет правильно 
отрегулировать все механизмы машин, организовать эффективную 
работу машинно-тракторных агрегатов (МТА), обеспечить их техническое обслуживание, а также оценить возникающие неисправности.
Двигатели тракторов, комбайнов и автомобилей вырабатывают 
почти 80% всей энергии в сельскохозяйственном производстве. 
Именно от двигателей зависит эффективность производства полевых, транспортных работ, эффективность механизации животноводческих комплексов и предприятий переработки продукции. 
Следовательно, техник-механик прежде всего должен освоить 
устройство, работу, регулировку и способы эксплуатации тракторов, 
комбайнов и автомобилей. Для этого ему необходимо знать элемен ты 
теории двигателя, трактора и автомобиля, а также уметь применять 
теоретические положения в условиях эксплуатации. В учебном 
пособии в качестве базовых моделей рассмотрены широко применяемые в России тракторы МТЗ-80/100, ДТ-75МЛ, Т-150К и автомобили ГАЗ-3307, ЗИЛ-431410, BA3–21213 «Нива». По другим моделям тракторов и автомобилей даны особенности их конструкции. 
Также приведены данные по некоторым зарубежным моделям.
Курс «Тракторы и автомобили» базируется на таких дисциплинах, как математика, физика, химия, теоретическая механика, 
начертательная геометрия и инженерная графика, гидравлика, теплотехника и термодинамика, материаловедение и технология конструкционных материалов, метрология, детали машин и основы 
проектирования, компьютерное проектирование, топливо и смазочные материалы.
В свою очередь, курс «Тракторы и автомобили» является основополагающим для изучения методов испытаний мобильных энергетических средств, технологических свойств мобильных энергетических средств, электронных систем мобильных энергетических 
средств, эксплуатации машинно-тракторного парка, основ проектирования и испытания энергетических средств, а также испытаний 
сельскохозяйственных машин.

В результате освоения курса обучающийся будет:
знать
 
• устройство, конструкцию, принцип работы различных узлов 
и агрегатов мобильных машин, тракторов и автомобилей;
 
• назначение и конструкцию основных тракторов и автомобилей, 
используемых в сельскохозяйственном производстве, основные 
технологические регулировки и их назначение;
 
• основные понятия, связанные с тракторами;
 
• условия работы основных узлов и агрегатов автотракторной 
техники, специфику режимов работы и действующих нагрузок, 
определяющих ресурс и надежность отдельных узлов и агрегатов в целом;
 
• основы теории рабочих процессов автомобилей, тракторов и их 
двигателей;
уметь
 
• проводить сравнительный анализ совершенства используемой 
в отрасли автотракторной техники;
 
• оценить достоинства и недостатки автомобилей, тракторов и их 
двигателей;
 
• выполнять расчетный анализ условий работы техники;
 
• применять типовые методики диагностирования и регулирования автотракторной техники для прогнозирования и обеспечения необходимого ресурса;
 
• организовывать правильный технологический процесс эксплуатации, своевременный и полный контроль технического состояния и технического обслуживания автотракторной техники;
владеть
 
• практическими навыками:
 
– работы с оборудованием для проведения исследований автомобилей, тракторов и их двигателей;
 
– оценки технического состояния деталей и узлов автотракторной техники;
 
• практическими приемами проведения технического обслуживания механизмов и систем обслуживаемой техники.
Данное издание предназначено для студентов средних учебных 
заведений, а также может быть полезно бакалаврам, магистрам 
по направлениям «Агроинженерия», «Конструкция и эксплуатация транспортных и транспортно-технологических машин и комплексов» и механизаторам.

Глава 1. 

ОБЩАЯ КОМПОНОВКА МАШИН

1.1. КРАТКАЯ ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ ТРАКТОРОВ 
И АВТОМОБИЛЕЙ

Современные модели тракторов и автомобилей — это результат 
работы многих поколений изобретателей, ученых, инженеров и рабочих. «Сердцем» этих машин является двигатель, и пока не был 
создан мощный двигатель внут реннего сгорания, о мобильных машинах не могло быть и речи. Первый двигатель внутреннего сгорания, работавший на газе, создал инженер Жан Этьен Ленуар 
в 1860 г. Коэффициент полезного действия (КПД) этого двигателя 
был всего 4…5%. Только спустя 18 лет в Германии по явились работоспособные двигатели с зажиганием от электрической искры 
(Н. Отто, 1862) и с самовоспламе нением топлива (Р. Дизель, 1892). 
В России в 1884 г. О.С. Костович со здал карбюраторный двигатель, 
а в 1901 г. Г.В. Тринклер сконструировал двигатель с воспламенением от сжатия. Ныне на зывают дизелем двигатель именно этого 
типа.
В настоящее время понятие «карбюраторный двигатель» практически не применяется. Такие двигатели называют «бензиновые 
с искровым зажиганием» (БИЗ). Двигатели этих двух типов (БИЗ 
и дизельный) к настоящему времени существенно усовершенствованы. Их КПД с 14…15% вырос до 30…36% двигателей БИЗ 
и до 35…40% — у дизелей.
В 1958 г. был создан роторный двигатель Ванкеля (Германия), 
работаю щий по принципу рабочего цикла кар бюраторного двигателя. Применение на тракторах и автомо билях газотурбинных 
двигателей, двигателей Стирлинга и электродвигателей пока 
не дает должных результатов. Поршневой двигатель внутреннего 
сгорания (ДВС) остается вне конкуренции по многим показателям. В мире насчи тывается до 1 млрд ДВС мощностью от 0,1 
до 3500 кВт. С начала XX в. двигателестроение основывалось 
на развитии теории двигателя. Метод теплового расчета двигателя 
был впервые предложен проф. В.И. Гриневецким (МВТУ, 1906) 
и усовершенствован А.Н. Шелестом (1912). Развитию теории ДВС 
способствовали работы Н.Р. Брилинга, Е.К. Мазинга, Б.С. Стечкина и других русских ученых.

1.1.1. Из истории развития тракторов
Идея создания мобильной машины, заменяющей тягловый скот 
на сельс кохозяйственных работах и дорожные конные экипажи, постоянно будора жила умы изобретателей. Еще в 1752 г. Л.Л. Шамшуренков создал «самобеглую коляску», а в 1791 г. И.П. Кулибин — «самокатку» с приводом от мускульной силы человека, 
в которой впервые по явились маховик, коробка передач, ру левое 
управление, роликовые подшип ники, тормоза. Первый колесный 
трактор с паровой машиной (артиллерийский тягач) был создан 
Кюньо (Франция) в 1770 г., а первый гусеничный трактор — механиком Ф.А. Блиновым (Россия) в 1889 г. Он имел паровой двигатель и компо новку, присущую современным тракторам. Идея постройки трактора с ДВС относится к 90-м гг. XIX в. Я.В. Мамин 
(ученик Ф.А. Блинова) в 1893 г. построил трактор с двигателем 
собственной конструкции, работающим на сырой нефти. К 1908 г. 
он же разрабо тал двигатель высокого сжатия с насос ным распыливанием топлива и в 1910 г. организовал производство серии тракторов «Русский трактор» трех модификаций (20, 30 и 60 л. с.).
В 1901 г. компания «Харт и Парр» (США) разработала, 
а с 1907 г. начала промышленное массовое производство колесных 
тракторов. В 1912 г. фирма «Форд» отработала компоновку трактора, ставшую классической, — трактор «Фордзон», и начала его 
конвейерное производство.
Первый этап — начало промышленного производства тракторов 
в России относится к 1923 г., когда с введением политики коллективизации сельского хозяйства декретом В.И. Ленина на заводе 
«Красный Путиловец» (ныне Кировский) в Петрограде был организован выпуск тракторов «Фордзон-Путиловец» (ФП).
В 1930 г. вступил в строй первый в нашей стране тракторный 
завод — Сталинградский (СТЗ, ныне Волгоградский — ВгТЗ), 
а в 1931 г. — Харьковский (ХТЗ). Они выпускали тракторы СТЗ 
и СХТЗ 15/30 с керосиновым двигателем, сделанные на базе трактора «Интернейшнл». В 1936–1937 гг. эти заводы начинают выпуск первого трактора отечественной разработки — гусеничного 
СХТЗ — НАТИ. До этого гусеничные тракторы (С-60) выпускал Челя бинский тракторный завод (ЧТЗ), всту пивший в строй 
в 1933 г. С 1936 г. этот завод переходит на выпуск трактора С-65 
с дизелем. На этом этапе Кировс ким заводом начато производство 
ко лесных тракторов «Универсал». К началу Второй мировой войны 
СССР вы пускал до 40% гусеничных тракторов в мире. Во время 
войны работали Алтайский (АТЗ) и Владимирский (ВТЗ) тракторные заводы.

Второй этап (40-е гг. XX в. — за рубежом, послевоенные — 
в России) характеризуется переводом колесных тракто ров на пневматические шины, внедре нием гидросистем, дизелизацией тракторов. Наряду с восстановлением старых заводов строят новые — 
Минс кий (МТЗ), Липецкий (ЛТЗ), Киши невский. В это время 
начат выпуск гу сеничного трактора Д-54 (на базе СХТЗ) сначала с керосиновым двигате лем, а затем с дизелем, гусеничного 
КПД-35 (ЛТЗ) и колесных ВТЗ-14, МТЗ-2.
К 1950-м гг. СССР первым в мире полностью перешел на выпуск тракторов с дизелями.
Третий этап (1959–1967) — этап повышения рабочих скоростей. До это го машинно-тракторные агрегаты (МТА) выполняли 
сельскохозяйственные работы на скоростях 3,5…7,0 км/ч, что тормозило развитие крупных кол лективных хозяйств, составляющих 
ос нову сельского хозяйства страны. Тре бовалось резко увеличить 
производи тельность МТА. В эти годы были про ведены обширнейшие научные исследования, что позволило повысить скорости 
выполнения основных работ в полеводстве до 5…9 км/ч, а затем 
и до 12 км/ч. Производительность МТА воз росла на 50…100%. Заводы и научно-исследовательские институты (НИИ) отработали 
новые конструкции скорос тных энергонасыщенных тракторов 
и скоростных сельскохозяйственных ма шин. Для их выпуска были 
реконструи рованы старые и построены новые за воды. Основными 
(базовыми) моделя ми стали тракторы МТЗ-80 (завод МТЗ), Т-150 
и Т-150-К (ХТЗ), К-700 (Кировский завод), ДТ-75 (ВгТЗ). В 70-е 
гг. созданы тракторы МТЗ-100, МТЗ-142, ЛТЗ-150, К-710, ДТ-175С 
(ныне Т-175 «Волгарь») и др. Выпуск тракторов достиг 500 тыс. 
в год (первое место в мире).
Четвертый этап (70–80-е гг. XX в.) — это этап разработки новых 
концепций компоновки тракторов. С начала XX в. трактор использовали как средство для создания тяги. С целью повышения производительности МТА требовалось увеличить единичную мощность 
трактора, т.е. повысить его энергонасыщенность. Однако колеса 
трактора не могут обеспечить получение очень больших сил тяги, 
что пре пятствовало повышению мощности двигателя.
Возникло новое направление — использование активных рабочих органов и колес сельскохозяйственных машин в качестве основных потребителей мощности двигателя. В этом случае трактор 
становится не средством тяги, а мобильным энергетическим средством (МЭС). Тракторы стали оснащать несколькими системами 
дополнительного отбора мощности (в том числе гидравлическими) 

и двигателями увеличенной (в 2,0…2,5 раза) мощности (МТЗ-142 
и ЛТЗ-150).
Пятый этап (90-е гг. XX в.) характеризуется застоем в тракторостроении и развитии конструкции трактора. Производство 
тракторов сократилось в 5 раз из-за нестабильности экономики 
и распада СССР, в результате чего многие тракторные заводы 
по производству двигателей и комплектующих агрегатов (насосов, 
гидросистем и др.) оказались за рубежом.
Основой развития конструкции трактора стали работы выдающихся ученых Д.К. Карельских, Е.Д. Львова, В.Н. Болтинского 
и др.

1.1.2. Из истории развития автомобилей
Первый автомобиль был создан Кюньо (Франция) в 1770 г. 
В России первый автомобиль был построен в 1896 г. в Санкт-Петербурге. Автомобили производили по индиви дуальным заказам, 
штучно.
Первая попытка организации про мышленного производства 
была предпринята в 1904 г. петербургским заво дом «Г.А. Лесснер». В 1909 г. был орга низован промышленный выпуск автомобилей на Русско-Балтийском вагонном заводе в г. Риге. С 1909 
по 1915 г. было произведено 625 легковых и грузовых автомобилей.
В 1916 г. Главное военно-техничес кое управление России выделило госу дарственный кредит на строительство автозаводов: АМО 
в Москве, «Руссо-Балт» в Филях под Москвой, «Русский Рено» 
в Рыбинске, «В.А. Лебедев» в Ярославле, «Аксай» в Ростове-наДону.
Развитие автомобильной промышленности России прошло несколько этапов.
Первый этап (1924–1930) — это период выпуска в основном 
небольших количеств грузовых автомобилей инди видуального 
и серийного производства. Датой рождения отечественного автомобилестроения можно считать 1924 г., когда на Московском автомобильном заводе (АМО — Автомобильное московское общество) 
был орга низован серийный выпуск автомобилей АМО-Ф-15 грузоподъемностью 1,5 т.
В 1925 г. на Ярославском автомобиль ном заводе (ЯАЗ, бывший 
«В.А. Лебедев») начато производство трехтонных грузовых автомобилей ЯАЗ. В 1927–1928 гг. авторемонтный завод «Спартак» 
в г. Москве приступил к серийно му производству легковых малолитражных автомобилей НАМИ-1.

Второй этап (1931–1941) характеризуется организацией крупносерийного и массового производства автомобилей.
В 1931 г. введен в строй Московский автозавод, рассчитанный 
на выпуск в год 25 тыс. трехтонных одноосных автомобилей ЗИС-5 
и трехосных ЗИС-6. В 1933–1934 гг. этот завод стал выпускать 
также автобусы ЗИС-8, ЗИС-12, ЗИС-16. В 1936 г. начало производство легковых шестиместных автомобилей ЗИС-101.
В 1932 г. вошел в строй Горьковский автозавод (ГАЗ), рассчитанный на вы пуск 100 тыс. автомобилей в год (грузовые автомобили ГАЗ-АА грузоподъем ностью 1,5 т и легковые автомобили 
ГАЗ-А).
Московский автосборочный завод им. КИМ в 1938–1939 гг. был 
расши рен и реконструирован для массового производства малолитражных легковых автомобилей КИМ-10.
В годы Великой Отечественной войны был построен Уральский 
автомобильный завод (УралАЗ, г. Миасс), который с 1944 г. выпускал трехтонные грузовые автомобили.
Третий этап (1945–1950) характе ризуется бурным ростом 
автомобиль ной промышленности. В 1958 г. уже выпускалось 
300 различных типов и модификаций грузовых автомобилей, моделей легковых автомобилей и 10 типов автобусов.
В 1947–1948 гг. заводы взамен ранее выпускавшихся автомобилей начали освоение новых грузовых автомобилей ГАЗ-51, 
ГАЗ-63, ЗИС-150, ЗИС-151, Урал-355М, ЯАЗ-200, ЯАЗ-210, 
МАЗ-20, МАЗ-205 и др., а также легковых авто мобилей «Победа», 
вездеходов ГАЗ-69.
В 1955–1959 гг. ЗИС выпус кает первый в СССР междугородный 
автобус ЗИС-127 вагонной компонов ки. Затем страна стала импортировать из Венгрии междугородные автобусы «Икарус». В 1959 г. 
автобусное произ водство Московского автозавода пере водится 
на вновь построенный Ликинский автобусный завод (ЛиАЗ).
После войны построены и начали производство автомобилей 
Минский автозавод, рассчитанный на выпуск двухосных грузовых автомобилей грузоподъемностью 6…7 т, и Кутаисский автозавод (КАЗ), выпускавший грузо вые автомобили ЗИС-150.
В 1960 г. Запорожский завод «Коммунар» начал выпуск микролитражных легковых автомобилей «Запорожец» (ЗАЗ). В г. Риге 
в 1957 г. организовано производство автобусов особо малой вместимости (РАФ).
Четвертый этап (1950–1980) связан с коренной технической 
реконструк цией автомобильного транспорта. В этот период грузооборот автомобильного транспорта возрастал примерно в 1,4 раза 

за каждое пятилетие. Для горнорудной, металлургической, химической и строи тельной промышленности выпуск авто мобилей грузоподъемностью 10…14 т увеличился в 1965 г. по сравнению с 1958 г. 
в 6,5 раза, а выпуск автомобилей-самосвалов грузоподъемностью 
25 и 40 т возрос в 5,5 раза. Такой рост был обеспе чен за счет ввода 
мощностей Кременчуг ского и Белорусского (БелАЗ, г. Жодино) 
автомобильных заводов.
В 60-е гг. основные заводы пере шли на выпуск более совершенных мо делей автомобилей: ЗИЛ-130 и ЗИЛ-131 (1967 г.) 
на Московском автозаводе; ГАЗ-53А (1965 г.) и ГАЗ-66 (1966 г.) 
на Горьковском; Урал-375 (1962 г.) и Урал-377 (1966 г.) на Уральском; МАЗ-500, MA3–503, МАЗ-504 (1965 г.) на Мин ском автозаводе и др. В г. Ижевске в рамках ПО «Ижмаш» был построен автомобильный завод, где в 1967 г. начат выпуск автомобилей «Москвич-412» параллельно с АЗЛК.
В 1976 г. начал работать Камский ав томобильный завод 
(КамАЗ). Произ водственная мощность его составляла 150 тыс. 
большегрузных автомобилей и 200 тыс. дизелей в год.
Коренной перелом в развитии лег кового автомобилестроения 
произошел при введении в строй Волжского авто мобильного завода (ВАЗ). Производ ственные мощности завода были рас считаны 
на выпуск 660 тыс. легковых автомобилей малого класса и 75 тыс. 
полноприводных легковых автомоби лей «Нива».
В середине 1980-х гг. ВАЗ, КамАЗ и Серпуховский автомобильный завод совместно создают мощности по про изводству легковых автомобилей особо малого класса («Ока»).
За десять лет (1971–1980) выпуск грузовых автомобилей 
увеличил ся в 1,5 раза, легковых — в 4 раза, автобусов — в 1,8 раза.
Пятый этап (1981–1990) развития автомобильной промышленности свя зан с реализацией комплексных народ нохозяйственных 
и социально-эконо мических программ.
Для сельского хозяйства создан и поставлен на производство 
большой парк сельскохозяйственных автопоез дов с дизелем 
на базе новых моделей ГАЗ, ЗИЛ и КамАЗ грузоподъемнос тью 
9…14 т, принципиально новые полноприводные транспортно-технологические автомобили Урал-5557 и КАЗ-4540 (грузоподъемность 
автопо ездов соответственно 14 и 11 т). В рамках системы специализированных ма шин для агропромышленного комплекса создано 
115 моделей транспорт ных средств.
Среди новых моделей конца 1980-х гг., поставленных или подготовленных к производству, следует отметить гру зовые автомобили 
УАЗ-3303, ГАЭ-3307, Урал-4320, КамАЗ-5320, автобусы ПАЗ-3205,