Тракторы и автомобили. Конструкция

А.Н. Карташевич
О.В. Понталев
А.В. Гордеенко
Тракторы и автомобили. 
Конструкция
Под редакцией А.Н. Карташевича
Допущено 
Министерством образования Республики Беларусь 
в качестве учебного пособия для студентов 
 
учреждений высшего образования 
 
по агрономическим и агроэкологическим специальностям
 
Минск 
Москва
 
«Новое знание» 
«ИНФРАМ»
2013

УДК [629.33+629.366].01(075.8)
ББК 39.3-04я73
 
К27
Р е ц е н з е н т ы:
кафедра «Тракторы» Белорусского национального технического университета;
зав. кафедрой эксплуатации машино-тракторного парка Белорусского государственного аграрного технического университета, кандидат технических наук, доцент А.В. Новиков
Карташевич, А.Н.
Тракторы и автомобили. Конструкция : учеб. пособие / 
К27
А.Н. Карташевич, О.В. Понталев, А.В. Гордеенко ; под ред. 
А.Н. Карташевича. — Минск : Новое знание ; М. : ИНФРА-М, 
2013. — 313 с. : ил. — (Высшее образование: Бакалавриат).
ISBN 978-985-475-571-7 (Новое знание)
ISBN 978-5-16-006882-4 (ИНФРА-М)
Приведены классификация и типажи тракторов и автомобилей. 
Описаны конструкции двигателей внутреннего сгорания и их систем, силовой передачи, ходовой части, систем управления, рабочего 
и вспомогательного оборудования тракторов и автомобилей.
Для студентов высших учебных заведений, обучающихся по агрономическим и агроэкономическим специальностям. Может быть 
полезно учащимся средних специальных учебных заведений.
УДК [629.33+629.366].01(075.8)
ББК 39.3-04я73
©
© Карташевич А.Н., Понталев О.В., 
Гордеенко А.В., 2013
©
© ООО «Новое знание», 2013
ISBN 978-985-475-571-7 (Новое знание) 
ISBN 978-5-16-006882-4 (ИНФРА-М) 

Оглавление
Введение.....................................................................................................................................5
Глава 1. Типаж тракторов и автомобилей и их общее устройство.
.................11
1.1. Классификация и типаж тракторов.
.......................................................................11
1.2. Классификация и типаж автомобилей..................................................................15
1.3. Общее устройство трактора и автомобиля..........................................................18
Глава 2. Двигатель внутреннего сгорания.
.................................................................21
2.1. Классификация двигателей.......................................................................................21
2.2. Общепринятые понятия о работе двигателя.
......................................................24
2.3. Рабочие циклы.
...............................................................................................................29
2.3.1. Двухтактный искровой ДВС.........................................................................29
2.3.2. Дизельный четырехтактный ДВС...............................................................32
2.3.3. Четырехтактный ДВС с искровым зажиганием....................................33
2.3.4. Сравнительная оценка ДВС..........................................................................34
2.4. Многоцилиндровые двигатели.................................................................................35
2.5. Кривошипно-шатунный механизм.
.........................................................................39
2.6. Газораспределительный механизм..........................................................................50
2.7. Система охлаждения....................................................................................................57
2.8. Система смазывания.
....................................................................................................62
2.9. Система питания двигателя с искровым зажиганием.....................................69
2.10. Система питания дизельного двигателя.
............................................................84
2.11. Источники электрического напряжения двигателя внутреннего 
сгорания....................................................................................................................... 109
2.12. Система зажигания.................................................................................................. 121
2.13. Способы пуска........................................................................................................... 132
Глава 3. Силовая передача.
............................................................................................ 142
3.1. Классификация трансмиссий.
................................................................................ 142
3.2. Трансмиссионные масла: классификация и выбор........................................ 152
3.3. Устройство и работа муфты сцепления.
............................................................. 158
3.4. Коробка перемены передач..................................................................................... 171
3.5. Раздаточная коробка................................................................................................. 187
3.6. Карданная передача................................................................................................... 193
3.7. Главная передача, дифференциал.
........................................................................ 196
Глава 4. Ходовая часть.................................................................................................... 208
4.1. Несущая система тракторов и автомобилей.................................................... 208
4.2. Подвеска трактора и автомобиля......................................................................... 210
4.3. Движители трактора и автомобиля..................................................................... 216
4.4. Проходимость трактора и автомобиля............................................................... 224
4.5. Способы регулировки колеи трактора............................................................... 228
4.6. Плавность хода автомобиля................................................................................... 229

Оглавление
4
Глава 5. Система управления.
....................................................................................... 232
5.1. Управляемость транспортного средства.
............................................................ 232
5.2. Стабилизация управляемых колес.
...................................................................... 234
5.3. Система рулевого управления............................................................................... 239
5.3.1. Реечный рулевой механизм........................................................................ 241
5.3.2. Червячный рулевой механизм................................................................... 243
5.3.3. Рулевой механизм типа винт — шариковая гайка — .
рейка — сектор................................................................................................. 247
5.3.4. Рулевой механизм винт — шариковая гайка — .
зубчатая рейка — трехзубый сектор........................................................ 248
5.4. Усилители рулевого привода.
................................................................................. 250
5.5. Гидрообъемное рулевое управление.................................................................... 263
5.6. Тормозные системы.
................................................................................................... 267
Глава 6. Рабочее и вспомогательное оборудование  
трактора и автомобиля.................................................................................................... 275
6.1. Навесная система.
....................................................................................................... 275
6.2. Назначение и принцип работы элементов гидравлической 
системы трактора....................................................................................................... 277
6.2.1. Масляный бак гидравлической системы трактора............................ 277
6.2.2. Масляный насос гидравлической системы трактора........................ 279
6.2.3. Гидрораспределитель гидравлической системы трактора.
.............. 281
6.2.4. Регулятор силовой (позиционный) гидравлической 
системы трактора............................................................................................ 286
6.2.5. Силовые цилиндры (гидроцилиндры)................................................... 289
6.2.6. Смеситель сигналов гидравлической системы трактора................. 291
6.2.7. Гидроаккумулятор гидравлической системы трактора.................... 293
6.2.8. Принцип работы системы автоматического регулирования 
глубины обработки почвы........................................................................... 294
6.3. Навесное устройство................................................................................................. 298
6.4. Гидрофицированный прицепной крюк.
.............................................................. 303
6.5. Автоматическая сцепка............................................................................................ 304
6.6. Вал отбора мощности.
............................................................................................... 305
Список использованных источников.......................................................................... 312

Введение
Первые известные чертежи автомобиля (с пружинным приводом) принадлежат Леонардо да Винчи, однако ни действующего 
экземпляра, ни сведений о его существовании до наших дней не 
дошло. В 2004 г. эксперты Музея истории науки Флоренции смогли восстановить по чертежам этот автомобиль, доказав тем самым 
правильность идеи Леонардо. В эпоху Возрождения и позже в ряде 
европейских стран «самодвижущиеся» тележки и экипажи с пружинным двигателем строились в единичных количествах для участия в маскарадах и парадах.
Наиболее значимым решением явилось появление в 1801 г. патента француза Ф. Лебона на поршневой двигатель, работающий на 
горючих газах от сухой перегонки древесины с зажиганием их электрической искрой и сгоранием внутри цилиндра. Развивая эту идею, 
в 1805 г. швейцарец И. Риваз предложил двигатель на водороде.
Дальнейшее повышение эффективности работы двигателя внутреннего сгорания (ДВС) было невозможно без теоретического обоснования, которое сделал в 1824 г. основоположник термодинамики 
С. Карно, описавший рабочий цикл четырехтактного двигателя внутреннего сгорания, соответствующий четырем ходам поршня: 1-й — 
всасывание воздуха; 2-й — сжатие его, в конце которого подача и сгорание топлива; 3-й — рабочий ход — расширение газообразных продуктов сгорания; 4-й — их выпуск.
В 1860 г. французский механик Ж. Ленуар начинает строить 
и продавать ДВС, работающие на светильном газе, с зажиганием 
от электрической искры, но без предварительного сжатия воздуха, 
что ограничило их КПД (3–6 %, как у паровых машин). И только 
в 1877 г. немецкий изобретатель-коммерсант Н. Отто создает, наконец, четырехтактный ДВС с искровым зажиганием, КПД которого 
достиг 16–20 %, а в 1892–1897 гг. немецкий инженер Р. Дизель 
разрабатывает компрессорный ДВС с воспламенением от предварительно сильно сжатого в цилиндре воздуха, оказавшийся самым 
экономичным.

Введение
6
Данные изобретения позволили К. Бенцу изготовить первый 
автобус в 1895 г, а Г. Даймлеру — такси и грузовик в 1896 г.
Так в последнем десятилетии XIX в. в Германии, Франции и Англии зародилась автомобильная промышленность.
Немалый вклад в широкое распространение автомобильного 
транспорта внес американский изобретатель и промышленник 
Г. Форд, широко применивший конвейерную систему сборки автомобилей.
В первой четверти XX в. широкое распространение получили 
электромобили и автомобили с паровой машиной. В 1900 г. примерно половина автомобилей в США была на паровом ходу, в 1910-х гг. 
в Нью-Йорке в службе такси работало до 70 тыс. электромобилей.
В том же 1900 г. Ф. Порше сконструировал электромобиль с четырьмя ведущими колесами, в которых располагались приводящие 
их в движение электродвигатели. Через два года голландская фирма 
Spyker выпустила гоночный автомобиль с полным приводом, оснащенный межосевым дифференциалом.
В 1906 г. паровой автомобиль фирмы Stanley установил рекорд 
скорости — 203 км/ч. Модель 1907 года проезжала на одной заправке водой 50 миль. Необходимое для движения давление пара 
достигалось за 10–15 мин до запуска машины. Это были любимые 
машины полицейских и пожарных Новой Англии. Братья Стэнли 
производили около 1000 автомобилей в год. Фирма Stanley выпускала автомобили на паровом ходу до 1927 г. Несмотря на ряд достоинств (хорошая тяга, многотопливность), паровые автомобили 
сошли со сцены к 1930-м гг. из-за своей неэкономичности и сложностей при эксплуатации.
История российского тракторостроения уходит в глубь XVIII в. 
В 1791 г. знаменитый механик-самоучка И.П. Кулибин изобрел трехколесную «коляску-самокатку» с двумя ведущими и одним направляющим колесами. В этой коляске изобретатель применил целый 
ряд механизмов и устройств, которые встречаются в современном 
тракторе: коробку передач, рулевое управление, роликовые подшипники, тормоза, маховик и др. 
Д.А. Загряжский в 1837 г. создал движитель, принципиально 
отличный от колес. Следует считать, что этот движитель представлял собой прообраз будущей гусеницы. В 1888 г. Ф.А. Блинов построил гусеничный трактор, приводимый в движение двумя паро

Введение
7
выми машинами, и демонстрировал его в 1889 г. на Саратовской, 
а в 1896 г. — на Нижегородской выставках.
Я.В. Мамин в 1911 г. изготовил трактор с двигателем мощностью 18 кВт собственной конструкции и дал ему название «Русский трактор-2». После испытания и небольшой переделки был 
создан трактор с двигателем мощностью 33 кВт. На Балаковском 
заводе до 1914 г. было выпущено более 100 таких тракторов.
В 1913 г. в царской России насчитывалось всего 165 тракторов. 
До 1917 г. закуплено за границей и завезено в Россию около 1500 тракторов.
С первых дней советской власти остро ставится вопрос о развитии отечественного тракторостроения. В 1918 г. на Обуховском 
заводе в Петрограде началось производство гусенично-колесных 
тракторов по типу американского трактора фирмы «Холт» с двигателем мощностью 55 кВт. Но из-за Гражданской войны завод 
лишь в 1921 г. смог выпустить первые тракторы.
Продолжая работу по конструированию новых моделей тракторов, Я.В. Мамин в 1919 г. создал трактор «Гном» с нефтяным 
двигателем мощностью 11,8 кВт и двухскоростной коробкой передач, обеспечивающей скорости движения 2,93 и 4,27 км/ч. В 1923 г. 
на Харьковском паровозостроительном заводе приступили к выпуску гусеничных тракторов «Коммунар» с двигателем мощностью 
36,8 кВт и трехскоростной коробкой передач, которая обеспечивала 
скорость от 1,8 до 7 км/ч. 
В 1924 г. в Ленинграде с конвейера завода «Красный путиловец» сошел первый трактор, названный «Фордзон-путиловец». Трактор имел карбюраторный двигатель мощностью 14,7 кВт, работавший 
на керосине, трехскоростную коробку передач, развивал скорость 
от 2,3 до 10,8 км/ч, мощность на крюке достигала 6,6 кВт. Он выпускался до апреля 1932 г. 
17 июня 1930 г. с конвейера Сталинградского тракторного завода был снят первый трактор СТЗ-15/30 с карбюраторным двигателем, работавшим на керосине. Трехскоростная коробка передач 
позволяла получать скорость от 3,5 до 7,4 км/ч. Мощность двигателя составляла 22 кВт, мощность трактора на крюке — 11 кВт. 
Колеса имели стальные ободья с почвозацепами. 
На Кировском заводе в Ленинграде (бывшем заводе «Красный путиловец») в 1934 г. вместо трактора «Фордзон-путиловец» 

Введение
8
началось производство трактора «Универсал», в качестве прототипа которого был взят американский трактор «Фармолл». Трактор «Универсал» имел двигатель мощностью 16,19 кВт, работавший на керосине, и трехскоростную коробку передач, развивал 
скорость от 3,4 до 7,2 км/ч и мощность на крюке 7,36 кВт. Завод 
выпускал эту модель до 1940 г. 
В 1937 г. Сталинградский и Харьковский тракторные заводы перешли на выпуск гусеничных тракторов СТЗ-НАТИ и ХТЗ-НАТИ 
общего назначения. Эти тракторы имели карбюраторный двигатель 
мощностью 37 кВт, работавший на керосине, и четырехскоростную 
коробку передач, которая позволяла получать скорость от 3,82 до 
8,04 км/ч. Мощность на крюке составляла 25 кВт. 
В декабре 1944 г. на Алтайском тракторном заводе изготовлен 
первый опытный образец трактора ДТ-54, представлявшего собой 
гусеничный трактор общего назначения с дизелем мощностью 
39,7 кВт. Трактор имел пятискоростную коробку передач, обеспечивающую скорость передвижения от 3,59 до 7,9 км/ч. Мощность 
на крюке составляла 26,5 кВт. 
14 октября 1953 г. с конвейера Минского тракторного завода 
сошел первый колесный трактор МТЗ-2 с пневматическими шинами. Двигатель трактора имел мощность 26,5 кВт. Пятискоростная коробка передач позволяла получать скорость движения от 4,56 
до 12,95 км/ч. Мощность на крюке составляла 17,66 кВт. Завод все 
время улучшал качество и увеличивал количество выпускаемых 
тракторов. Тракторы БЕЛАРУС получили 19 медалей на международных выставках и ярмарках (16 золотых, 2 серебряные и 1 бронзовую). 
Республиканское унитарное предприятие «Минский тракторный 
завод» входит в восьмерку крупнейших производителей сельскохозяйственной техники в мире (около 8–10 % от мирового рынка 
колесных тракторов).
За 66 лет, прошедших с момента основания предприятия, выпущено более 3,7 млн тракторов, из них свыше 2,6 млн поставлено 
более чем в 100 стран мира. В настоящее время предприятие предлагает потребителям более 62 моделей разных видов машин (тракторы, мини-тракторы, мотоблоки, погрузчики, машины для коммунального хозяйства, для работ в шахтах, для заготовки и ухода за 
лесом и др.) мощностью от 7 до 220 кВт более чем в ста сборочных 

Введение
9
вариантах для всех климатических и эксплуатационных условий, 
под запросы потребителей с учетом их желаний и финансовых возможностей.
Основной тенденцией развития конструкции тракторов и автомобилей является повышение мощности ДВС при одновременном снижении расхода топлива и повышение экологичности его 
работы.
В структуре тракторного парка хозяйств Республики Беларусь 
в настоящее время при общей численности парка 51 077 физических 
единиц колесные тракторы занимают 95,4 %, гусеничные — 4,6 %. 
В настоящее время около 62 % колесных тракторов составляют тракторы с мощностью двигателя до 100 л.с. (МТЗ-80/82, БЕЛАРУС1221В, 800/820, 821.3/921.3, 310/320), 21,6 % — с мощностью 120–
130 л.с. (БЕЛАРУС-1523, БЕЛАРУС-2022), 2,2 % — с мощностью 
150–200 л.с. (БЕЛАРУС-2522ДВ), около 1 % — с мощностью 250–
280 л.с. (БЕЛАРУС-3022ДВ), 8,8 % — с мощностью 300 л.с. и более 
(К-700/701).
В связи с ростом объемов выполняемых работ, расширением 
возможности использования широкозахватных почвообрабатывающих, посевных и посадочных агрегатов, сокращением численности 
механизаторских кадров, укрупнением сельскохозяйственных организаций возрастает необходимость применения колесных тракторов с высокой мощностью двигателя. По предварительным расчетам, при общей технологической потребности хозяйств в тракторах 
не более 54,5 тыс. физических единиц, удельный вес энергонасыщенных тракторов с мощностью двигателя 300 л.с. и более должен 
составить не менее 15 % (8000 шт.). Перспективным направлением 
в области создания мобильных энергетических средств должно быть 
дальнейшее повышение мощности их двигателей для высокопроизводительного использования машинно-тракторных агрегатов, 
снижение удельного расхода горючесмазочных материалов и давления ходовых систем на почву. С этой целью необходима реализация нового поколения тракторов БЕЛАРУС с мощностью двигателя 
350 л.с. и более для комплектования перспективных машиннотракторных агрегатов. Предусматривается сконцентрировать работу 
на совершенствовании конструкций их отдельных узлов и агрегатов, 
повышении технической надежности, расширении возможностей 
агрегатирования современных комбинированных машин, улучше

Введение
10
нии условий труда механизаторов, уменьшении вредных выбросов 
в атмосферу.
Для выполнения транспортных работ в хозяйствах республики 
широко используются грузовые автомобили типа МАЗ (МАЗ533603-220 (221), МАЗ-650108, МАЗ-51705, МАЗ-555102-225, 
МАЗ-857100, МАЗ-837810), прицепы, полуприцепы автомобильные и тракторные (ПСТБ-17). Для снижения транспортных расходов и повышения эффективности транспортных средств необходима 
разработка большегрузных прицепов грузоподъемностью не менее 
25 т, позволяющих повысить производительность на транспортных 
работах в 2–2,5 раза. Для увеличения объемов перевозимых грузов 
необходима модернизация серийно выпускаемых автомобилей типа 
МАЗ сельскохозяйственного назначения и увеличения их грузоподъемности до 20 т. Требуется разработка типоразмерного ряда 
универсальных транспортных средств со сменными выгрузными 
устройствами.