•САНКТПЕТЕРБУРГ•МОСКВА•КРАСНОДАР•

О. И. ПОЛИВАЕВ, О. М. КОСТИКОВ,
А. В. ВОРОХОБИН, О. С. ВЕДРИНСКИЙ

КОНСТРУКЦИЯ
ТРАКТОРОВ
И АВТОМОБИЛЕЙ
УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ
Издание четвертое, стереотипное

•САНКТПЕТЕРБУРГ•МОСКВА•КРАСНОДАР•
•2025•

УДК 631.372:629.33
ББК 40.7я723
К 65

Конструкция тракторов и автомобилей : учебное пособие для
СПО / О. И. Поливаев, О. М. Костиков, А. В. Ворохобин, О. С. Вед
ринский. — 4е изд., стер. — СанктПетербург : Лань, 2025. —
288 с. : вклейка (8 с.) — Текст : непосредственный.

ISBN 9785507505555
В пособии изложены сведения о конструкции отечественных и зару
бежных тракторов и автомобилей сельскохозяйственного назначения. При
ведены сведения о возможных неисправностях систем и механизмов трак
торов и автомобилей, а также рассмотрены вопросы по их техническому
обслуживанию. Также рассмотрены тенденции развития современных трак
торов и автомобилей.
Соответствует современным требованиям Федерального государственного
образовательного стандарта среднего профессионального образования и про
фессиональным квалификационным требованиям.
Учебное пособие рекомендуется студентам средних профессиональных
учебных заведений, изучающим конструкцию трактора и автомобиля.

УДК 631.372:629.33
ББК 40.7я723
Рецензенты:
В. И. ГОРШЕНИН — доктор технических наук, профессор, зав. кафедрой
тракторов и сельскохозяйственных машин Мичуринского государственного
аграрного университета;
В. С. ВОЛКОВ — доктор технических наук, профессор, зав. кафедрой
«Автомобили и тракторы» Воронежской государственной лесотехнической
академии.

Обложка
Ю. В. ГРИГОРЬЕВА

© Издательство «Лань», 2025
© Коллектив авторов, 2025
© Издательство «Лань»,
художественное оформление, 2025

Посвящается 100-летию со дня основания
Воронежского государственного аграрного университета им. императора Петра I

ВВЕДЕНИЕ
Тракторы и автомобили являются основными средствами механизации сельскохозяйственных работ. Переход экономики России на рыночные отношения, внедрение новых организационных форм хозяйствования в агропромышленном комплексе, включая развитие крестьянских (фермерских) хозяйств, требует материального совершенствования АПК, в том числе тракторов и автомобилей сельскохозяйственного
назначения.
В последние годы наблюдается тенденция роста номенклатуры
данной техники. Так, разработаны и широко рекламируются конкурентоспособные обычные и малогабаритные тракторы. Для транспортных
работ автомобильные заводы страны предлагают сельскому хозяйству
широкий спектр грузовых автомобилей разной грузоподъемности.
Кроме того, широкое распространение получили тракторы и автомобили зарубежного производства.
Современные тракторы и автомобили представляют собой многофункциональные мобильные энергетические средства (МЭС), задачей
которых является качественное выполнение работ с наилучшими техникопоказателями.

ВВЕДЕНИЕ

5

ГЛАВА

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
О ТРАКТОРАХ
И АВТОМОБИЛЯХ

1.1. ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ
К ТРАКТОРАМ И АВТОМОБИЛЯМ

Тракторы и автомобили — сложные мобильные энергетиче'
ские и транспортные средства, используемые для комплексной механизации и
автоматизации сельскохозяйственного производства, а также для перевозки
сельскохозяйственных грузов и пассажиров.
Тракторы и автомобили должны отвечать определенным эксплуатацион'
ным требованиям, базирующимся на научно обоснованных свойствах и пока'
зателях. К числу этих требований относятся прежде всего: обеспечение высо'
кой производительности и экономичности, выполнение всего комплекса сель'
скохозяйственных работ качественно, в наилучшие агротехнические сроки.
Весьма важны требования агроэкологического характера, связанные с засоре'
нием атмосферы вредными компонентами, содержащимися в выхлопных га'
зах двигателей, с воздействием ходовой части этих машин на почву. Послед'
нее вызвано тем, что ходовая часть уплотняет и истирает почву, что отрица'
тельно влияет на ее плодородие и урожайность культур. Поэтому снижение
отрицательного воздействия тракторов и автомобилей на почву является од'
ним из важнейших эксплуатационных требований.
Производительность трактора, работающего в агрегате с сельскохозяйст'
венными машинами, зависит от их ширины захвата, от мощности тракторно'
го двигателя, тягового сопротивления машин, средней скорости движения
машинно'тракторного агрегата (МТА) и ряда других факторов. В связи с этим
производительность определяется энергонасыщенностью и тягово'сцепными
свойствами тракторов. Кроме того, производительность обусловлена степенью
утомляемости тракториста, которая, в свою очередь, зависит от плавности хода
трактора; защищенности его кабины от шума, газов, пыли; температуры окру'
жающей среды; легкости управления и обслуживания; обзорности с рабочего
места, т. е. от так называемых эргономических свойств тракторов, характери'
зующих условия труда тракториста и обслуживающего персонала. Интеграль'
ным показателем производительности и экономичности является себестоимость
выполняемых МТА сельскохозяйственных работ.
6

КОНСТРУКЦИЯ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

Производительность автомобиля определяется массой перевозимого груза
или численностью пассажиров, а также средней скоростью движения. В связи
с этим она зависит от мощности двигателя, проходимости, плавности хода
автомобиля и его надежности, состояния дорожного покрытия, легкости управ5
ления и других факторов, характеризующих условия труда шофера. Инте5
гральным показателем производительности и экономичности автомобиля яв5
ляется себестоимость автомобильных перевозок.

1.2. КЛАССИФИКАЦИЯ ТРАКТОРОВ
Трактором называется колесная или гусеничная самоходная
машина, предназначенная для передвижения прицепных или навесных сель5
скохозяйственных, дорожных машин и прицепов. Кроме того, рабочие орга5
ны и механизмы этих машин могут приводиться в действие от двигателя трак5
тора через валы отбора мощности.
Тракторы применяются на сельскохозяйственных, строительных и дорож5
ных работах, на лесоразработках, при осушении и орошении земель, для транс5
портировки грузов.
Чтобы выполнить большое количество разнообразных по своему характе5
ру работ, нужны различные типы тракторов. Совокупность моделей тракто5
ров, выпускаемых для удовлетворения потребностей народного хозяйства, об5
разует типаж тракторов.
Типаж состоит из отдельных классов.
Класс тракторов — совокупность типоразмеров и моделей тракторов,
имеющих одинаковые основные классификационные параметры.
Типоразмер трактора — трактор определенного назначения, типа, тяго5
вого класса и мощности, например, гусеничный сельскохозяйственный трак5
тор общего назначения класса 3 мощностью 150 л. с.
Модель трактора — конкретное конструктивное исполнение трактора дан5
ного типоразмера.
Базовая модель — наиболее распространенная модель трактора в данном
тяговом классе, имеющая модификации. Их в классе обычно не менее двух:
одна в производстве и эксплуатации, а другая — в эксплуатации, но снятая с
производства.
Модификация — трактор, специализированный по назначению или сфере
применения, являющийся производным от базовой модели и унифицирован5
ный с нею по ряду основных агрегатов и узлов.
Сельскохозяйственные тракторы классифицируются следующим образом.
1. По назначению:
а) общего назначения, применяемые для пахоты, посева, культивации,
уборки зерновых культур и т. д. (Агромаш590ТГ, ХТЗ5150, К5744Р и др.);
б) универсально5пропашные — предназначены главным образом для меж5
дурядной обработки и уборки пропашных культур, но могут также выполнять
и другие сельскохозяйственные работы (Беларус5800/900, Беларус51221 и др.);
в) специализированные — используются при выполнении какого5либо оп5
ределенного вида работ (хлопководческие, виноградниковые, свекловодческие,
ГЛАВА 1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ТРАКТОРАХ И АВТОМОБИЛЯХ

7

рисоводческие, садоводческие и др.). Например, трактор ВТ!100ДС предназна!
чен для возделывания сахарной свеклы (в маркировке трактора на это указы!
вает буква «С»).
2. По типу ходовой части:
а) колесные, ходовая часть которых оборудована колесными движителями;
б) гусеничные, ходовая часть которых имеет гусеничный движитель.
Разновидностью колесного трактора является самоходное шасси, напри!
мер ВТЗ!30СШ. Передняя часть его представляет свободную раму, предназна!
ченную для навешивания машин и саморазгружающейся платформы.
3. По типу остова:
а) рамные тракторы, остов которых представляет собой клепаную или свар!
ную раму (Агромаш!90ТГ, ХТЗ!150, К!744Р);
б) полурамные тракторы, остов которых образуется корпусом механизмов
силовой передачи и двумя продольными балками (Беларус!1221, Беларус!
1523);
в) безрамные тракторы, остов которых получается в результате соедине!
ния корпусов отдельных механизмов.
Все колесные тракторы условно обозначают колесной схемой 4К2 и 4К4
(4 колеса, из них соответственно 2 и 4 ведущие). Кроме того, тракторы с колес!
ной схемой 4К4 могут подразделяться на схемы 4К4а и 4К4б, где индекс «а»
указывает на то, что передние колеса такого трактора меньшего размера, чем
задние, а индекс «б» говорит о том, что передние и задние колеса трактора
одинакового размера.
4. По номинальному тяговому усилию. Под номинальным тяговым усили!
ем Pкр.н понимают усилие, которое трактор может реализовать на стерне нор!
мальной плотности и влажности при допустимом буксовании ведущих колес.
Допустимое буксование для колесных движителей составляет 16–18%, а для
гусеничных 3–5%.
По номинальному тяговому усилию, согласно ГОСТ 27021–86 (СТ СЭВ 628–
85), «Тракторы сельскохозяйственные и лесохозяйственные. Тяговые клас!
сы», который действует не только в России, но и странах бывшего СССР, трак!
торы делятся на десять тяговых классов.
В таблице 1.1 приведена классификация тракторов по номинальному тя!
говому усилию.
В международной практике (стандарты ИСО) используется классификация
колесных тракторов не по номинальному тяговому усилию, а по максималь!
ной тяговой мощности Nкр.м, получаемой при использовании трактора на глад!
кой горизонтальной и сухой бетонированной поверхности или на горизонталь!
ной поверхности поля после скошенной травы. В такой классификации все
тракторы разбиты на 4 категории: 1 (Nкр.м < 30 кВт); 2 (Nкр.м = 30–70 кВт);
3 (Nкр.м = 70–135 кВт) и 4 (Nкр.м = 135–300 кВт).
Соотношение между отечественным типажом по тяговым классам и меж!
дународной классификацией на категории по ИСО представлено в таблице 1.2.
Колесный трактор по сравнению с гусеничным более универсален, легче,
дешевле в изготовлении и эксплуатации. Гусеничный трактор меньше буксует
и меньше уплотняет почву.
8

КОНСТРУКЦИЯ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

1 2 3 4 5 6 2 7 8987

1234456573859

37

   532  9   4525

9   4525 11234 7

9  72344

3 73

37

3

 532 

533 

1234

34

52678294

124

4

82976254

3133134

124

4

62575324



 !334

5294

594

5327564



 !61"563"54

34

314

5673#4



 !533524$ 514

4

14

3#74



 !58324 % &1'24(581)4

94

914

7984

9"15249134

84

814

987894



4

14

897#34

514

64

614

#375164

+4

  4

 !133*24)#99$4

, - 4
1 2 3 4 5 6 2 7 89 7

12234256476896
8236 636449837 298
7896
42 428777682818
2688

3627782818

2688

3627782818

12341256

76

3486

96

125436

36

4 6

86

1 2 3 4 5 6 2 7 89 7

12345367489
53348 7
$3 3 8

123456789
 898

87

8

4   28  8
184 45 8
$ "9 8%53  28

8 536793235482

4 53758

974235427

3253742354237
7
%

832 7

 17

82 3& '2'3( )7

832 7

*+,8-7 3 3 8

1!""#7
67

 88

88

88

88

88

8

 8

8

 8

8

4 !" 678

4 !" 678

# 678

4 !" 678

# 678

&'(8

&')*8

+$,')&8

&')*8

+$,'-&8

4 . 284/'8
4 .8%53  2 8908

 (8

)8

(8

(8

8

&  148 94"4 78
%522 89348

( 5 8

 (5 -8

 58

( 5 68

 )5- -8

79  !  84 28

8938

8

8

-8

68

(88

ГЛАВА 1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ТРАКТОРАХ И АВТОМОБИЛЯХ

9

1 2 3 4 5 6 2 7 89 7

12345367489

8 536793235482

4 537 8

974235427

3253742354237
53348 7

&3 3 8

123456789

23
7

 !"7

87

#$ !7

'()87 3 3 8

8 898

184 45 8
 9 853  28

!% 7

67

88

88

88

88

 678

 678

 678

4  678

&'()8

*+'(,&8

&',-8

! "8#$%8

4 . 284/'8
4 .853  2 89)8

08

--8

-(18

-28

&  348 944 78
542 89568

 7-- 28

 87-2 28

 7-2 ,8

 ,7-, 8

99    :4 28

8938

,128

01(8

1-28

--88

1 2 3 4 5 6 2 7 89 7

12345367489

8 536793235482

4 537328 974235427
3253742354237

53348 7

1234567879
7 
  382853
!74732"68 #$ 
 # 87%
& 42 " '2 4#"#(7)
. 35 4#"#(7)
+4#"#(/ 707(
2723 75 7 32 ,
" 38(+ 3#
2/)
273378"728 "72$

7 7
!7"#$#7
%&'()7

* +7,-.7
/017
%28233 6)7

457
607"$7#7
%&'()7

897
:;7<"=7
%&'()7









 











*+8 78 ,
)#327 

-#3386,
4# )787 

*+8 78 ,
)#327 

*+8 78 ,
)#327 

*+8 78 ,
)#327 

/ 

1

/

/ 

/ 















 



 

85>07
:?7"@=A7
%&'()7

Краткая техническая характеристика современных колесных и гусенич&
ных тракторов приведена соответственно в таблицах 1.3 и 1.4.
В таблице 1.5 представлена краткая техническая характеристика некото&
рых зарубежных тракторов.
На вклейке (см. цв. вкл., ил. 1) представлены общие виды некоторых со&
временных колесных и гусеничных тракторов, а также зарубежных тракторов
(см. цв. вкл., ил. 2).
10

КОНСТРУКЦИЯ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

1.3. КЛАССИФИКАЦИЯ АВТОМОБИЛЕЙ
Автомобилем называется самодвижущийся экипаж, предна*
значенный для перевозки пассажиров, грузов или специального оборудования
по безрельсовым дорогам.
Автомобили классифицируются по следующим основным признакам.
1. По назначению различают пассажирские, грузовые и специальные авто*
мобили. Пассажирские автомобили, вмещающие не более восьми человек с
учетом водителя, называются легковыми, для перевозки более восьми чело*
век — автобусами.
Грузовые автомобили различают по грузоподъемности, т. е. по массе гру*
за, который можно перевезти в кузове. Ее указывают в технической характе*
ристике автомобиля для дорог с твердым покрытием. В связи с этим различа*
ют грузовые автомобили особо малой (до 1 т), малой (от 1 до 3 т), средней (от 3
до 5 т) и большой (от 5 т) грузоподъемности.
В зависимости от характера использования грузовые автомобили могут быть
общего назначения с неопрокидывающимся бортовым кузовом и специализи
рованные (самосвалы, цистерны, контейнеровозы и т. д.).
Автомобили в сцепке с прицепом (полуприцепом) называют автопоездами.
Автомобили специального назначения служат для выполнения каких*либо
определенных работ и оборудованы соответствующими приспособлениями и
устройствами. Например, пожарные машины, машины для уборки и поливки
улиц, погрузчики, автокраны и т. д.
Легковые автомобили классифицируют по рабочему объему цилиндров дви*
гателя (литражу). Различают автомобили особо малого класса с рабочим объе*
мом до 1,2 л; малого класса (1,2–1,8 л); среднего класса (1,8–3,5 л); высокого
класса (свыше 3,5 л).
Кроме того, легковые автомобили классифицируют по типу кузова: седан —
четырехдверный кузов с двумя или тремя рядами сидений; лимузин — кузов
седан с перегородкой, отделяющей пассажиров от водителя; купе — двухдвер*
ный кузов с одним или двумя рядами сидений; фаэтон — кузов с мягким
складным верхом и съемными боковинами; кабриолет — кузов с опрокиды*
вающимися задней стенкой и частью крыши; универсал — кузов грузопасса*
жирского автомобиля с двумя или четырьмя дверями и люком сзади; спорт —
двухместный кузов с закрытым или открытым верхом.
Автобусы делят по месту их применения на городские, междугородные и
туристические.
2. По роду топлива различают автомобили, работающие на жидком и газо*
образном топливе.
3. По приспособленности к дорожным условиям различают автомобили
дорожной (нормальной) проходимости (для работы главным образом на доро*
гах с твердым покрытием и сухих грунтовых) и повышенной проходимости
(для движения по плохим дорогам и бездорожью).
Автомобили дорожной проходимости имеют привод на одну ось (2 колеса),
а повышенной проходимости — на 2 оси (4 колеса) или при наличии несколь*
ких осей — на 3–4 оси (6–8 колес).
ГЛАВА 1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ТРАКТОРАХ И АВТОМОБИЛЯХ

11

1 2 3 4 5 6 2 7 89 7

12345367489

8 536793235482

3253734 67

53348 7

123456789 2


379

224 62599

25466789 7557972 29
 389!567 8"4662#2$9%#9
*7 %79 #74389

4 53729734 87

 7

!"#$$7

13%&$%7

'("#&7

%%$)7

19

19

19

19

19

9

9

9

9

9

&9

'(9

(9

()9

&9

+*+,9 +-.(9 1/*/+),&9 0*+&(*9 0*+&(19

2 9 #74389

17 3 72 6459

1 439

62 6736789 276259
 #74389%89

()9

9

9

)9

&9

*7%5 7367895%2 259
 "46 89% 9:9

'9

'9

'9

(9

((9

9

1 2 3 4 5 6 2 7 89 7

12345367489

8 536793235482

4 537859734 87
3253734 67

53348 7

123456789 2

379

12 2622:67895;4 79

*&$ $7
+2 23,7

*&$&$7
+- 3,7

$$%7

'$%$.%7
+/01234,7

19

19

19

19

<4 4649
 26789



<23629
26789



+7649
26789



<23629
26789

62 6736789 276259
 #74389%89

'9

(9

'9

'9

=72: 5924 9 #7438939

)9

)9

&9

)9

25466789 7557972 29
 389!567 8"4662#2$9%#9

((9

9

9

9

*7%5 7367895%2 259
 "46 89% 9:9

)9

&)9

)9

&9

Все автомобили условно обозначают колесной формулой, где первая цифра — общее число колес, а вторая — число ведущих колес, причем сдвоенные
ведущие колеса считаются за одно колесо. Например, автомобиль типа 4´2
имеет 4 колеса, из них ведущих два, а автомобиль типа 4´4 — 4 колеса, ведущих — четыре.
Новым моделям автомобилей присваивают сокращенное классификационное обозначение. В начале индекса указывают прописными буквами название
завода-изготовителя. Первая цифра обозначает класс, который для легковых
автомобилей определяется литражом двигателя, для автобусов — габаритной
длиной, для грузовых — полной массой. Вторая цифра указывает на вид автомобиля: 1 — легковой; 2 — автобус; 3 — грузовой с бортовой платформой; 4 —
седельный тягач; 5 — самосвал; 6 — цистерна; 7 — фургон; 9 — специальный.
Третья и четвертая цифры означают модель, пятая — модификацию модели.
12

КОНСТРУКЦИЯ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

Например, индекс ВАЗ2110 расшифровывается так: автомобиль изготов
лен на Волжском автомобильном заводе (ВАЗ); 2 — второй класс (рабочий
объем двигателя до 1,8 л); 1 — легковой; 10 — заводской номер модели.
Марка ГАЗ3307 расшифровывается следующим образом: автомобиль из
готовлен на Горьковском автомобильном заводе (ГАЗ); 3 — третий класс (пол
ная масса автомобиля от 2 до 8 т); 3 — грузовой с бортовой платформой; 07 —
заводской номер модели.
Краткая техническая характеристика современных грузовых и легковых
автомобилей представлена соответственно в таблицах 1.6 и 1.7.
На вклейке (см. цв. вкл., ил. 3) представлены некоторые общие виды совре
менных грузовых и легковых автомобилей.

1.4. ОБЩЕЕ УСТРОЙСТВО
ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ
Современные тракторы и автомобили включают в себя много
численные и конструктивно разнообразные механизмы, гидравлические, пнев
матические, электрические и комбинированные системы, находящиеся в оп
ределенном взаимодействии.
Схема расположения основных агрегатов и узлов колесного трактора (на
примере трактора Беларус1523) представлена на рисунке 1.1.

Рис. 1.1

Расположение основных агрегатов и узлов колесного трактора
Беларус1523:
1 — двигатель; 2 — сцепление; 3 — коробка передач; 4 — главная передача;
5 — дифференциал; 6 — конечная передача; 7 — редуктор заднего вала отбора
мощности; 8 — карданная передача; 9 — передний ведущий мост; 10 — нижняя
тяга навесного устройства; 11 — тяговосцепные устройства; 12 — гидроцилиндр;
13 — кабина; 14 — сиденье тракториста; 15 — задние ведущие колеса;
16 — передние ведущие и управляемые колеса.

ГЛАВА 1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ТРАКТОРАХ И АВТОМОБИЛЯХ

13

Основными частями трактора и автомобиля являются двигатель, транс(
миссия, ходовая часть, механизмы управления, рабочее и вспомогательное
оборудование.
Двигатель 1 является источником энергии. Он преобразует химическую
энергию сгорания топлива и атмосферного воздуха во вращательное движение
и переносит его к потребителям — трансмиссии, валу отбора мощности (ВОМ).
Трансмиссия трансформирует вращательное движение, распределяет его и
переносит к ведущим колесам. Она включает в себя сцепление 2, коробку пе(
редач 3, главную передачу 4, дифференциал 5 и конечные передачи 6.
Ходовая часть трактора служит для преобразования вращательного дви(
жения ведущих колес в поступательное движение трактора, для передачи веса
трактора на опорную поверхность, а также для поддержания его остова. В нее
входят остов (рама), подвеска и движитель, включающий в себя ведущие коле(
са, которыми у трактора Беларус(1523 являются не только задние 15, но и пе(
редние управляемые 16.
Механизмы управления, воздействуя на ходовую часть, поддерживают или
изменяют направление движения трактора, останавливают и удерживают его в
неподвижном состоянии на склонах. У колесных тракторов к ним относят ру(
левое управление.
Рабочее и вспомогательное оборудование служит для выполнения тракто(
ром работ с использованием тяги на крюке, передачи части мощности его дви(
гателя для привода рабочих органов буксируемых машин(орудий или всей
мощности двигателя для стационарной работы МТА. Рабочее оборудование
включает механизм навески 10 с гидроприводом 12, тягово(сцепные устройст(
ва 11 и механизм отбора мощности 7.
Навесная система — это совокупность сборочных единиц, предназначен(
ных для крепления навесных машин на трактор и управления их работой.
С помощью тягово(сцепных устройств 11 буксируют различные прицепные и
полунавесные машины и орудия.
Вал отбора мощности (ВОМ) используют для приведения в действие актив(
ных рабочих органов агрегатируемых машин.
Вспомогательное оборудование трактора — это кабина с подрессоренным
сиденьем, капот, приборы освещения и сигнализации, системы отопления и
вентиляции и т. д.
Назначение составных частей гусеничного трактора (рис. 1.2) то же, что у
колесного. Трансмиссия передает и трансформирует вращательное движение к
ведущим звездочкам 3 гусениц 9. Вместо дифференциала в корпусе заднего
моста установлен механизм поворота (у трактора ВТ(150Д планетарного типа),
обеспечивающий изменение направления движения трактора (функция руле(
вого управления) и удержание его в неподвижном состоянии на подъемах, спус(
ках (функция тормозной системы).
Ходовая часть состоит из остова, подвески и движителя, включающего ве(
дущую звездочку 3, направляющие колеса 4, опорные катки 5, поддерживаю(
щие ролики 6 и гусеничные цепи 9.
Принципиальная схема расположения основных частей автомобиля (рис.
1.3) в целом аналогична механизмам колесного трактора.
14

КОНСТРУКЦИЯ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

Рис. 1.2

Расположение основных агрегатов и узлов гусеничного трактора
ВТ5150Д:
1 — двигатель; 2 — трансмиссия; 3 — ведущая звездочка; 4 — направляющее
колесо; 5 — опорные катки; 6 — поддерживающий ролик; 7 — нижняя тяга
навесного устройства; 8 — центральная тяга навесного устройства; 9 — гусенич5
ная цепь.

Рис. 1.3

Схема расположения основных агрегатов и узлов грузового
автомобиля:
1 — двигатель; 2 — сцепление; 3 — коробка передач; 4 — главная
передача; 5 — дифференциал; 6 — карданная передача; 7 — рулевое
управление; 8 — передняя подвеска; 9 — задняя подвеска; 10 — рама;
11 — управляемое колесо; 12 — ведущее колесо.

К основным частям относится двигатель, шасси и кузов.
Шасси автомобиля состоит из трансмиссии, ходовой части и механизмов
управления. На шасси автомобиля устанавливается кузов, предназначенный
для размещения пассажиров и грузов.
К кузову грузового автомобиля принадлежит также кабина для водителя и
оперение автомобиля: капот, крылья, подножки.
К вспомогательному оборудованию автомобилей относят тягово5сцепные
устройства, лебедку, системы отопления и вентиляции и т. д.
ГЛАВА 1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ТРАКТОРАХ И АВТОМОБИЛЯХ

15

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ

1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.

16

Какие требования предъявляют к современным тракторам и автомобилям?
По каким признакам классифицируются тракторы?
Что такое типаж тракторов?
Дайте понятие тягового класса трактора.
На какие тяговые классы разделяются сельскохозяйственные тракторы в России?
Приведите примеры марок тракторов для каждого тягового класса.
Как сельскохозяйственные тракторы классифицируются в международной прак:
тике?
По каким признакам классифицируются автомобили?
Расшифруйте марку автомобиля ГАЗ:3307.
Перечислите основные части колесного трактора и их назначение.
Чем отличается по конструкции составных частей гусеничный трактор от колес:
ного?
Перечислите основные части автомобиля.
Что такое модификация трактора? Приведите примеры.
Перечислите преимущества и недостатки колесных и гусеничных тракторов.
Перечислите типы кузовов легковых автомобилей.

КОНСТРУКЦИЯ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

ГЛАВА

ДВИГАТЕЛИ
ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

2.1. КЛАССИФИКАЦИЯ И ОБЩЕЕ УСТРОЙСТВО
АВТОТРАКТОРНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

Двигателем называется машина, преобразующая какой&либо
вид энергии в механическую работу.
На современных тракторах и автомобилях в основном применяют поршне&
вые двигатели внутреннего сгорания. Внутри этих двигателей сгорает горючая
смесь (смесь топлива с воздухом в определенных соотношениях и количест&
вах), часть выделяющейся теплоты преобразуется в механическую работу.
Двигатели внутреннего сгорания классифицируют по следующим основ&
ным признакам.
1. По способу воспламенения горючей смеси: двигатели с воспламенением
от сжатия (дизели) и с принудительным воспламенением от электрической
искры.
2. По способу смесеобразования: двигатели с внешним (карбюраторные и
газовые), с внутренним (дизели) смесеобразованием и двигатели с впрыском
топлива (инжекторные).
3. По способу осуществления рабочего цикла: четырехтактные и двухтакт&
ные двигатели.
4. По виду применяемого топлива: двигатели, работающие на жидком (бен&
зин или дизельное топливо), газообразном (сжатый или сжиженный газ) топ&
ливе и многотопливные.
5. По числу цилиндров: одно& и многоцилиндровые двигатели.
6. По расположению цилиндров: однорядные, или линейные (цилиндры
расположены в один ряд), и двухрядные, или V&образные (один ряд цилиндров
размещен под углом к другому).
На тракторах и автомобилях большой грузоподъемности применяют четы&
рехтактные многоцилиндровые дизели, а на автомобилях легковых, малой и
средней грузоподъемности — четырехтактные многоцилиндровые карбюратор&
ные, дизельные и газовые двигатели.
ГЛАВА 2. ДВИГАТЕЛИ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

17

Двигатель внутреннего сгорания (см. цв. вкл., ил. 4) состоит из описанных
ниже механизмов и систем, выполняющих определенные функции.
Кривошипно5шатунный механизм осуществляет рабочий цикл двигателя
и преобразует прямолинейное, возвратно5поступательное движение поршня
во вращательное движение коленчатого вала.
Механизм газораспределения предназначен для своевременного впуска в
цилиндр горючей смеси или воздуха и своевременного удаления отработав5
ших газов.
Система охлаждения служит для отвода избыточного тепла от нагретых
деталей двигателя и поддержания нормального температурного режима.
Смазочная система обеспечивает подачу масла к трущимся деталям двига5
теля с целью уменьшения трения между ними, отвода тепла и вымывания
продуктов износа.
Система питания служит для приготовления горючей смеси и подвода ее к
цилиндру (карбюраторные двигатели) или подачи топлива в цилиндр и напол5
нения его воздухом (дизельные двигатели).
Система зажигания предназначена для принудительного воспламенения
рабочей смеси от электрической искры. У дизельных двигателей приборы си5
стемы зажигания отсутствуют, так как топливо воспламеняется от соприкос5
новения со сжатым воздухом, имеющим высокую температуру.
Система пуска предназначена для запуска двигателя.

2.2. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ
Верхняя мертвая точка (в.м.т.) — положение поршня в ци5
линдре, при котором расстояние от него до оси коленчатого вала двигателя
наибольшее (рис. 2.1).
Нижняя мертвая точка (н.м.т.) — положе5
ние поршня в цилиндре, при котором расстоя5
ние от него до оси коленчатого вала двигателя
наименьшее.
Ход поршня (S) — расстояние по оси цилин5
дра между мертвыми точками. При каждом
ходе поршня коленчатый вал поворачивается
на пол5оборота, т. е. на 180°. Ход поршня равен
двум радиусам кривошипа коленчатого вала,
т. е. S = 2r.
Рабочий объем цилиндра (Vh, м3) — объем
цилиндра, освобождаемый поршнем при пере5
мещении от в.м.т. к н.м.т., равен
1 2 D2
,
4
где D — диаметр цилиндра, м.
Объем камеры сгорания (Vc, м3) — объем
пространства над поршнем, находящимся в
в.м.т.
Vh 3

Рис. 2.1

Схема одноцилиндрового
двигателя

18

КОНСТРУКЦИЯ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

Полный объем цилиндра (Va, м3) — сумма объема камеры сгорания и рабо
чего объема цилиндра, т. е. пространство над поршнем, когда он находится в
н.м.т. (Va = Vc + Vh).
Литраж двигателя (Vл) — это сумма рабочих объемов всех его цилиндров,
выраженная в литрах, т. е.
Vл = 103Vhi,
где Vh — рабочий объем одного цилиндра, м; i — число цилиндров двигателя.
Степень сжатия — отношение полного объема цилиндра к объему камеры
сгорания, т. е.
V
12 a.
Vc
Степень сжатия — это отвлеченное число, показывающее, во сколько раз
полный объем цилиндра больше объема камеры сгорания.
Рабочий цикл двигателя — комплекс последовательных процессов (впуск,
сжатие, сгорание, расширение и выпуск), в результате которых энергия топ
лива преобразуется в механическую работу.
Такт — часть рабочего цикла, проходящая за время движения поршня от
одной мертвой точки до другой, т. е. за один ход поршня.
Двигатели, в которых рабочий цикл совершается за четыре хода (такта)
поршня или за два оборота коленчатого вала, называют четырехтактными.
Двигатели, в которых рабочий цикл совершается за два хода поршня или за
один оборот коленчатого вала, называют двухтактными.

2.3. РАБОЧИЕ ЦИКЛЫ
ЧЕТЫРЕХТАКТНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ
Рабочий цикл четырехтактного карбюраторного двигателя.
Такт впуска. Поршень 2 (cм. рис. 2.2а) движется от в.м.т. к н.м.т., создавая
разрежение в полости цилиндра 1 над собой. Впускной клапан 3 при этом от
крыт, цилиндр через впускную трубу 6 и карбюратор сообщается с атмосферой.
Под влиянием разности давлений воздух устремляется в цилиндр. Проходя
через карбюратор, воздух распыливает топливо и, смешиваясь с ним, образует
горючую смесь. Заполнение цилиндра горючей смесью продолжается до прихо
да поршня в н.м.т. К этому времени впускной клапан закрывается.
В начале такта впуска, когда поршень был в в.м.т., над поршнем в объеме
камеры сгорания имелись остаточные отработавшие газы от предыдущего цик
ла. Горючая смесь, заполняя цилиндр, перемешивается с остаточными газами
и образует рабочую смесь. Давление в конце такта впуска 0,07–0,09 МПа, а
температура рабочей смеси 330–390 К.
Такт сжатия. При дальнейшем повороте коленчатого вала (рис. 2.2б) пор
шень 2 движется от н.м.т. к в.м.т. В это время впускной клапан 3 и выпускной
клапан 4 (рис. 2.2г) закрыты, поэтому поршень при своем движении сжимает
находящуюся в цилиндре 1 рабочую смесь. Давление в конце такта сжатия
увеличивается до 0,9–1,2 МПа, а температура — до 500–700 К. В конце такта
ГЛАВА 2. ДВИГАТЕЛИ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

19

Рис. 2.2

Рабочий цикл четырехтактного карбюраторного двигателя:
а — впуск; б — сжатие и воспламенение; в — рабочий ход; г — выпуск;
1 — цилиндр; 2 — поршень; 3 — впускной клапан; 4 — выпускной клапан;
5 — свеча зажигания; 6 — впускная труба; 7 — выпускная труба.

Рис. 2.3

Рабочий цикл четырехтактного дизельного двигателя:
а — впуск; б — сжатие и воспламенение; в — рабочий ход; г — выпуск;
1 — впускной клапан; 2 — выпускной клапан; 3 — форсунка; 4 — топливный насос
высокого давления; 5 — поршень; 6 — цилиндр.

сжатия между электродами свечи зажигания 5 возникает электрическая ис(
кра, от которой рабочая смесь воспламеняется. В процессе сгорания топлива
выделяется большое количество теплоты, давление повышается до 3–4,5 МПа,
а температура газов (продуктов сгорания) — до 2700–2900 К.
Такт расширения (рабочий ход). Впускной и выпускной клапаны закрыты
(рис. 2.2в). Под давлением расширяющихся газов поршень движется от в.м.т.
к н.м.т. и при помощи шатуна вращает коленчатый вал, совершая полезную
20

КОНСТРУКЦИЯ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

работу. К концу такта расширения давление уменьшается до 0,3–0,4 МПа, тем'
пература — до 1200–1500 К.
Такт выпуска. Когда поршень подходит к н.м.т., открывается выпускной
клапан 4 (рис. 2.2г) и отработавшие газы под действием избыточного давления
начинают выходить из цилиндра в атмосферу через выпускную трубу 7. Далее
поршень движется от н.м.т. к в.м.т. и выталкивает из цилиндра отработавшие
газы. К концу такта выпуска давление в цилиндре составляет 0,11–0,12 МПа,
температура — 700–1100 К.
Далее рабочий цикл повторяется.
Рабочий цикл четырехтактного дизеля. В отличие от карбюраторного дви'
гателя в цилиндр дизеля воздух и топливо вводятся раздельно.
Такт впуска. Поршень 5 движется от в.м.т. к н.м.т. (рис. 2.3а), впускной
клапан 1 открыт, в цилиндр 6 поступает воздух. Давление в конце такта впус'
ка 0,08–0,09 МПа, а температура воздуха — 320–340 К.
Такт сжатия. Оба клапана закрыты. Поршень 5(рис. 2.3б) движется от н.м.т.
к в.м.т. и сжимает воздух. В конце такта сжатия при положении поршня, близ'
ком к в.м.т., в цилиндр 6 через форсунку 3 начинается впрыск жидкого топли'
ва. Устройство форсунки обеспечивает тонкое распыливание топлива в сжатом
воздухе. Топливо, впрыснутое в цилиндр, смешивается с нагретым воздухом и
остаточными газами, образуется рабочая смесь. Большая часть топлива вос'
пламеняется и сгорает. Давление газов повышается до 5,5–9 МПа, температу'
ра — до 1900–2400 К.
Такт расширения (рабочий ход). Оба клапана закрыты (рис. 2.3в). Пор'
шень 5 движется от в.м.т. к н.м.т. В начале такта расширения сгорает осталь'
ная часть топлива. К концу такта расширения давление газов уменьшается до
0,2–0,3 МПа, температура — до 900–1200 К.
Такт выпуска. Выпускной клапан 2 открывается (рис. 2.3г). Поршень 5 дви'
жется от н.м.т. к в.м.т. и через открытый клапан выталкивает отработавшие
газы в атмосферу. Давление газов при этом 0,11–0,12 МПа. Температура газов
к концу такта выпуска составляет 650–900 К.
Далее рабочий цикл повторяется.
Рабочий цикл четырехтактного двигателя с впрыском бензина схож с ра'
ботой карбюраторного двигателя. Отличие заключается в том, что топливо
дозируется форсункой и подается в область над впускным клапаном. Проходя'
щий мимо впускного клапана воздух захватывает топливо, перемешивается с
ним и образует горючую смесь. Затем эта смесь поступает в цилиндр двигателя,
где смешивается с продуктами горения от предыдущего цикла, образуя тем
самым рабочую смесь.
У описанных двигателей в течение рабочего цикла только в такте расшире'
ния поршень перемещается под давлением газов и посредством шатуна приво'
дит коленчатый вал во вращательное движение. При выполнении остальных
тактов — выпуске, впуске и сжатии — нужно затрачивать энергию для враще'
ния коленчатого вала. Вышеуказанные такты являются подготовительными и
осуществляются за счет кинетической энергии, накопленной маховиком в такте
расширения. Маховик, обладающий значительной массой, закрепляется на
конце коленчатого вала.
ГЛАВА 2. ДВИГАТЕЛИ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

21

Дизель имеет следующие основные преимущества перед карбюраторным
двигателем: на единицу произведенной работы расходует в среднем на 20–25%
(по массе) меньше топлива; работает на более дешевом топливе, которое не так
опасно в пожарном отношении. К недостаткам дизеля относят следующие: бо9
лее высокое давление газов в цилиндре требует повышенной прочности дета9
лей, а это приводит к увеличению размеров и массы дизеля; затрудненный
запуск, особенно в зимнее время.
Хорошие экономические показатели дизелей обеспечили широкое приме9
нение их в качестве двигателей для тракторов и грузовых автомобилей, а в
последнее время наметилась тенденция к применению дизелей на легковых
автомобилях.

2.4. РАБОЧИЕ ЦИКЛЫ
ДВУХТАКТНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ
Двухтактные двигатели могут быть карбюраторными и дизель9
ными. Общим процессом для всех типов двухтактных двигателей является ис9
пользование потока свежей смеси или воздуха для удаления отработавших га9
зов из цилиндра — так называемая продувка, которая осуществляется различ9
ными способами.
Рабочий цикл двухтактного карбюраторного двигателя осуществляется
следующим образом (рис. 2.4). Поршень 1 движется от н.м.т. к в.м.т. (рис. 2.4а),
перекрывая в начале хода продувочное окно 6, а затем выпускное 5. После это9
го в цилиндре начинается сжатие ранее поступившей в него горючей смеси.
В то же время в кривошипной камере 4 создается разрежение, и как только
нижняя кромка юбки поршня откроет впускное окно 3, через него из карбюра9
тора в кривошипную камеру 4 будет засасываться горючая смесь.
При положении поршня, близком к в.м.т., сжатая рабочая смесь воспламе9
няется электрической искрой от свечи 2. При сгорании смеси давление газов
резко возрастает. Под давлением газов поршень перемещается к н.м.т. (рис.
2.4б). Как только он закроет впускное окно 3, в кривошипной камере 4 начнет9

Рис. 2.4

Рабочий цикл двухтактного карбюра9
торного двигателя:
а — впуск горючей смеси в кривошипную
камеру, сжатие и воспламенение;
б — рабочий ход, заполнение надпоршне9
вого пространства, выпуск отработавших
газов; 1 — поршень; 2 — свеча зажигания;
3 — впускное окно; 4 — кривошипная
камера; 5 — выпускное окно; 6 — проду9
вочное окно.

22

КОНСТРУКЦИЯ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

ся сжатие ранее поступившей сюда горючей смеси. В конце хода поршень от)
крывает выпускное окно 5, а затем и продувочное 6. Через открытое выпускное
окно отработавшие газы с большой скоростью выходят в атмосферу. Давление
в цилиндре быстро понижается. К моменту открытия продувочного окна дав)
ление сжатой горючей смеси в кривошипной камере становится выше, чем
давление отработавших газов в цилиндре. Поэтому горючая смесь из криво)
шипной камеры 4 по каналу 6 поступает в цилиндр и, заполняя его, выталки)
вает остатки отработавших газов в выпускное окно наружу.
Рабочий цикл двухтактного дизеля протекает аналогично рабочему циклу
двухтактного карбюраторного двигателя и отличается только тем, что у дизеля
в цилиндр поступает не горючая смесь, а чистый воздух, и в конце процесса
сжатия впрыскивается топливо, которое воспламеняется от соприкосновения с
воздухом, имеющим высокую температуру.
В конструктивном и эксплуатационном отношении двухтактные двигатели
проще четырехтактных, так как не имеют специального механизма газорас)
пределения, но уступают им по экономичности. Особенно неэкономичны кар)
бюраторные двигатели, в которых продувка осуществляется горючей смесью,
так как в них потеря горючей смеси через выпускные окна может дости)
гать 30%. Поэтому большинство карбюраторных двигателей выполняются че)
тырехтактными.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ

1. По каким признакам классифицируются двигатели внутреннего сгорания?
2. Перечислите, из каких механизмов и систем состоит двигатель. Каково их назна)
чение?
3. Что такое степень сжатия двигателя, и каков ее физический смысл?
4. Дайте понятие литража двигателя.
5. Приведите схему одноцилиндрового двигателя с обозначением всех объемов ци)
линдра.
6. Что такое рабочий цикл двигателя?
7. Поясните рабочий цикл четырехтактного карбюраторного двигателя.
8. Поясните рабочий цикл четырехтактного дизельного двигателя.
9. Поясните рабочий цикл двухтактных двигателей.
10. Дайте сравнительную оценку бензинового и дизельного двигателей, а также четы)
рехтактных и двухтактных двигателей.

ГЛАВА 2. ДВИГАТЕЛИ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

23

ГЛАВА

УСТРОЙСТВО И РАБОТА
МЕХАНИЗМОВ
И СИСТЕМ ДВИГАТЕЛЕЙ
ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

3.1. КРИВОШИПНОШАТУННЫЙ МЕХАНИЗМ

Общие сведения. Кривошипношатунный механизм (КШМ)
преобразует прямолинейное, возвратнопоступательное движение поршня во
вращательное движение коленчатого вала.
КШМ состоит из неподвижных деталей цилиндра или блока цилиндров с
головками, картера двигателя, картера маховика и подвижных деталей —
поршней, поршневых колец, поршневых пальцев, шатунов, коленчатого вала
с подшипниками и маховиком.
Неподвижные детали. Остов двигателя — это совокупность неподвижных
деталей, соединенных между собой. Внутри и снаружи остова расположены
детали механизмов и систем двигателя. Детали остова воспринимают усилия
от давления газов в цилиндрах и сил инерции, возникающих в кривошипно
шатунном механизме при работе двигателя.
В автотракторных двигателях основной деталью остова служит блоккар
тер 7 (см. цв. вкл., ил. 4). Его отливают из легированного серого чугуна (трак
торные двигатели и двигатели автомобилей ЗИЛ, ВАЗ) или из алюминиевого
сплава (двигатель автомобиля ГАЗ3307). Чугунные блоккартеры имеют бо
лее высокую прочность и меньшую стоимость. Алюминиевые блоккартеры хо
рошо обрабатываются и имеют меньший вес, но значительно дороже чугунных.
На рисунке 3.1 показаны блоккартеры рядного и Vобразного двигателей
со вставными (сменными) гильзами 1.
Блоккартеры со сменными гильзами повышают износостойкость стенок
цилиндров и упрощают отливку, а также ремонт и сборку двигателя. Сменные
гильзы разделяются на мокрые и сухие. Мокрыми называются такие гильзы,
которые с наружной стороны омываются охлаждающей жидкостью. Сухие
гильзы непосредственно с охлаждающей жидкостью не соприкасаются. Они
могут быть запрессованы в верхнюю, наиболее изнашиваемую часть цилиндра
или на полную длину цилиндра.
Основным требованием к блоккартерам является жесткость конструкции.
В блоккартерах Vобразных двигателей цилиндры расположены в два ряда
24

КОНСТРУКЦИЯ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

Рис. 3.1

Блок"картеры двигателей со вставными гильзами:
а — рядного двигателя; б — V"образного двигателя; 1 — гильзы; 2 — корпус блока;
3 — отверстие для установки распределительного вала; 4 — отверстие для установки
коленчатого вала; 5 — каналы для подвода охлаждающей жидкости.

с углом развала 90°. Такие блок"картеры имеют следующие преимущества пе"
ред рядными: большая жесткость конструкции, меньшие масса и длина.
Между наружной поверхностью гильз цилиндров и внутренними стенками
блока находится полость, которая является рубашкой охлаждения. В ней цир"
кулирует охлаждающая жидкость.
Цилиндры двигателей воздушного охлаждения отливают индивидуально.
Размер ребер и межреберных промежутков выбирают таким, чтобы оребрение
оказывало меньшее сопротивление потоку воздуха и обеспечивало нужную
интенсивность теплоотвода.
Сверху блок цилиндров закрывается головкой. Головки крепятся к блок"
картеру шпильками или болтами. Между блок"картером и головкой устанав"
ливают уплотнительную прокладку. Головка цилиндров изготавливается в
большинстве случаев из алюминиевого сплава или легированного чугуна вы"
сокой прочности. Головка из алюминиевого сплава улучшает отвод тепла и
позволяет повысить степень сжатия. Она имеет рубашку у двигателей с жид"
костным охлаждением и серебряную поверхность — у двигателей с воздуш"
ным охлаждением. В головке над цилиндрами сделаны углубления, образую"
щие камеры сгорания. При верхнем расположении клапанов в головке распо"
ложены гнезда клапанов и отлиты впускные и выпускные каналы. В головке
имеются отверстия для завертывания свечей зажигания или форсунок.
Гайки крепления головки цилиндров затягивают в строго определенной
последовательности и с определенным моментом затяжки, который для каж"
дого двигателя указывается в инструкции по эксплуатации. Затяжка, как пра"
вило, осуществляется крест"накрест от центра головки к краям и обязательно
на холодном двигателе.
Снизу к картеру прикрепляют также через уплотнительную прокладку под"
дон, который служит резервуаром для хранения масла.
ГЛАВА 3. УСТРОЙСТВО И РАБОТА СИСТЕМ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

25

Детали шатунно поршневой группы. К этой группе относятся поршень 1
(рис. 3.2) с поршневыми кольцами 9, 10 и поршневым пальцем 2 со стопорными кольцами 3, шатун 4 с втулкой 5, вкладышами 7 и нижней крышкой 6.
Поршень. Служит для восприятия давления газов при такте расширения и
передачи его через поршневой палец и шатун на коленчатый вал, а также обеспечивает выполнение вспомогательных тактов цикла — впуск, сжатие и выпуск. В двухтактных двигателях поршень, кроме того, служит золотником газораспределительного механизма.
Поршень работает в весьма тяжелых условиях. На него действуют силы от
давления газов и инерционные силы. Поршень подвергается также действию
высоких температур. В соответствии с условиями работы материал поршня должен обладать высокими механическими качествами и износостойкостью, быть
легким, хорошо отводить тепло. Этим требованиям удовлетворяют алюминиевые сплавы.
Преимущества поршней, изготовленных из алюминиевого сплава перед чугунными: меньшая масса (примерно в 2,5 раза), более высокая (в 3–4 раза) теплопроводность, малая (на 30% меньше) теплопередача от газов к поршню, в
связи с чем их температура ниже, чем поршней, выполненных из чугуна.
Поршень состоит из головки с днищем 4 (рис. 3.3), канавок 6 для поршневых колец, направляющей части (юбки) 1 и бобышек 2.
Головка поршня — наиболее усиленная часть поршня, где толщина стенок
может достигать нескольких миллиметров. На головке поршня выполнены
канавки 6 под поршневые кольца. В нижней канавке маслосъемного кольца
прорезаны дренажные отверстия для отвода масла. В головку поршня для повышения его износостойкости могут заделываться чугунные вставки 3, а на
днище поршня (верхняя часть головки) и зону «огневого пояса» (часть головки
поршня от днища до канавки первого компрессионного кольца) могут наноситься специальные покрытия. Днище поршня может быть различной формы
и определяется конструкцией камеры сгорания.
Толщина стенок юбки современных поршней может быть меньше 1,5 мм.
Для лучшей приработки поршня в цилиндре на юбку поршня напыляют тонкий слой олова или графитовое покрытие. Для этих же целей на юбке поршня
выполняют «накатку» в виде микроканавок глубиной до 0,02 мм, в которых
при работе двигателя удерживается масло. Юбки поршней двигателей с цельноалюминиевыми цилиндрами могут покрываться тонким слоем железа.
В средней части юбки имеются отверстия под поршневой палец. Стенки юбки
у отверстия под поршневой палец имеют утолщения (приливы), называемые
бобышками 2 (рис. 3.3). У большинства поршней ось отверстия под поршневой
палец смещена относительно плоскости симметрии поршня в сторону на 0,5–
2,5 мм.
Юбка поршня в плане имеет форму овала, бóльшая ось которого перпендикулярна оси отверстия поршневого пальца. В продольном разрезе поршень имеет форму конуса, расширяющегося к юбке. Эллипсность юбки и разница диаметров поршня в верхней и нижней его части может быть более 0,5 мм.
Поршень устанавливается в цилиндр с зазором. Зазор должен компенсировать расширение поршня при нагревании и обеспечивать присутствие масла
26

КОНСТРУКЦИЯ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

Рис. 3.2

Детали шатунно'поршневой группы:
1 — поршень; 2 — поршневой палец; 3 — стопорное кольцо;
4 — шатун; 5 — втулка верхней головки шатуна; 6 — нижняя
крышка шатуна; 7 — вкладыши нижней головки шатуна;
8 — шатунный болт; 9 — компрессионные кольца; 10 — масло'
съемное кольцо; 11 — расширитель маслосъемного кольца.

Рис. 3.3

Конструкция поршня бензинового (а) и дизельного (б) двигателей:
1 — юбка поршня; 2 — бобышка; 3 — чугунная вставка под верхнее компрессионное кольцо;
4 — днище поршня; 5 — Т'образный разрез; 6 — канавки для установки колец.

между трущимися деталями. Величина установочного зазора строго регламен'
тируется заводом'изготовителем и в зависимости от конструкции того или ино'
го двигателя находится в пределах 0,01–0,09 мм (большинство двигателей нор'
мально работают с зазором 0,04–0,06 мм). Установочный зазор между стенкой
цилиндра и поршнем обеспечивается по большей оси овала юбки поршня. Для
предотвращения заклинивания поршня при нагреве и появления стуков при
большом зазоре между поршнем и стенками цилиндра поршни из алюминие'
вых сплавов выполняются с разрезом П' или Т'образной формы.
Поршни для одного двигателя не должны отличаться по массе более чем на
2–4 г или не более чем на 1–1,5% среднего арифметического от суммы масс
всех поршней данного двигателя. С этой целью внизу направляющей части
поршня делают утолщение (буртик), с которого при подгонке удаляют излиш'
ний металл.
ГЛАВА 3. УСТРОЙСТВО И РАБОТА СИСТЕМ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

27

Поршневые кольца. Они бывают двух типов: компрессионные (газо)уплот)
нительные) и маслосъемные.
Компрессионные кольца служат для предотвращения прорыва газов из ци)
линдра в картер двигателя и проникновения масла в камеру сгорания, а также
для отвода тепла.
Маслосъемные кольца предназначены для снятия излишнего масла со сте)
нок цилиндра.
Чтобы избежать заклинивания нагретого кольца в цилиндре, кольцо долж)
но иметь в замке небольшой зазор (0,15–0,45 мм в бензиновом и 0,30–1 мм в
дизельном двигателе).
Поршневые кольца устанавливаются так, чтобы замки были расположены
дальше один от другого. Кольца двухтактных двигателей фиксируются от про)
ворачивания, так как их стыки могут попасть в зону расположения впускных,
продувочных или выхлопных окон.
Маслосъемные кольца некоторых двигателей (ЗИЛ, ЯМЗ) — комбиниро)
ванные. Такое кольцо состоит из двух стальных кольцевых дисков и двух рас)
ширителей — осевого и радиального. Кольца изготовляются из серого легиро)
ванного чугуна и стали.
Поршневой палец. Служит для шарнирного соединения поршня с шату)
ном и передачи усилий, возникающих между ними. В настоящее время пре)
имущественное распространение получили «плавающие» пальцы, которые во
время работы двигателя поворачиваются как в головке шатуна, так и в бобыш)
ках поршня, что обеспечивает их малый и равномерный износ.
Во втулке верхней головки шатуна палец устанавливается с зазором. По)
садку пальца в отверстия бобышек поршня производят с натягом, для чего
поршень из алюминиевого сплава нагревают до температуры 70–75°С.
Поршневые пальцы изготовляются из углеродистой или легированной ста)
ли и подвергаются термической обработке. Необходимая твердость наружной
поверхности при изготовлении пальцев из низкоуглеродистой стали достига)
ется цементацией. В процессе изготовления поршневые пальцы шлифуют и
полируют.
Шатун. Служит для соединения поршня с коленчатым валом и передает
ему усилия, действующие на поршень, при расширении газов и в обратном
направлении при вспомогательных тактах.
Шатун состоит из стержня и двух головок — верхней, соединенной с порш)
невым пальцем, и нижней, соединенной с коленчатым валом. Стержень шату)
на имеет двутавровое сечение, постепенно увеличивающееся книзу и плавно
переходящее в нижнюю головку шатуна. В тех случаях, когда во втулку верх)
ней головки шатуна смазка подается под давлением, стержень шатуна имеет
продольный канал, соединяющий обе головки.
В нижней головке шатуна расположен подшипник скольжения, представ)
ляющий собой тонкостенные вкладыши, изготовленные из стальной ленты тол)
щиной 1–3 мм, внутренняя поверхность которой для уменьшения трения и
износа шеек коленчатого вала покрыта тонким (0,15–0,5 мм) слоем антифрик)
ционного сплава — баббитом, свинцовистой бронзой или специальным алюми)
ниевым сплавом. Для предохранения вкладыша от проворачивания или про)
28

КОНСТРУКЦИЯ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

дольного смещения на его наружной поверхности делают выступы, входящие
в соответствующие углубления нижней головки шатуна. В последнее время
применяют трехслойные вкладыши, у которых поверх стального основания
нанесен медно0никелевый подслой. Триметаллические вкладыши более изно0
соустойчивы, их срок службы значительно больше, чем у биметаллических.
В подшипниках дизельных двигателей в качестве антифрикционного спла0
ва применяются свинцовистая бронза или сплав из алюминия, сурьмы и маг0
ния. Антифрикционные сплавы должны обладать хорошей прирабатываемо0
стью, высокой износоустойчивостью и теплопроводностью.
Шатуны изготовляются штамповкой из углеродистой или легированной
стали с последующей механической и термической обработкой. Шатунные бол0
ты и гайки изготовляют из высококачественных легированных сталей.
Коленчатый вал и маховик. Коленчатый вал воспринимает усилия, пере0
даваемые от поршней шатунами, и преобразует их в крутящий момент, кото0
рый затем передается на трансмиссию. Кроме того, коленчатый вал приводит
в движение различные механизмы, агрегаты и приборы двигателя.
Коленчатый вал автотракторных двигателей (рис. 3.4) состоит из корен0
ных 5 и шатунных 4 шеек; щек с противовесами 6 и 15, соединяющих корен0
ные и шатунные шейки; передней части вала, называемой носком, на которой
располагаются ведущая шестерня 2, маслоотражатель 17, шкив 1 привода вен0
тилятора со ступицей и храповик с шайбой; задней части вала, обычно имею0
щей форму фланца, на котором установлен маховик 8. На коленчатом валу пре0
дусмотрены сверления в шейках для подвода и очистки масла.
Шатунные шейки коленчатых валов обычно имеют устройства для центро0
бежной очистки масла от механических примесей (грязеуловители), которые

Рис. 3.4

Коленчатый вал и маховик:
1 — шкив; 2 — ведущая шестерня; 3 — заглушка масляного
канала шатунной шейки; 4 — шатунные шейки; 5 — коренные
шейки; 6, 15 — противовесы; 7 — поршень; 8 — маховик; 9 —
зубчатый венец; 10 — крышка заднего подшипника коленчатого
вала; 11 — полукольцо осевой фиксации; 12 — крышка подшип0
ника коленчатого вала; 13 — болт крепления крышки подшипни0
ка; 14 — стяжной болт; 16 — винт; 17 — маслоотражатель.

ГЛАВА 3. УСТРОЙСТВО И РАБОТА СИСТЕМ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

29

значительно улучшают очистку масла, поступающего к шатунным подшип)
никам. Грязеуловитель представляет собой камеру, высверленную или отли)
тую в шатунной шейке и закрываемую пробкой 3 на резьбе. При вращении
коленчатого вала тяжелые примеси грязи и металлические частицы, имею)
щиеся в масле, под действием центробежной силы отбрасываются в камеру
грязеуловителя, и очищенное масло подается в шатунный подшипник. Грязе)
уловители периодически очищают.
Число опор (коренных шеек) коленчатого вала различно в разных конст)
рукциях. Вал называется полноопорным, если число коренных шеек на едини)
цу больше числа шатунных.
Коленчатые валы изготовляют ковкой или штамповкой из специальных
легированных сталей или литьем из высокопрочного чугуна. Литые валы зна)
чительно дешевле кованых. Валы в сборе с маховиком и сцеплением подверга)
ются динамической балансировке. Величина допускаемого дисбаланса уста)
навливается заводом)изготовителем.
Маховик 8 служит для обеспечения равномерного вращения коленчатого
вала; вывода деталей кривошипного механизма из мертвых точек; накопле)
ния кинетической энергии, необходимой для вращения коленчатого вала в пе)
риод между вспышками в отдельных цилиндрах; облегчения пуска двигателя
и плавного трогания с места.
Маховик представляет собой массивный чугунный тщательно сбалансиро)
ванный диск, на его ободе напрессован зубчатый венец 9, при помощи которо)
го производится пуск двигателя от стартера. На маховике также монтируется
сцепление.
Размеры маховика зависят от числа цилиндров. Чем больше число цилинд)
ров у двигателя, тем равномернее следует чередование тактов расширения и
тем меньших размеров (меньшей массы) требуется маховик.
Неисправности и техническое обслуживание КШМ. Основными неисправ)
ностями КШМ являются: износ коренных и шатунных подшипников коленча)
того вала, шеек вала, поршневых пальцев, отверстий в бобышках поршней
или бронзовых втулок в верхних головках шатунов, поршней и гильз цилинд)
ров, поршневых колец, поломка поршневых колец, повреждение прокладок
головок блока или ослабление крепления головок.
При ежесменном техническом обслуживании (ЕТО) двигатель очищают от
грязи, проверяют его состояние визуально и прослушивают работу в разных
режимах. При ТО)1 проверяют крепление опор двигателя к раме и при необхо)
димости подтягивают их. При ТО)1 и ТО)2 проверяют давление масла в главной
магистрали смазочной системы. Снижение давления масла до 0,15–0,1 МПа у
прогретого двигателя при исправных агрегатах смазочной системы и правиль)
ных показаниях манометра указывает на значительный износ подшипников
коленчатого вала. При ТО)3 проверяют техническое состояние цилиндропорш)
невой группы по количеству газов, прорывающихся в картер.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ

1. Каково назначение кривошипно)шатунного механизма двигателя?
2. Перечислите детали кривошипно)шатунного механизма и их назначение.

30

КОНСТРУКЦИЯ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

3. Поясните понятие «плавающий поршневой палец».
4. Чем объясняется форма днища поршня?
5. Каковы функции маховика и от чего зависят его размеры?

3.2. ГАЗОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫЙ МЕХАНИЗМ
Общие сведения. Газораспределительный механизм (ГРМ) обес;
печивает своевременную подачу в цилиндры двигателя горючей смеси (карбю;
раторные двигатели) или чистого воздуха (дизельные двигатели) и выпуска из
этих цилиндров продуктов сгорания. Эти процессы происходят в соответствии
с принятым для данного двигателя порядком работы цилиндров и фазами газо;
распределения. Различают ГРМ оконного (бесклапанные), клапанного, золот;
никового и смешанного типов.
Оконный механизм применяется в двухтактных двигателях с кривошип;
но;камерной продувкой. В этом механизме поршень, совершая возвратно;по;
ступательное движение, открывает и закрывает впускные, перепускные и вы;
пускные окна цилиндров.
Клапанный механизм получил наибольшее распространение в четырех;
тактных двигателях как наиболее простой, надежный, долговечный и обеспе;
чивающий достаточно хорошее наполнение и очистку цилиндров. Впускные и
выпускные отверстия цилиндров открываются и закрываются клапанами,
управляемыми специальным механизмом.
Золотниковый механизм открывает и закрывает впускные и выпускные
отверстия цилиндра поступательно движущимися или вращающимися золот;
никами.
Смешанный механизм применяется в двигателях с прямоточно;камерной
продувкой. Для выпуска отработавших газов служат клапаны, а для впуска
воздуха — продувочные окна, открываемые и закрываемые поршнем.
В современных четырехтактных автотракторных двигателях применяют;
ся в основном клапанные механизмы газораспределения.
В зависимости от расположения клапанов относительно цилиндра разли;
чают: верхнеклапанные механизмы — с расположением клапанов в головке
цилиндров, нижнеклапанные — с расположением клапанов в блоке цилинд;
ров, и комбинированные — с расположением впускных клапанов в головке, а
выпускных — в блоке цилиндров.
Наибольшее распространение получили верхнеклапанные механизмы га;
зораспределения, которые обеспечивают лучшее наполнение и очистку ци;
линдров; допускают более высокую степень сжатия, так как камера сгорания
имеет наиболее рациональную форму; уменьшают потери тепла и повышают
экономичность двигателя. Практически все современные автотракторные дви;
гатели имеют верхнеклапанный газораспределительный механизм. Нижнее
расположение клапанов применялось на двигателях со сравнительно низкой
степенью сжатия и невысокой частотой вращения коленчатого вала.
Большинство современных двигателей как тракторных (в основном зарубеж;
ного производства), так и автомобильных (отечественного и зарубежного про;
изводства) имеют по два впускных и по два выпускных клапана на цилиндр.
ГЛАВА 3. УСТРОЙСТВО И РАБОТА СИСТЕМ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

31

Встречаются также трехклапанные (два впускных и один выпускной) и пяти+
клапанные (три впускных и два выпускных) механизмы газораспределения.
Также в автомобилях зарубежного производства (Renault) встречаются конст+
рукции ГРМ без распределительных валов, в которых клапаны управляются
индивидуальными устройствами с помощью электромагнитных соленоидов.
Такая конструкция обеспечивает контроль над работой каждого клапана. Кро+
ме того, упрощается конструкция самого двигателя, потому что обычный при+
вод — цепи, зубчатые ремни, механизм натяжения, шестерни и кулачковые
валы — становятся ненужными. Недостатком таких «бескулачковых» ГРМ
является большое потребление электроэнергии и большие габариты привод+
ных устройств.
Общее устройство и работа клапанного ГРМ. Основными деталями ГРМ
являются распределительный вал с приводом; толкатели; штанги; коромысла
и клапаны с седлами, направляющими втулками, пружинами с деталями кре+
пления.
На рисунке 3.5 представлена схема верхнеклапанного газораспределитель+
ного механизма c нижним расположением распределительного вала.
Коленчатый вал двигателя приводит во вращение через шестерни распреде+
лительный вал 1. При повороте распределительного вала его кулачок своим
выступом поднимает толкатель 2, а вместе с ним и штангу 3. Коромысло 6,
установленное на оси, поворачивается вокруг нее и отжимает клапан 11 вниз.
Открывается отверстие канала в головке цилиндров, а пружина 9 сжимается.
Стержень клапана 11 движется в направляющей втулке 10. Он скрепляется с
тарелкой 8 двумя коническими сухариками 7, внутренняя поверхность кото+
рых имеет цилиндрический выступ. Если на один клапан устанавливают две
пружины, то они должны быть навиты в разные стороны, чтобы не произошло
заклинивание клапана в случае поломки одной из пружин и попадания ее вит+
ка между витками другой пружины.
Клапан 11 открыт полностью, когда толкатель 2 находится на вершине
кулачка. При дальнейшем повороте распределительного вала 1 толкатель 2
начинает опускаться, а клапан 11 под действием пружины 9 движется вверх.
Когда выступ кулачка выходит из+под толкателя 2, давление на клапан 11 пре+
кращается, и он под действием пружины 9 плотно закрывает отверстие канала
в головке цилиндров. Седло клапана 12 повышает износостойкость рабочей
фаски в головке цилиндров двигателя и облегчает ее ремонт.
Рассмотренная на рисунке 3.5 схема ГРМ свойственна большинству совре+
менных тракторных и автомобильных дизелей, у которых не очень высокая
частота вращения коленчатого вала двигателя.
ГРМ с нижним расположением клапанов работает аналогично описанному
выше, но конструкция его проще, так как отсутствуют штанги, коромысла и
детали, на которых монтируются коромысла. При работе этого механизма дви+
жение от кулачка распределительного вала передается толкателю, который
воздействует непосредственно на клапан. Стержень клапана перемещается в
направляющей втулке и соединяется с тарелкой двумя коническими сухарика+
ми. При сбегании кулачка распределительного вала с толкателя клапан воз+
вращается в первоначальное положение под действием пружины.
32

КОНСТРУКЦИЯ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

Рис. 3.5

Схема верхнеклапанного газораспредели$
тельного механизма с нижним расположе$
нием распределительного вала:
1 — распределительный вал; 2 — толкатель;
3 — штанга; 4 — контргайка; 5 — регулировоч$
ный винт; 6 — коромысло; 7 — конические
сухарики; 8 — тарелка клапана; 9 — пружины;
10 — направляющая втулка клапана;
11 — клапан; 12 — седло клапана.

Рис. 3.6

Схема верхнеклапанного
газораспределительного
механизма с верхним располо$
жением распределительных
валов:
1 — гидроопора; 2 — коромысло;
3 — распределительный вал;
4 — пружина клапана;
5 — направляющая втулка
клапана; 6 — впускной клапан;
7 — седло клапана; 8 — выпуск$
ной клапан.

ГЛАВА 3. УСТРОЙСТВО И РАБОТА СИСТЕМ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

33

Рис. 3.7

Газораспределительный механизм V&образного двигателя:
1 — шестерня привода распределительного вала; 2 — втулка распределитель&
ного вала; 3 — опорные шейки; 4, 5 — кулачки; 6 — шестерня привода
топливного насоса; 7 — роликовый толкатель; 8 — втулка; 9 — пружина
клапана; 10 — направляющая втулка клапана; 11 — клапан; 12 — штанга;
13 — распределительный вал.

Рис. 3.8

Типы приводов распределительного вала:
а — шестеренный привод: 1 — шестерня коленчатого вала, 2 — промежуточная шестерня,
3 — шестерня распределительного вала, 4 — шестерня вала топливного насоса,
5 — шестерня привода компрессора, 6 — шестерня привода насоса гидроусилителя,
7 — шестерня механизма уравновешивания; б — цепной привод: 1 — шестерня распреде&
лительного вала, 2 — цепь, 3 — успокоитель цепи, 4 — шестерня привода масляного
насоса, 5 — шестерня коленчатого вала, 6 — башмак натяжителя, 7 — натяжитель цепи;
в — ременный привод: 1 — шкив коленчатого вала, 2 — шкив распределительного вала,
3 — шкив привода вала масляного насоса, 4 — ремень, 5 — пружина, 6 — ролик.

34

КОНСТРУКЦИЯ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

Современные автомобильные бензиновые двигатели (карбюраторные дви&
гатели и двигатели с впрыском топлива) имеют несколько иную конструкцию
ГРМ, чем описанные выше.
Это связано с необходимостью быстрого увеличения оборотов этих двигате&
лей и достигается уменьшением деталей в приводе клапанов. Наиболее распро&
страненным вариантом такого уменьшения являются газораспределительные
механизмы с размещенными в головке цилиндров одним или двумя распреде&
лительными валами. Схема одного из таких ГРМ представлена на рисунке 3.6.
Особенностью данной схемы является то, что в головке цилиндров установ&
лены два распределительных вала 3 для привода впускных 6 и выпускных 8
клапанов. Клапаны приводятся от распределительных валов через коромыс&
ло 2, которое одним концом, имеющим внутреннюю сферическую поверхность,
опирается на сферический торец плунжера гидрокомпенсатора 1 (гидроопо&
ры), а другим концом, имеющим криволинейную поверхность, опирается на
торец стержня клапана. Применение гидроопоры 1 исключает необходимость
регулировать зазор между коромыслом и торцом стержня клапана.
Также многие современные автомобили не имеют в приводе клапанов ко&
ромысел, а перемещение от кулачков распределительных валов передается
клапанам через гидрокомпенсаторы. Такую конструкцию, например, имеет
двигатель ЗМЗ&4063, устанавливаемый на грузовики ГАЗ малой грузоподъем&
ности («Газель», «Соболь»).
Распределительный вал. Осуществляет управление движением клапанов в
соответствии с процессами, происходящими в цилиндрах двигателя. На ци&
линдрической части распределительного вала 13 (рис. 3.7) расположены ку&
лачки 4, 5 и опорные шейки 3.
Распределительные валы изготавливают из стали (ЗИЛ, КамАЗ) или моди&
фицированного чугуна (ВАЗ, ЗМЗ). Опорные шейки и кулачки распредели&
тельного вала термически обрабатывают и шлифуют.
На переднем конце распределительного вала у дизельных двигателей уста&
навливается шестерня 1 его привода и шестерня 6 привода топливного насоса.
У карбюраторных двигателей на переднем конце распределительного вала пре&
дусмотрен эксцентрик, который воздействует на штангу привода топливного
насоса.
Число кулачков на распределительном валу равно числу обслуживаемых
им клапанов. Расположение кулачков определяется числом и порядком рабо&
ты цилиндров, фазами газораспределения и схемой привода.
Привод. Обеспечивает передачу вращения от коленчатого вала двигателя к
распределительному валу. В течение одного рабочего цикла четырехтактного
двигателя происходит одно открытие впускного и выпускного клапанов. Для
этого распределительный вал за цикл должен сделать один оборот, а коленча&
тый — два. Привод распределительного вала может быть шестеренный (рис.
3.8а), цепной (рис. 3.8б) и ременный (рис. 3.8в).
Шестеренный привод (рис. 3.8а) в большинстве случаев применяют при
нижнем расположении распределительного вала. При такой схеме привода
обеспечивается большая жесткость и простота конструкции. От приводной
шестерни коленчатого вала 1 вращение передается через промежуточную ше&
ГЛАВА 3. УСТРОЙСТВО И РАБОТА СИСТЕМ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

35

стерню 2 шестерне распределительного вала 3. Кроме того, осуществляется при(
вод топливного насоса шестерней 4, компрессора — шестерней 5 и насоса гид(
роусилителя руля — шестерней 6. Обычно в шестеренном приводе шестерни
выполняют косозубыми для снижения шума при работе.
Цепной привод (рис. 3.8б) применяют на высокооборотных двигателях (дви(
гатели легковых автомобилей) и при верхнем расположении распределитель(
ного вала. Привод состоит из двухрядной втулочно(роликовой цепи 2, ведущей
шестерни 5, ведомых шестерен 1 и 4, успокоителя цепи 3 и натяжителя 7 с баш(
маком 6. Последние обеспечивают снижение колебаний цепи.
Ременный привод (рис. 3.8в) также применяют при верхнем расположении
распределительного вала на двигателях легковых автомобилей (высокооборот(
ных двигателях). Привод распределительного вала осуществляется через уста(
новленный на нем зубчатый шкив 2 от зубчатого шкива 1, установленного на
коленчатом валу двигателя, посредством зубчатого ремня 4. С помощью этого
ремня также вращается зубчатый шкив 3 вала привода масляного насоса.
Ремень изготовлен из резины, армированной стекловолокном. Зубья ремня
имеют трапециевидную форму. Ремень натягивают с помощью натяжного ро(
лика 6.
Натяжение регулируют пружиной 5 при неработающем двигателе и ослаб(
ленных болтах крепления кронштейна натяжного ролика.
Толкатель. Преобразует вращательное движение кулачка распределитель(
ного вала в поступательное движение.
Различают толкатели следующих видов: цилиндрические (рис. 3.9а), гри(
бообразные (рис. 3.9б, в) и роликовые (рис. 3.9г). Толкатели изготавливают из
чугуна или стали. Их рабочие поверхности термически обрабатывают и шли(
фуют. Внутри толкателей имеются сферические углубления для установки
штанг.
В настоящее время в газораспределительных механизмах легковых авто(
мобилей как отечественного, так и зарубежного производства широко стали
применяться так называемые гидрокомпенсаторы или гидротолкатели. Гид(
равлические толкатели обеспечивают постоянный контакт кулачков распреде(
лительного вала с клапанами, компенсируют износ сопрягаемых деталей и ис(
ключают необходимость регулирования теплового зазора клапанов.
Гидравлический толкатель (рис. 3.10) состоит из корпуса, компенсатора и
шарикового клапана. В корпусе 2 толкателя приварена направляющая втул(
ка 1, в которой стопорным кольцом 3 закреплен компенсатор. Компенсатор
состоит из корпуса 4 и поршня 5, между которыми установлена разжимная
пружина 7, а в поршне размещен шариковый клапан 6. Внутренняя полость
компенсатора заполнена маслом, которое поступает при открытом клапане 6
из корпуса гидротолкателя. В корпус гидротолкателя масло подается из мас(
ляной магистрали головки цилиндров через наружную канавку и отверстие,
выполненное в корпусе.
Кулачок распределительного вала, повернутый к толкателю тыльной сто(
роной, не передает на него усилие, и разжимная пружина выдвигает поршень
из втулки под действием давления масла, подаваемого из смазочной системы,
выбирая тепловой зазор.
36

КОНСТРУКЦИЯ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

Рис. 3.9

Виды толкателей:
а — цилиндрический; б, в — грибообразный; г — роликовый.

Рис. 3.10

Гидравлический толкатель:
1 — направляющая втулка; 2 — корпус
толкателя; 3 — стопорное кольцо; 4 — корпус
компенсатора; 5 — поршень компенсатора;
6 — шариковый клапан; 7 — разжимная
пружина.

При набегании кулачка распределительного вала на толкатель усилие от
кулачка передается на торец его корпуса 2, который перемещает поршень 5
компенсатора, преодолевая сопротивление пружины 7. При этом шариковый
клапан 6 закрывается и запирает находящееся внутри компенсатора масло,
через которое и передается усилие от кулачка распределительного вала к кла5
пану; клапан открывается. При перемещении поршня 5 часть масла из ком5
пенсатора через зазор между поршнем и корпусом 4 вытекает в корпус 2 тол5
кателя, и поршень немного вдвигается в корпус 4 компенсатора.
При сбегании кулачка распределительного вала с толкателя пружина 7
прижимает поршень 5 к корпусу 2 толкателя, обеспечивая его беззазорный
контакт с кулачком распределительного вала. При этом шариковый клапан 6
открывается, впуская масло в компенсатор, а клапан ГРМ закрывается.
Штанги 12 (см. рис. 3.7). Служат для передачи движения от толкателя к
коромыслам. Нижний конец штанги шаровой, он опирается на сферическую
поверхность выемки толкателя. Верхний конец штанги имеет углубление со
сферической поверхностью, на которую опирается головка регулировочного
винта.
Коромысло. Это стальной рычаг с двумя плечами различной длины. В резь5
бовое отверстие короткого плеча ввернут винт, с помощью которого регулируют
зазор между бойком коромысла и стержнем клапана. Рабочую поверхность
ГЛАВА 3. УСТРОЙСТВО И РАБОТА СИСТЕМ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

37

бойка шлифуют и термически обрабатывают. Коромысло на оси устанавлива(
ют на бронзовой втулке, а ось размещают в отдельных стойках. Оси коромысел
обычно пустотелые. Их внутренняя полость используется как канал для подво(
да масла, смазывающего втулки коромысел, трущиеся поверхности концов
штанг.
Клапан 1 состоит из тарелки 14 (рис. 3.11) и стержня 13. Переход от тарел(
ки к стержню сделан плавным, чтобы обеспечить клапану необходимую проч(
ность, улучшить отвод теплоты от тарелки клапана и уменьшить сопротивле(
ние движению газов.
Тарелке клапана необходима хорошая сопротивляемость короблению, так
как температура выпускных клапанов достигает 600–850°С, а впускных —
300–400°С. Тарелка клапана имеет уплотняющую конусную поверхность (фас(
ку), которая обеспечивает центровку клапана при его посадке в гнездо. Фаска
клапана выполняется под углом 30° или 45°.
Клапан с фаской под углом 45° при одинаковом подъеме имеет меньшие
проходные сечения, чем клапан с фаской под углом 30°, однако обеспечивает
лучшую центровку в седле и большую жесткость головки, поэтому фаску под
углом 30° применяют главным образом для впускных клапанов форсирован(
ных двигателей.
Впускные клапаны изготовляют из хромистой, хромованадиевой или хро(
моникелевой стали. Выпускные клапаны изготовляют из легированных жаро(
стойких сталей.
Клапанные пружины 8 и 9 (рис. 3.11). Служат для закрытия клапанов и
плотной посадки их в гнезда, а также воспринимают инерционные усилия,
возникающие при работе механизма газораспределения. Для предотвращения
самопроизвольного отрыва закрытого выпускного клапана от седла при такте
впуска пружине (при установке ее на место) сообщают предварительную за(
тяжку.

Рис. 3.11

Клапанная группа газораспределительного
механизма:
1 — выпускной клапан; 2 — гнездо выпускного
клапана; 3 — направляющие втулки клапанов;
4 — маслоотражательный колпачок; 5 — впускной
клапан; 6 — гнездо впускного клапана; 7 — шайба
пружин; 8, 9 — соответственно внутренняя
и наружная пружины; 10 — тарелка пружин;
11 — втулка тарелки; 12 — сухарики;
13 — стержень клапана; 14 — тарелка клапана.

38

КОНСТРУКЦИЯ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

В большинстве двигателей (ЯМЗ$236, ЯМЗ$238 и др.) устанавливаются две
пружины (одна в другой) с различным направлением витков, этим предотвра$
щается заклинивание витков внутренней пружины витками внешней. Уста$
новка двух пружин уменьшает общую их высоту, устраняет возможность воз$
никновения опасного для прочности пружин резонанса и гарантирует бóль$
шую надежность в работе, так как при поломке одной из пружин клапан будет
удерживаться второй.
Пружины клапанов изготовляют методом холодной навивки. Материалом
для их изготовления служит высокоуглеродистая сталь. Пружина клапана за$
крепляется на конце стержня клапана чаще всего посредством двух кониче$
ских сухариков 12, для которых на стержне клапана сделана выточка.
Гнездо клапана 2 и 6 (рис. 3.11). У большинства двигателей выполнено не$
посредственно в головке цилиндров или блок$картере. Чтобы увеличить срок
службы и облегчить ремонт, у некоторых двигателей гнезда клапанов изготав$
ливаются в виде вставных колец, которые запрессовываются в головку цилин$
дров или блок$картер. Двигатели, головки которых выполнены из алюминие$
вых сплавов, имеют вставные гнезда для всех клапанов. Вставные гнезда уве$
личивают срок службы и облегчают ремонт головки цилиндров.
Направляющие втулки 3 (рис. 3.11). Обеспечивают точную посадку клапа$
нов в гнезда. Они запрессовываются в головку цилиндров или блок$картер.
Втулки изготовляют обычно из чугуна или металлокерамики.
Декомпрессионный механизм. При пуске дизельного двигателя прокручи$
вание коленчатого вала требует затраты значительных усилий на преодоление
сопротивления сжатию воздуха в цилиндрах. Для уменьшения этого сопро$
тивления в период пуска включают декомпрессионный механизм, с помощью
которого впускные (а иногда впускные и выпускные) клапаны удерживаются
открытыми. Это облегчает прокручивание вала двигателя. При достижении
частоты вращения коленчатого вала, достаточной для пуска, механизм отклю$
чается и осуществляется пуск двигателя.
Декомпрессионные механизмы открывают клапаны путем воздействия ва$
лика на короткие плечи коромысел штангами или на толкатели, а также на$
жатием валиков на длинные плечи коромысел без регулировки или с регулиро$
вочным винтом.
Декомпрессионные механизмы большинства двигателей имеют только две
позиции: компрессия включена или выключена. Однако у некоторых двигате$
лей с большим литражом компрессия при пуске включается постепенно — вна$
чале она выключена во всех цилиндрах полностью, затем выключена только в
двух цилиндрах и, наконец, компрессия включается во всех цилиндрах.
Фазы газораспределения. Для лучшего наполнения цилиндров двигателя
горючей смесью или воздухом и более полной очистки их от отработавших
газов открытие и закрытие клапанов производится не в тот момент, когда пор$
шень находится в мертвых точках, а обычно с некоторым опережением при
открытии и запаздыванием — при закрытии.
Моменты открытия и закрытия впускных или выпускных клапанов, выра$
женные в градусах угла поворота коленчатого вала относительно мертвых то$
чек, называются фазами газораспределения.
ГЛАВА 3. УСТРОЙСТВО И РАБОТА СИСТЕМ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

39

Фазы газораспределения изобража%
ются в виде круговой диаграммы, назы%
ваемой диаграммой газораспределения
(рис. 3.12). В основном они зависят от
быстроходности двигателя. Чем больше
номинальная частота вращения коленча%
того вала двигателя, тем больше углы.
Впускной клапан в большинстве слу%
чаев открывается с некоторым опереже%
нием (j1 = 5–30°), т. е. до прихода порш%
ня в в.м.т. Опережение необходимо для
того, чтобы к началу такта впуска кла%
Рис. 3.12
пан был достаточно открыт, что улучша%
Диаграмма фаз газораспределения
ет наполнение цилиндра.
в общем виде
Закрытие впускного клапана произ%
водится с запаздыванием (j4 = 0–90°), т. е. после прохождения поршнем н.м.т.
При этом, несмотря на начавшееся движение поршня вверх, заполнение ци%
линдра горючей смесью или воздухом будет продолжаться вследствие все еще
имеющегося в нем разрежения, а также вследствие инерции потока горючей
смеси или воздуха, движущегося во впускном трубопроводе.
Выпускной клапан открывается с некоторым опережением (j3 = 40–80°),
т. е. до прихода поршня в н.м.т. Так как давление в цилиндре значительно
превышает атмосферное, то основная масса отработавших газов под собствен%
ным давлением уходит из цилиндра до достижения поршнем н.м.т. Затем пор%
шень, пройдя н.м.т. и двигаясь к в.м.т., будет выталкивать оставшиеся в ци%
линдре отработавшие газы.
Закрытие выпускного клапана производится с запаздыванием (j2 = 5–45°),
т. е. когда поршень перейдет в.м.т. При этом очистка цилиндров улучшается,
так как несмотря на движение поршня к н.м.т. продукты сгорания продолжа%
ют удаляться из цилиндра по инерции, а также вследствие отсасывающего дей%
ствия потока газов, движущихся по выпускному трубопроводу.
Из диаграммы фаз газораспределения видно, что есть период, когда оба
клапана открыты одновременно, — это так называемое перекрытие клапанов.
Величина угла перекрытия колеблется в пределах 16–46°. При перекрытии
клапанов утечки горючей смеси с отработавшими газами не происходит, благо%
даря небольшому промежутку времени перекрытия и малым проходным сече%
ниям в этот период. Перекрытие клапанов особенно благоприятно сказывается
на наполнении цилиндров при большой частоте вращения коленчатого вала.
Наилучшие фазы газораспределения для каждой модели двигателя уста%
навливают экспериментально при доводке опытных образцов двигателей. Это
связано с тем, что для получения максимальной мощности двигателя, при вы%
сокой частоте вращения коленчатого вала, необходимо обеспечить существен%
ное перекрытие клапанов вблизи в.м.т. Мощность двигателя при этом в наи%
большей степени зависит от максимально возможного количества горючей сме%
си, попадающей в цилиндр за короткое время, но чем выше частота вращения
коленчатого вала, тем меньше отводимое на это время. С другой стороны, при
40

КОНСТРУКЦИЯ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

малых оборотах, когда не требуется максимальная мощность, лучше, когда угол
перекрытия близок к нулю. Небольшое или нулевое перекрытие клапанов за0
ставляет двигатель более чутко реагировать на изменение положения педали
«газа», что очень важно при движении автомобиля в транспортном потоке.
В связи с этим в конструкции современных зарубежных легковых автомоби0
лей начали появляться автоматические устройства для изменения фаз газорас0
пределения. Эти устройства обеспечивают изменение фаз газораспределения либо
за счет поворота распределительного вала относительно приводной звездочки и,
следовательно, относительно коленчатого вала, либо за счет регулирования ве0
личины открытия впускного клапана; также имеются и другие варианты.
Неисправности и техническое обслуживание ГРМ. Основными неисправ0
ностями ГРМ являются: нарушение тепловых зазоров клапанов (на двигателях
с регулируемым зазором); износ подшипников, кулачков распределительного
вала; неисправности гидрокомпенсаторов (на двигателях с автоматической ре0
гулировкой зазоров); снижение упругости и поломка пружин клапанов; зави0
сание клапанов; износ и удлинение цепи (ремня) привода распределительного
вала; износ зубчатого шкива привода распределительного вала; износ маслоот0
ражающих колпачков, стержней клапанов, направляющих втулок; нагар на
клапанах. Все перечисленные неисправности сопровождаются уменьшением
мощности и экономичности двигателя, подсасыванием воздуха и обеднением
смеси, прорывом отработавших газов, стуком клапанов.
При техническом обслуживании ГРМ осматривают и ослушивают, подтяги0
вают крепления, притирают клапаны, проверяют плотность их прилегания, ме0
жду бойком коромысла и торцом стержня устанавливают зазор. Тепловой зазор в
приводе клапанов регулируется в соответствии с порядком работы двигателя.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ

1. Назовите назначение газораспределительного механизма.
2. Приведите классификацию газораспределительных механизмов. Дайте им срав0
нительную оценку.
3. Поясните общее устройство и работу газораспределительного механизма.
4. Перечислите детали верхнеклапанного газораспределительного механизма и их
назначение.
5. Какие типы приводов распределительного вала применяются в современных дви0
гателях?
6. В чем преимущество гидравлического толкателя в сравнении с механическими?
Поясните принцип его работы.
7. Каково назначение декомпрессионного механизма?
8. Что такое фазы газораспределения?

3.3. СИСТЕМА ПИТАНИЯ
КАРБЮРАТОРНОГО ДВИГАТЕЛЯ
Общая схема, принцип работы системы питания карбюратор2
ного двигателя и ее элементов. Система питания карбюраторного двигателя
предназначена для хранения и очистки топлива, очистки воздуха, приготовле0
ния горючей смеси, подачи ее в цилиндры двигателя, регулирования состава
смеси и отвода отработавших газов.
ГЛАВА 3. УСТРОЙСТВО И РАБОТА СИСТЕМ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

41

Рис. 3.13

Схема системы питания карбюраторного двигателя:
1 — топливный бак; 2 — топливопроводы; 3 — фильтр тонкой очистки топлива;
4 — топливный насос; 5 — карбюратор; 6 — воздушный фильтр; 7 — терморегу'
лятор; 8 — трос привода воздушной заслонки; 9 — пробка топливного бака;
10 — топливоприемник с датчиком уровня топлива; 11 — педаль управления
дроссельными заслонками.

Топливо из бака 1 (рис. 3.13) по топливопроводам 2 засасывается диафраг'
менным насосом 4 в фильтр тонкой очистки 3 и далее в поплавковую камеру
карбюратора 5. Воздух очищается в воздушном фильтре 6 и подается в карбю'
ратор 5. При вращении коленчатого вала и перемещении поршней в цилинд'
рах двигателя в карбюраторе 5 создается разрежение. Вследствие этого в кар'
бюратор засасываются топливо и воздух. Топливо распыливается в потоке воз'
духа и испаряется, образуя горючую смесь. Далее горючая смесь по впускному
трубопроводу поступает в цилиндры и там сгорает. Энергия продуктов сгора'
ния используется для получения механической работы. Отработавшие газы
отводятся в выпускной трубопровод, проходят глушитель и выбрасываются в
окружающую среду.
Топливный бак. Предназначен для хранения запаса топлива, необходимо'
го для определенного пробега. Топливные баки могут быть сварные, штампо'
ванные или пластмассовые.
В верхней части топливного бака располагается наливная горловина, за'
крываемая резьбовой герметичной пробкой. В нижней части бака находится
сливное отверстие с резьбовой пробкой. Количество топлива в баке контроли'
руют указателем, датчик которого установлен внутри бака. Топливо забирает'
ся из бака через топливоприемную трубку, имеющую сетчатый фильтр, и через
шланг и топливопровод поступает в топливный насос. Внутренняя полость бака
связана с окружающей средой через воздушную трубку, а вентиляция внутрен'
ней полости осуществляется через вентиляционную трубку.
В топливных баках для увеличения их жесткости и уменьшения колебаний
топлива при движении устанавливают специальные перегородки. Также в ниж'
42

КОНСТРУКЦИЯ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

ней части бака размещается противоотливное устройство, предназначенное
для исключения перебоев в работе двигателя и его остановки при резком тро'
гании с места или резком торможении, а также при движении на больших
скоростях на поворотах.
Топливный фильтр. Очищает топливо, поступающее в карбюратор, от ме'
ханических примесей. Это необходимо, чтобы избежать засорения каналов с
малыми сечениями и жиклеров карбюра'
тора. Фильтры могут быть неразборными
(рис. 3.14а) и разборными (рис. 3.14б).
В неразборном фильтре бумажный фильт'
рующий элемент 3 находится в корпусе 2,
изготовленном из пластмассы. Топливо
поступает в фильтр из насоса через пат'
рубок 4, проходит через фильтрующий
элемент, очищается в нем и через патру'
бок 1 поступает в карбюратор. Разборный
фильтр (рис. 3.14б) состоит из корпуса 2,
отстойника 5 и фильтрующего элемента 3.
Фильтрующий элемент изготовлен из ла'
Рис. 3.14
Неразборный (а) и разборный (б)
тунной сетки, намотанной в два слоя на
топливные фильтры:
стакан из алюминиевого сплава, который
1, 4 — патрубки; 2 — корпус; 3 — фильт'
имеет на боковой поверхности ребра и от'
рующий элемент; 5 — отстойник;
6 — пружина.
верстия для прохода топлива. Сетка на
стакане удерживается пружиной, надетой снаружи на фильтрующий элемент.
Фильтрующий элемент 3 находится внутри отстойника 5 и поджимается пру'
жиной 6 к корпусу фильтра через уплотнительную прокладку.
При очистке топливо сначала поступает в отстойник, где осаждаются наи'
более крупные частицы примесей, а затем очищается, проходя через сетку
внутрь стакана фильтрующего элемента.
Топливный насос. Предназначен для подачи топлива из топливного бака в
карбюратор. В системах питания карбюраторных двигателей устанавливают
топливные насосы диафрагменного типа (рис. 3.15).

Рис. 3.15

Топливный насос диафрагменного
типа:
1 — эксцентрик распределительного вала;
2 — штанга; 3 — коромысло; 4 — шток;
5 — впускные клапаны; 6 — крышка;
7 — выпускной клапан; 8 — сетчатый
фильтр; 9 — диафрагма; 10 — корпус
насоса; 11 — пружина; 12 — рычаг;
13 — клапанная головка.

ГЛАВА 3. УСТРОЙСТВО И РАБОТА СИСТЕМ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

43

Между клапанной головкой 13 и корпусом насоса 10 установлена диафраг'
ма 9. Диафрагма перемещается вниз под действием штока 4 и коромысла 3, а
вверх — под действием пружины 11. В головке насоса и ее крышке имеются
впускная и нагнетательная полости, в которых расположены впускные 5 и вы'
пускные 7 клапаны. В специальных приливах корпуса установлен валик с ры'
чагом 12 для ручной подкачки топлива.
При вращении распределительного вала эксцентрик 1 поднимает штангу 2 и
поворачивает коромысло 3, в результате чего диафрагма 9 прогибается вниз. Над
диафрагмой создается разрежение, впускные клапаны 5 открываются и топли'
во, проходя через сетчатый фильтр 8, заполняет полость над диафрагмой. При
сбегании эксцентрика диафрагма под действием пружины 11 идет вверх и вытес'
няет топливо через выпускные клапаны 7 в нагнетательную полость. Впускные
клапаны при этом закрываются под действием давления топлива.
Для прокачки системы питания карбюраторного двигателя и заполнения
поплавковой камеры карбюратора топливо может подаваться вручную при по'
мощи рычага 12.
Воздушный фильтр. Предназначен для очистки воздуха, поступающего в
карбюратор, от пыли и других примесей. Пыль содержит мельчайшие кристал'
лы твердого кварца, которые, оседая на смазочные поверхности трущихся де'
талей двигателя, вызывают их интенсивное изнашивание.
На карбюраторных двигателях в основном применяют комбинированные
воздухоочистители, сочетающие инерционный и фильтрующий способы очист'
ки. Различают двух' и трехступенчатые воздухоочистители.
На рисунке 3.16 показан воздушный фильтр двигателя грузового автомо'
биля (ЗИЛ'4314), обеспечивающий двухступенчатую очистку воздуха. Под дей'
ствием разрежения, создаваемого двигателем, воздух поступает в корпус фильт'
ра 8 и, двигаясь вниз, соприкасается с
маслом, находящимся в масляной ван'
не 2. После соприкосновения с маслом
происходит резкое изменение направ'
ления движения потока воздуха, в ре'
зультате чего происходит инерционная
очистка воздуха от тяжелых частиц.
При соприкосновении с маслом воздух
захватывает его частицы и уносит их в
фильтрующий элемент 4, где происхо'
дит очищение от мелких частиц пыли.
Очищенный воздух по большому пат'
рубку 1 поступает в карбюратор и по
Рис. 3.16
Воздушный фильтр:
малому патрубку 5 — в компрессор.
1 — большой патрубок; 2 — масляная ванна;
Глушитель. Предназначен для сни'
3 — отражатель; 4 — фильтрующий элемент;
5 — малый патрубок; 6 — кольцевая щель;
жения шума при выходе отработавших
7 — кольцевое окно; 8 — корпус фильтра.
газов в атмосферу путем многократно'
го их расширения и охлаждения. Глушитель представляет собой трубу с отвер'
стиями, помещенную внутри коробки из листовой стали. Пространство вокруг
трубы разделено перегородками на несколько полостей. Отработавшие газы,
44

КОНСТРУКЦИЯ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

попадая в полости через щели в трубе, расширяются и охлаждаются, скорость
движения их снижается, в результате уменьшается шум от их выпуска. Глу0
шитель создает дополнительное сопротивление на впуске в двигатель, что сни0
жает наполнение цилиндров свежим зарядом. Это приводит к снижению мощ0
ности двигателя до 8%.
Смесеобразование в карбюраторных двигателях и работа простейшего
карбюратора. Карбюраторные двигатели — двигатели с внешним смесеобразо0
ванием, т. е. процесс приготовления горючей смеси осуществляется вне цилин0
дров двигателя. Процесс приготовления горючей смеси называют карбюраци0
ей, а прибор, в котором этот процесс осуществляется, — карбюратором.
Горючая смесь характеризуется соотношением масс топлива и воздуха. Оце0
ночным показателем такого соотношения является коэффициент a, называе0
мый коэффициентом избытка воздуха. Этот коэффициент представляет собой
отношение действительного количества воздуха к теоретически необходимому
для сгорания 1 кг топлива. Установлено, что для полного сгорания 1 кг бензи0
на требуется 14,8–15 кг воздуха. Горючую смесь с таким соотношением назы0
вают нормальной, т. е. коэффициент избытка воздуха у такой смеси a = 1. Го0
рючая смесь, у которой a = 0,6–0,85, называется богатой. При a = 0,85–0,95
смесь называют обогащенной, при a = 1,05–1,15 — обедненной, а при a = 1,15–
1,2 — бедной.
Простейший карбюратор (рис. 3.17) состоит из поплавковой камеры 1 с по0
плавком 2, запорной иглы 3, жиклера 4 с распылителем 7, диффузора 5, дрос0
сельной заслонки 6 и смесительной камеры 8.

Рис. 3.17

Схема работы простейшего карбюратора:
1 — поплавковая камера; 2 — поплавок;
3 — запорная игла; 4 — топливный жиклер;
5 — диффузор; 6 — дроссельная заслонка;
7 — распылитель; 8 — смесительная камера;
9 — цилиндр двигателя.

ГЛАВА 3. УСТРОЙСТВО И РАБОТА СИСТЕМ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

45

Поплавковая камера, поплавок и запорная игла необходимы для поддер'
жания постоянного уровня топлива в распылителе.
Жиклер 4 представляет собой калиброванное отверстие в пробке или труб'
ке. В карбюраторах он предназначен для дозирования топлива, воздуха или
эмульсии (топлива, насыщенного пузырьками воздуха).
Диффузор 5 — это участок патрубка карбюратора с постепенно суживаю'
щимся сечением. Распылитель 7 — трубка для распыливания топлива, уста'
новленная в центр диффузора.
Смесительной камерой 8 называют участок трубы карбюратора от самой
узкой части диффузора 5 (горловины) до оси дроссельной заслонки 6.
Топливо из бака по топливопроводу поступает в поплавковую камеру 1 и
заполняет ее. Когда уровень топлива в поплавковой камере достигнет верхне'
го предела, поплавок 2 прижмет запорную иглу 3 к ее седлу, и поступление
топлива прекратится. При понижении уровня поплавок опустится, и игла вновь
откроет доступ топливу в поплавковую камеру. Из поплавковой камеры топли'
во через жиклер 4 поступает в распылитель 7, выходное отверстие которого
находится в горловине диффузора 5. Чтобы топливо не вытекало из распылите'
ля при неработающем двигателе, выходное отверстие распылителя расположе'
но на 1–2 мм выше уровня топлива в поплавковой камере.
Во время такта впуска при открытой воздушной и дроссельной 6 заслонках
разрежение из цилиндра 9 передается в смесительную камеру 8 и вызывает в
ней движение воздуха в направлении, указанном стрелкой.
Так как проходное сечение в горловине диффузора 5 уменьшается, скорость
воздуха в ней возрастает и разрежение увеличивается. Вследствие разницы
между атмосферным давлением в поплавковой камере и разрежением в диффу'
зоре топливо фонтанирует из распылителя 7. Струи воздуха движутся через
диффузор со скоростью, примерно в 25 раз большей скорости капель топлива,
поступающих из распылителя. Поэтому топливо распыливается на более мел'
кие капли и, смешиваясь с воздухом, образует горючую смесь, которая посту'
пает в цилиндр двигателя. Здесь происходит смешивание этой смеси с остатка'
ми продуктов сгорания от предыдущего цикла, что приводит к образованию
рабочей смеси. В результате распыливания поверхность соприкосновения ча'
стиц топлива с воздухом увеличивается, топливо интенсивно испаряется.
Загрязнение воздухоочистителя сопровождается увеличением разрежения
в диффузоре и, следовательно, повышением расхода топлива через жиклер 4.
Для устранения этого недостатка у многих карбюраторов поплавковая камера
сообщается не с атмосферой, а со входным патрубком карбюратора. Такая по'
плавковая камера называется балансированной (уравновешенной).
На рисунке 3.18 показан график изменения состава горючей смеси, пода'
ваемой в цилиндр двигателя в зависимости от степени его загрузки (по эффек'
тивной мощности). Представленную характеристику называют характеристи'
кой карбюратора.
Карбюраторный двигатель работает на следующих основных режимах: пуск;
холостой ход и малые нагрузки; средние нагрузки; полная нагрузка. Для эф'
фективной работы двигателя при каждом из названных режимов необходимо
обеспечить определенный состав горючей смеси.
46

КОНСТРУКЦИЯ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

При пуске холодного двигателя из'
за малой скорости воздушного потока
и недостаточного разрежения в диффу'
зоре смесеобразование затруднено. По'
этому при пуске в цилиндры двигателя
должна подаваться очень богатая горю'
чая смесь (a = 0,6; точка а на рисун'
ке 3.18).
При работе на холостом ходу и с ма'
лыми нагрузками в двигатель необхо'
Рис. 3.18
димо подавать небольшое количество
Характеристика карбюратора:
горючей смеси. В этом случае дроссель'
1 — простейший; 2 — идеальный.
ная заслонка прикрыта и разрежение в
диффузоре незначительно. Карбюратор должен обеспечить приготовление обо'
гащенной смеси с коэффициентом a до 0,9 (участок а–б на рисунке 3.18).
При постепенном увеличении нагрузки (участок б–в) дроссельная заслонка
открывается, разрежение в диффузоре увеличивается. Поэтому горючая смесь
должна постепенно обедняться до a = 1,1.
При средней загрузке двигателя (участок в–г) состав горючей смеси должен
оставаться приблизительно постоянным — слегка обедненным (a = 1,1–1,15)
для обеспечения наиболее экономичной работы двигателя.
При полной нагрузке (участок г–д), когда дроссельная заслонка полностью
открыта, для получения максимальной мощности горючая смесь должна быть
обогащенной (a = 0,85–0,95).
Из рисунка 3.18 видно, что характеристика простейшего карбюратора (кри'
вая 1) дает обратное требуемому изменение состава горючей смеси, т. е., напри'
мер, при пуске двигателя и работе на холостом ходу с малыми нагрузками
вместо богатой смеси простейший карбюратор дает бедную или обедненную
смесь. А при работе на полной нагрузке простейший карбюратор не обеспечи'
вает постепенного обогащения горючей смеси.
Таким образом, простейший карбюратор не может обеспечить требуемый
при различных режимах работы двигателя состав горючей смеси. Поэтому в
конструкцию простейшего карбюратора включены следующие дополнитель'
ные устройства, обеспечивающие приготовление горючей смеси требуемого со'
става: пусковое; система холостого хода — для работы двигателя на холостом
ходу и при малых нагрузках; главное дозирующее устройство, обеспечиваю'
щее в широком диапазоне средних нагрузок постоянство обедненного (эконо'
мичного) состава смеси; экономайзер — для обогащения смеси в режиме боль'
ших нагрузок (подача дополнительного количества топлива в смесительную
камеру); ускорительный насос — для обогащения смеси при резком открытии
дроссельной заслонки.
Устройство и работа карбюратора. Рассмотрим устройство и принцип ра'
боты карбюратора на примере модели К'90 (см. рис. 3.19), которая устанавли'
вается на грузовом автомобиле ЗИЛ'4314.
Карбюратор К'90 двухкамерный с падающим потоком смеси, сбалансиро'
ванный, имеет главную дозирующую систему с пневматическим торможением
ГЛАВА 3. УСТРОЙСТВО И РАБОТА СИСТЕМ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

47

Рис. 3.19

Схема устройства карбюратора К590:
1 — корпус воздушной горловины; 2 — игольчатый клапан поплавка; 3 — сетчатый топливный
фильтр; 4 — балансировочный канал поплавковой камеры; 5 — жиклер холостого хода;
6 — воздушный жиклер; 7 — малый диффузор; 8 — форсунка; 9 — воздушная заслонка;
10 — клапан; 11 — толкатель; 12 — поплавковая камера; 13 — поршень ускорительного насоса;
14 — шариковый обратный клапан ускорительного насоса; 15 — шариковый клапан;
16 — нагнетательный игольчатый клапан; 17 — электромагнитные клапаны; 18 — регулировоч5
ный винт; 19 — прямоугольное отверстие; 20 — круглое отверстие; 21 — дроссельная заслонка;
22 — корпус смесительных камер; 23 — главный жиклер; 24 — жиклер полной мощности;
25 — кольцевая щель; 26 — поплавок; 27 — пружина; 28 — рычаг; 29, 30 — контакты датчика
положения дроссельных заслонок; 31 — ось дроссельных заслонок; 32 — большой диффузор.

топлива. Обе смесительные камеры работают параллельно на всех режимах
работы двигателя. Каждая камера приготовляет горючую смесь для четырех
цилиндров своего ряда. Поплавковый механизм, экономайзер с механическим
приводом, ускорительный насос и воздушная заслонка — общие для обеих ка5
мер, система холостого хода и главные дозирующие системы — отдельные. Кар5
бюратор состоит из трех основных частей: корпуса 1 воздушной горловины,
корпуса поплавковой камеры 12 и корпуса 22 смесительных камер. Все три
части соединены болтами и для уплотнения имеют прокладки.
В карбюраторах требуемые качество и количество горючей смеси автомати5
чески изменяются в зависимости от режима работы двигателя. Это достигается
согласованием работы дозирующих устройств.
При пуске холодного двигателя карбюратор должен приготовлять богатую
смесь. Обогащение смеси достигается прикрытием воздушной заслонки 9. Дрос5
сельные заслонки 21 открыты незначительно (примерно на одну четверть). Воз5
душный поток, проходящий через карбюратор, слабый. Под действием возни5
кающего в диффузорах разрежения из кольцевых щелей 25 малых диффузо5
48

КОНСТРУКЦИЯ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

ров 7 происходит усиленное истечение топлива. Чтобы предотвратить пере'
обогащение смеси при закрытой воздушной заслонке, на ней установлен авто'
матический клапан 10.
При холостом ходе карбюратор должен приготовлять обогащенную смесь.
В этом случае дроссельная заслонка 21 прикрыта, поэтому скорость воздуха и
разрежение в малых диффузорах 7 незначительны, и топливо не вытекает из
кольцевых щелей 25. За дроссельными заслонками возникает большое разре'
жение, которое передается через прямоугольные отверстия 19 и эмульсионные
каналы к жиклерам холостого хода 5. Под действием этого разрежения топли'
во из поплавковой камеры поступает через главные жиклеры 23 в топливные
каналы жиклеров холостого хода 5 и перемешивается с воздухом, проходящим
через верхние отверстия этих жиклеров, в результате образуется эмульсия.
Образовавшаяся эмульсия поступает в смесительные камеры через регули'
руемые круглые отверстия 20 и дополнительно перемешивается с воздухом,
поступающим через прямоугольные отверстия 19. При большем открытии дрос'
селя прямоугольные отверстия 19 попадают в зону большого разрежения и из
них так же, как и из нижних круглых отверстий 20, начинает поступать эмуль'
сия, что способствует плавному переходу от работы системы холостого хода к
работе главной дозирующей системы. Качество смеси на холостом ходу и тем
самым устойчивую работу двигателя на этом режиме регулируют винтами 18.
При отвертывании винта смесь обогащается, при завертывании — обедняется.
При увеличении нагрузки дроссельную заслонку 21 постепенно открыва'
ют. По мере открывания дроссельной заслонки возрастает скорость движения
воздуха в больших 32 и малых 7 диффузорах, разрежение у прямоугольных 19
и круглых 20 отверстий уменьшается, а в зоне кольцевых щелей 25 малых диф'
фузоров становится достаточным для вступления в работу главной дозирую'
щей системы карбюратора. Топливо из поплавковой камеры 12 поступает че'
рез главные жиклеры 23 и жиклеры полной мощности 24. К топливу подме'
шивается воздух, проходящий через воздушные жиклеры 6. Через кольцевую
щель 25 малых диффузоров в смесительные камеры поступает эмульсия. Ша'
риковый клапан 15 экономайзера с механическим приводом закрыт. Карбюра'
тор приготовляет обедненную горючую смесь.
При полной нагрузке, когда от двигателя требуется наибольшая мощность,
горючая смесь должна быть обогащенной. Обогащение горючей смеси до соста'
ва при полностью или почти полностью открытой дроссельной заслонке обеспе'
чивается вступлением в работу экономайзера с механическим приводом. При
открывании дроссельной заслонки на 80–85% привод механического эконо'
майзера открывает шариковый клапан 15, и горючая смесь, приготовляемая
главной дозирующей системой, обогащается.
При переходе от частичных нагрузок к полным, что происходит при резком
открывании дроссельной заслонки 21, частота вращения коленчатого вала
должна быстро увеличиваться, при этом разрежение в малом диффузоре 7 кар'
бюратора возрастает, а за дроссельной заслонкой 21 снижается, что приводит к
обеднению смеси. Обеднение смеси ухудшает приемистость двигателя и может
вызвать перебои в его работе. Чтобы это предотвратить, горючую смесь кратко'
временно обогащают впрыском дополнительного количества топлива в смеси'
ГЛАВА 3. УСТРОЙСТВО И РАБОТА СИСТЕМ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

49

тельную камеру карбюратора с помощью ускорительного насоса (детали 8, 13,
14). Ускорительный насос вступает в работу на первой половине процесса рез0
кого открывания дроссельной заслонки.
Для уменьшения удельного расхода топлива и снижения уровня токсично0
сти отработавших газов в карбюраторе К090 предусмотрены электромагнит0
ные клапаны 17 — экономайзер принудительного холостого хода (ЭПХХ) с
электронным управлением.
Система автоматического управления экономайзером имеет электронный
блок управления, датчик частоты вращения коленчатого вала в виде счетчика
электрических импульсов системы зажигания, датчик температуры охлаждаю0
щей жидкости, датчик положения дроссельных заслонок и два электромагнит0
ных клапана, встроенных в каналы холостого хода карбюратора.
Система работает следующим образом. Датчики температуры охлаждаю0
щей жидкости и частоты вращения коленчатого вала постоянно посылают сиг0
налы в блок управления. Когда педаль подачи топлива отпущена, дроссельные
заслонки карбюратора полностью прикрыты, т. е. двигатель работает в режиме
принудительного холостого хода (торможение двигателем), блок управления
включает электромагнитные клапаны, которые перекрывают каналы системы
холостого хода карбюратора. Для срабатывания электромагнитных клапанов
необходимо, чтобы температура охлаждающей жидкости была выше 60°С, а
частота вращения коленчатого вала более 1000 мин–1.
При уменьшении частоты вращения коленчатого вала до минимальной или
при ее увеличении после нажатия на педаль подачи топлива блок управления
выключает электромагнитные клапаны, и двигатель переходит на нормаль0
ный режим работы.
При снижении нагрузки частота вращения коленчатого вала может возрас0
ти выше допустимого, что вызывает перегрузку деталей КШМ. Для предотвра0
щения этого в карбюратор ряда двигателей встроен специальный пневматиче0
ский или пневмоцентробежный ограничитель, который связан с дроссельными
заслонками. При чрезмерном росте частоты вращения коленчатого вала этот
механизм прикрывает дроссельные заслонки, поступление горючей смеси в
цилиндры уменьшается, в результате чего частота вращения коленчатого вала
двигателя уменьшается и не превышает расчетной величины.
Неисправности и техническое обслуживание системы питания карбюра
торного двигателя. Основными неисправностями системы питания карбюра0
торного двигателя являются отсутствие подачи топлива и образование чрез0
мерно бедной или богатой горючей смеси. Признаками неисправностей систе0
мы питания являются затрудненный пуск или невозможность пуска двигателя,
его неустойчивая работа, падение мощности, перегрев, повышенный расход
топлива.
При ЕТО проверяют герметичность соединений топливопроводов и прибо0
ров системы питания, проверяют уровень топлива. При ТО01 проверяют путем
осмотра состояние карбюратора, воздушного фильтра, гофрированного пат0
рубка, топливного насоса, фильтра тонкой очистки, топливного бака и фильт0
ра0отстойника, обращая внимание на герметичность их соединений, отсутст0
вие деформаций и трещин. При ТО02 дополнительно к работам ТО01 проверяют
50

КОНСТРУКЦИЯ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

действие ножного и ручного приводов дроссельных и воздушных заслонок кар+
бюратора, полноту их закрытия и открытия, и в случае необходимости при+
воды регулируют. Проверяют и при необходимости регулируют уровень топли+
ва в поплавковой камере карбюратора. Промывают фильтрующий элемент и
заменяют масло в воздушном фильтре, промывают фильтр+отстойник и фильтр
тонкой очистки.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ

1. Каково назначение системы питания карбюраторного двигателя и что к ней отно+
сится?
2. Топливный насос какого типа применяется в системе питания карбюраторного
двигателя?
3. Поясните конструкцию и принцип работы комбинированного воздухоочистителя.
4. Поясните принцип работы простейшего карбюратора.
5. Что такое характеристика карбюратора? Какова разница между характеристи+
кой простейшего карбюратора и идеального?
6. Каким оценочным показателем характеризуется состав горючей смеси?
7. Какие дополнительные устройства и системы включаются в конструкцию про+
стейшего карбюратора и с какой целью?
8. Какая поплавковая камера называется балансирной (уравновешенной)?
9. Перечислите основные неисправности системы питания карбюраторного двигате+
ля и операции ее по техническому обслуживанию.

3.4. СИСТЕМА ПИТАНИЯ ДИЗЕЛЬНОГО ДВИГАТЕЛЯ
Способы смесеобразования в дизелях. Система питания ди+
зельного двигателя объединяет агрегаты, устройства и приборы, обеспечиваю+
щие фильтрацию, дозирование и ввод в цилиндр топлива и воздуха, смесеобра+
зование, а также вывод из цилиндров продуктов сгорания.
Время, отводимое на смесеобразование, в дизелях примерно в 10 раз мень+
ше, чем в карбюраторных двигателях, и составляет 0,002–0,003 с (20–40° по
углу поворота коленчатого вала двигателя). Очень малое время на смесеобразо+
вание и плохая испаряемость дизельного топлива затрудняют качественное
приготовление топливно+воздушной смеси с равномерным распределением то+
плива по объему камеры сгорания. Чтобы повысить качество приготовляемой
смеси, применяют специальную топливную аппаратуру, соответствующие фор+
мы камер сгорания и впускных трубопроводов.
Камеры сгорания дизельных двигателей разделяются на два основных типа:
неразделенные и разделенные (см. рис. 3.20). Соответственно двигатели с ка+
мерами первого типа называются дизелями с непосредственным впрыском, а
второго — с предварительным.
До недавнего времени непосредственный впрыск использовался на тихо+
ходных дизелях большого объема. Хотя такие двигатели экономичнее (до 20%),
их применение на небольших дизелях сдерживалось трудностями организа+
ции процесса сгорания, а также повышенными шумом и вибрацией, особенно в
режиме разгона. При непосредственном впрыске (рис. 3.20а) топливо сразу по+
ступает в камеру сгорания, расположенную в днище поршня. При этом предъ+
ГЛАВА 3. УСТРОЙСТВО И РАБОТА СИСТЕМ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

51

Рис. 3.20

Формы камер сгорания дизелей:
а — неразделенная; б — предкамера; в — вихрекамера.
Рис. 3.21

Схема системы питания дизельно/
го двигателя Д/260:
1 — топливный бак; 2 — фильтр
грубой очистки топлива; 3 — подкачи/
вающий насос; 4 — фильтр тонкой
очистки топлива; 5 — топливный
насос высокого давления (ТНВД);
6 — форсунка; 7 — воздушный
фильтр; 8 — глушитель; 9 — турбо/
компрессор; 10 — указатель уровня
топлива.

являются высокие требования к подаче топлива и воздуха. Топливо должно
равномерно распределяться по объему камеры сгорания и интенсивно переме/
шиваться с воздухом.
В дизелях с разделенными камерами сгорания впрыск топлива осуществ/
ляется не в надпоршневое пространство, а в специальную камеру сгорания,
выполненную в головке блока цилиндров. При этом различают два процесса
смесеобразования: предкамерный (его еще называют форкамерным) и вихре/
камерный.
52

КОНСТРУКЦИЯ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

При форкамерном процессе (рис. 3.20б) топливо впрыскивается в специ&
альную предварительную камеру, ударяется о ее стенки и перемешивается с
воздухом. Воспламенившись, смесь поступает по специальным каналам в ос&
новную камеру сгорания, где и сгорает полностью.
Во время вихрекамерного процесса (рис. 3.20в) сгорание также начинается
в специальной отдельной камере, только выполненной в виде полого шара.
В период такта сжатия воздух по соединительному каналу поступает в предка&
меру и интенсивно закручивается в ней (образует вихрь). Впрыснутое в опреде&
ленный момент топливо хорошо перемешивается с воздухом.
Таким образом, при разделенной камере сгорания происходит как бы двух&
ступенчатое сгорание топлива. Это снижает нагрузку на поршневую группу, а
также делает звук работы двигателя более мягким. Однако экономичность
такого дизеля меньше, чем у двигателя с непосредственным впрыском. Поэто&
му современные дизельные двигатели разрабатываются только с непосредст&
венным впрыском.
По способу приготовления рабочей смеси различают объемное, пленочное и
объемно&пленочное смесеобразование. При объемном смесеобразовании пор&
ция топлива впрыскивается непосредственно в сжатый воздух, находящийся
в камере сгорания. При пленочном смесеобразовании большая часть топлива
подается на стенки горячей камеры сгорания, образуя на них тонкую пленку.
Это дает возможность топливу быстро испаряться и лучше перемешиваться с
воздухом.
Объемно&пленочное смесеобразование сочетает в себе первые два способа и
состоит в том, что в объем воздуха подается малая порция топлива, а его основ&
ная часть подается на горячие стенки камеры сгорания. При этом вначале
воспламеняется топливо, распыленное в сжатом воздухе, а затем испаряется
топливная пленка со стенок камеры и вихревыми потоками подается в зону
горения. В современных дизельных двигателях применяется объемно&пленоч&
ное смесеобразование.
Общая схема, принцип работы системы питания дизеля и ее элементов.
В систему питания дизеля входят (рис. 3.21): топливный бак 1, фильтр грубой
очистки топлива 2, подкачивающий насос 3, фильтр тонкой очистки топли&
ва 4, топливный насос высокого давления (ТНВД) 5, топливопроводы, форсун&
ка 6, воздушный фильтр 7 и система выпуска отработавших газов 8.
Топливо из бака 1 по топливопроводу через фильтр грубой очистки 2 заса&
сывается подкачивающим насосом 3 и подается через фильтр тонкой очистки 4
в полость ТНВД 5, с помощью которого топливо дозируется и по топливопрово&
ду высокого давления подается к форсунке 6. Воздух засасывается в воздуш&
ный фильтр 7, где проходит несколько ступеней очистки и затем подается в
цилиндр двигателя. При подходе поршня к в.м.т. на такте сжатия в цилиндр
форсункой 6 впрыскивается под давлением топливо. Контакт впрыснутого фор&
сункой топлива со сжатым воздухом приводит к воспламенению и выделению
большого количества тепла, за счет которого осуществляется рабочий цикл
двигателя.
Воздухоочистители. Основными требованиями, предъявляемыми к систе&
мам воздухоочистки, является качество очистки воздуха и минимально воз&
ГЛАВА 3. УСТРОЙСТВО И РАБОТА СИСТЕМ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

53

можное гидравлическое сопротивление этих систем, что необходимо для сни)
жения затрат энергии на газообмен и повышения наполнения цилиндров. Кон)
структивно система должна иметь наименьшие габариты и массу.
В современных автотракторных дизелях используют воздухоочистители
комбинированного типа, имеющие несколько ступеней очистки: инерционно)
центробежную, контактную и фильтрующую.
В качестве первой ступени очистки применяется инерционно)центробеж)
ная. Работа инерционного очистителя основана на прохождении потоком воз)
духа специальной решетки, элементы которой постепенно сужаются. Этим обес)
печивается резкое изменение направления потока воздуха, что способствует
выделению частиц пыли.
Принцип работы центробежного очистителя основан на действии центро)
бежной силы, которая при закручивании входящего потока воздуха отделяет
частицы пыли от воздуха.
Контактный способ очистки основан на соприкосновении потока воздуха с
масляной ванной. При этом частицы пыли, находящиеся в воздухе, либо оседа)
ют в масляной ванне, либо захватывают с собой капельки масла и улавливают)
ся в следующей ступени очистки.
Фильтрующий способ очистки основан на прохождении потоком воздуха
различных фильтрующих элементов с разной пористостью или плотностью.
На рисунке 3.22 показана схема воздухоочистителя двигателя Д)260 трак)
тора Беларус)1221. Этот воздухоочиститель сухого типа с применением в ка)
честве фильтрующего элемента бумажных фильтр)патронов.
Представленный воздухоочиститель имеет три ступени очистки. Первая —
предварительная инерционная очистка (моноциклон) 1, вторая и третья — су)
хая очистка соответственно основным 2 и контрольным 3 бумажными фильт)
рующими элементами.
На тракторах ранних выпусков широко применялись комбинированные
воздухоочистители с контактным способом очистки (рис. 3.23). От крупных
частиц воздух освобождается в инерционном фильтре 1, установленном на цен)
тральной трубе 2 воздухоочистителя. Воздух засасывается через сетку и, про)
ходя между лопастями завихрителя, приобретает вращательное движение. Под
действием центробежных сил частицы пыли отбрасываются к стенкам колпака
и через щели в верхней его части удаляются. Вторую ступень очистки воздух
проходит, когда на выходе из центральной трубы ударяется о масло в масляной
ванне 3, что приводит к резкому изменению направления движения воздуха и
оседанию частиц пыли под действием собственного веса и вязкости масла в
ванне. Далее воздух поступает в фильтрующие элементы 4, выполненные в виде
капроновой путанки, имеющей разную плотность.
Широко применявшиеся ранее воздухоочистители инерционно)масляного
типа (рис. 3.23), отличающиеся простотой конструкции и большим сроком служ)
бы, обладают рядом существенных недостатков, ограничивающих возможность
их рационального использования на двигателе. Эффективность очистки возду)
ха от пыли такими фильтрами сравнительно невысока и в значительной мере
зависит от режима работы двигателя. Так, если при расходе воздуха, соответст)
вующем номинальному режиму работы двигателя, лучшие образцы фильтров
54

КОНСТРУКЦИЯ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

Рис. 3.22

Воздухоочиститель двигателя Д=260:
1 — моноциклон; 2 — основной фильтрующий
элемент; 3 — контрольный фильтрующий
элемент; 4 — корпус воздухоочистителя.

Рис. 3.23

Воздухоочиститель с масляной
ванной:
1 — моноциклон; 2 — центральная
труба; 3 — масляная ванна;
4 — фильтрующие элементы.

пропускают 0,8–1,8% пыли, то при работе на режимах частичных нагрузок
этот показатель увеличивается до 5–10%.
Воздухоочистители сухого типа (рис. 3.22) в значительной мере лишены
недостатков, присущих инерционно=масляным воздухоочистителям; они об=
ладают эффективностью очистки воздуха, не зависящей от режима работы
двигателя и в 10–30 раз превышающей аналогичный показатель инерционно=
масляных воздухоочистителей. Кроме того, накопительный характер пылеот=
ложения на картонных фильтрующих элементах делает возможным примене=
ние индикаторов запыленности, показывающих в процессе эксплуатации рост
сопротивления системы впуска и сигнализирующих о необходимости проведе=
ния обслуживания фильтрующего элемента. Так, например, электрический
датчик сигнализации засоренности воздухоочистителя двигателя Д=260 сраба=
тывает при разрежении в коллекторе 450 мм вод. ст.
Разновидностью воздухоочистителей сухого типа являются воздухоочисти=
тели, устанавливаемые на тракторах ХТЗ=150К. Первой ступенью очистки у
этих фильтров являются циклоны, общее количество которых составляет 42 шт.
Поэтому подобные фильтры еще называют мультициклонными. Второй ступе=
нью очистки у этих фильтров является фильтрующая набивка.
Топливные фильтры. Различного рода примеси, находящиеся в топливе,
ускоряют износы подвижных деталей топливоподающей аппаратуры и, в пер=
вую очередь, ее прецизионных пар, снижают их плотность, нарушают подачу
ГЛАВА 3. УСТРОЙСТВО И РАБОТА СИСТЕМ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

55

топлива и ухудшают его распыливание форсункой. Наличие в топливе воды
вызывает коррозию деталей, зависание игл в распылителях форсунок и плунжеров в их втулках, поломку пружин и т. п.
Во избежание перечисленных дефектов топливо подвергается многоступенчатой очистке. Предварительная очистка происходит в сетчатых фильтрах заливной горловины бака, которые могут улавливать частицы размером 250–
500 мкм. Более тщательная очистка топлива происходит в фильтрах грубой и
тонкой очистки.
Фильтр грубой очистки очищает топливо от крупных механических примесей размером 50–100 мкм, а также воды. Фильтр, устанавливаемый на дизельных двигателях (рис. 3.24), имеет сетчатый фильтрующий элемент, состоящий
из отражателя 5 и латунной сетки 4 с ячейками размером 0,09 мм. Фильтрующий элемент смонтирован на резьбовой втулке, которая ввернута в корпус 7 и
прижимает к нему распределитель 6 потока топлива, имеющий восемь равномерно расположенных по окружности отверстий.
Во время работы двигателя топливо подводится в фильтр через подводящий
канал 8 и отверстия распределителя 6. Затем оно стекает вниз через кольцевую
щель между отражателем 5 и стенкой стакана 2. Часть топлива по инерции
попадает под успокоитель 3, где оседают крупные механические примеси и
вода, находящаяся в топливе. Через центральное отверстие успокоителя топливо поднимается вверх к сетке 4 фильтрующего элемента. Пройдя через сетчатый элемент, оно очищается от мелких механических примесей и поступает
через центральное отверстие корпуса к каналу нагнетания 9.
Фильтр тонкой очистки (рис. 3.25) предназначен для удаления из топлива
механических примесей величиной более 2–3 мкм. Он устанавливается между
насосом низкого давления и насосом высокого давления. Фильтр состоит из
корпуса 5, в котором выполнены два канала — впускной, связанный трубопроводом с насосом низкого давления, и выпускной, связанный с насосом высокого давления.
Топливо, поступающее в фильтр через впускной канал, попадает в корпус 5, прижатый к крышке 8 стяжной шпилькой 6 с гайкой 10. Внутри корпуса 5 на стяжной шпильке 6 установлена фильтрующий штора 3 в картонной
обечайке 4. Пройдя через фильтрующую штору, топливо попадает во внутреннюю полость фильтра, а затем в выпускной канал. В нижней части стержня
предусмотрено сливное отверстие, закрытое болтом 1. Чтобы при засорении
фильтра давление во впускной магистрали не поднималось выше 0,2–0,24 МПа,
в фильтре предусматривется предохранительный клапан.
Топливоподкачивающий насос. Топливоподкачивающий насос предназначен для заполнения топливной магистрали, преодоления сопротивления фильтров при подаче топлива к насосу высокого давления. На дизельных двигателях преимущественное применение находят топливоподкачивающие насосы
поршневого типа (рис. 3.26). В корпусе насоса находится поршень 3, поджатый пружиной 9. Пространство над поршнем 3 заполнено топливом, поступающим из бака через подпружиненный клапан 6. Пространство под поршнем заполнено топливом из полости нагнетания, что исключает возможность подсоса
воздуха через стенки поршня. Перемещение поршня вверх обеспечивается
56

КОНСТРУКЦИЯ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

Рис. 3.24

Фильтр грубой очистки
топлива:
1 — сливная пробка; 2 — стакан;
3 — успокоитель; 4 — фильтрую*
щая сетка; 5 — отражатель;
6 — распределитель; 7 — корпус
фильтра; 8 — подводящий канал;
9 — канал нагнетания.

Рис. 3.25

Фильтр тонкой очистки топлива:
1 — сливной болт; 2 — пружина; 3 — фильтрую*
щая штора; 4 — картонная обечайка; 5 — корпус;
6 — стяжная шпилька; 7 — паронитовая проклад*
ка; 8 — крышка; 9 — болт для выпуска воздуха;
10 — стяжная гайка.

Рис. 3.26

Топливоподкачивающий насос:
1 — эксцентрик кулачкового вала насоса высокого давления; 2 — ролик
толкателя; 3 — поршень толкателя; 4, 7, 9, 11 — пружины; 5 — шток;
6 — впускной клапан; 8 — дренажный канал; 10 — поршень насоса;
12 — нагнетательный клапан; 13 — поршень насоса ручной подкачки
(А — из топливного бака, Б — к фильтру тонкой очистки).

ГЛАВА 3. УСТРОЙСТВО И РАБОТА СИСТЕМ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

57

штоком 5, который в свою очередь получает движение от подпружиненного
толкателя 2, имеющего в нижней части ролик, установленный на оси. Пружи0
на толкателя обеспечивает постоянный контакт ролика с эксцентриком 1 ку0
лачкового вала. При вращении кулачкового вала поршень совершает возврат0
но0поступательное движение. При ходе поршня вниз разрежение в надпоршне0
вом пространстве открывает впускной клапан 6, и топливо засасывается в
надпоршневое пространство насоса.
При этом выпускной клапан 12 закрыт пружиной 11. При ходе поршня вверх
клапан 6 закрывается пружиной 7 под создаваемым поршнем давлением (0,12–
0,15 МПа), а выпускной клапан 12 этим давлением открывается, и топливо
поступает к фильтру тонкой очистки. Для заполнения системы топливом при
неработающем двигателе предусмотрен насос ручной подкачки топлива, обыч0
но конструктивно объединенный с насосом низкого давления.
Он представляет собой также поршневой насос, корпус которого ввернут в
корпус насоса низкого давления. Внутри корпуса находится поршень 13, шар0
нирно связанный со штоком, верхний конец которого соединен с рукояткой,
имеющей внутреннюю резьбу для наворачивания на корпус. При отвернутой
рукоятке перемещение поршня 13 оператором обеспечивает закачивание топ0
лива из топливного бака в полость нагнетания. При работающем двигателе
рукоятка поршня 13 зафиксирована таким образом, что поршень находится в
нижнем положении и изолирует полость ручного насоса от полости насоса низ0
кого давления.
Турбокомпрессор. Одним из способов повышения мощности двигателя внут0
реннего сгорания является увеличение количества поступающего в цилиндры
воздуха. Подача в двигатель воздуха при положительном давлении называет0
ся наддувом. В настоящее время двигатели с наддувом составляют от 50 до 90%
общего объема выпускаемых зарубежными фирмами двигателей.
Различают механический наддув, когда воздух закачивается специальным
насосом (компрессором), имеющим механический привод, и газотурбинный
(турбонаддув), при котором компрессор приводится в действие турбиной, бла0
годаря энергии отработавших газов. Такие турбокомпрессоры получили наи0
большее распространение.
В турбокомпрессоре используются центробежные насосы. Под действием
центробежных сил, вызванных вращением колеса с лопатками, воздух отбра0
сывается к периферии колеса, а в центре последнего создается разрежение,
что обеспечивает всасывание воздуха. Для эффективной работы турбокомпрес0
сора частота вращения колеса компрессора должна быть очень высокой — не
менее 50–100 тыс. мин–1.
На рисунке 3.27 показан разрез турбокомпрессора ТКР07, которым осна0
щаются двигатели Д0245, Д0260, КамАЗ, ЗИЛ. Маркировка турбокомпрессора
обозначает следующее: ТКР — турбокомпрессор роторный, 7 — диаметр насос0
ного колеса в сантиметрах.
Основными элементами турбокомпрессора (рис. 3.27) являются: ротор, со0
стоящий из вала 11 с компрессорным 2 и турбинным 7 колесами; корпус 1 ком0
прессора с входной частью, диффузором 10 и воздухосборником; корпус турби0
ны 6 с газоподводящей улиткой; корпус 9 с подшипником 8.
58

КОНСТРУКЦИЯ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

Рис. 3.27

Турбокомпрессор ТКР(7:
1 — корпус компрессора; 2 — насосное колесо компрессора; 3 — стяжная гайка;
4 — фиксатор; 5 — маслопроводящая трубка; 6 — корпус турбины; 7 — колесо
турбины; 8 — подшипник; 9 — средний корпус; 10 — диффузор; 11 — вал.

В насосном колесе компрессора 2 механическая работа вращающегося ро(
тора преобразуется в кинетическую энергию потока воздуха. Направляющий
аппарат колеса 2 на участке входа в него воздуха образован загнутыми частями
лопаток и обеспечивает плавное изменение направления движения потока воз(
духа с осевого на тангенциальное. Колеса компрессоров отливают из алюми(
ниевого сплава, балансируют отдельно от ротора и закрепляют на его валу гай(
кой 3.
Диффузор 10 служит для частичного преобразования кинетической энер(
гии потока в давление. Диффузоры выпускаются с направляющими лопатка(
ми и безлопаточные.
В современных турбокомпрессорах все чаще применяют безлопаточные диф(
фузоры, более простые по конструкции и обеспечивающие сравнительно высо(
кий КПД в широком диапазоне режимов работы дизеля.
В улиточном сборнике компрессора кинетическая энергия потока воздуха
окончательно преобразуется в его давление.
В колесе турбины 7 энергия выхлопных газов преобразуется в механиче(
скую энергию вращения ротора. Колесо турбины отливают из жаропрочного
никелевого сплава и соединяют сваркой трением с валом ротора, изготавли(
ваемым из более дешевой легированной стали, и после механической обработ(
ки подвергают совместной балансировке.
ГЛАВА 3. УСТРОЙСТВО И РАБОТА СИСТЕМ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

59

Принцип работы турбокомпрессора заключается в том, что выхлопные газы
из цилиндра под давлением поступают через выхлопной коллектор на лопатки
колеса турбины 7, приводя его во вращение вместе с валом 11 ротора и насос0
ным колесом компрессора 2. Колесо компрессора 2, вращаясь с большой скоро0
стью, вызывает разрежение, за счет которого воздух из воздухоочистителя по0
дается на лопатки колеса 2. При этом за счет действия центробежных сил
воздух под давлением нагнетается во впускной коллектор и далее в цилиндры
дизеля.
Известно, что сжатие воздуха приводит к повышению его температуры.
В современных отечественных и зарубежных двигателях с турбонаддувом ча0
сто применяют промежуточное охлаждение поступающего от турбокомпрессора
воздуха. С этой целью воздух, сжатый в турбокомпрессоре, поступает в специ0
альный теплообменник (интеркулер), в котором воздух охлаждается до темпе0
ратуры 50–60°С. Охлаждение воздуха дает возможность улучшить наполнение
цилиндров за счет увеличения плотности воздуха и снизить вероятность воз0
никновения детонации. Охлаждение воздуха повышает мощность двигателя с
наддувом примерно на 20% при одновременном улучшении топливной эконо0
мичности.
Охладители наддувочного воздуха могут быть как воздушные, — в кото0
рых наддувочный воздух проходит внутри трубок, а охлаждающий омывает
их наружную, увеличенную пластинами поверхность, — так и жидкостные, в
которых наддувочный воздух охлаждается жидкостью из системы охлажде0
ния дизеля после прохождения ее через радиатор.
В современных зарубежных дизелях в последнее время начал получать рас0
пространение регулируемый турбонаддув. Принцип регулирования наддува
заключается в ограничении частоты вращения турбокомпрессора после дости0
жения необходимого давления наддува. Для этого используются три конструк0
тивных варианта: с перепуском отработавших газов; с изменяемой геометрией
турбины; с дросселированием турбины.
В турбокомпрессорах с перепуском отработавших газов при высоких на0
грузках на двигатель часть потока газов через перепускной клапан направля0
ется мимо турбины в систему выпуска. Вследствие этого поток газов через
турбину уменьшается, что снижает как степень сжатия воздуха компрессором,
так и излишне высокую частоту вращения вала турбокомпрессора. При низких
нагрузках на двигатель клапан закрывается, и весь поток отработавших газов
направляется в турбину.
В турбокомпрессорах с изменяемой геометрией турбины подвижные направ0
ляющие лопатки соплового аппарата изменяют поперечные сечения каналов,
через которые отработавшие газы устремляются на крыльчатку турбины. Этим
они согласовывают возникающее в турбине давление газа с требуемым давле0
нием наддува. При низкой нагрузке на двигатель подвижные лопатки откры0
вают небольшое поперечное сечение каналов так, что увеличивается противо0
давление отработавших газов. Поток газов развивает в турбине высокую ско0
рость, обеспечивая высокую частоту вращения вала турбины. При высокой
нагрузке направляющие лопатки открывают большее поперечное сечение ка0
налов, что уменьшает скорость течения потока отработавших газов. Вследст0
60

КОНСТРУКЦИЯ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

вие этого компрессор при равном количестве отработавших газов меньше ус*
коряется и работает с меньшей частотой при большем количестве газов. Этим
способом ограничивается давление наддува.
В турбокомпрессорах с дросселированием турбины устанавливают регули*
ровочную заслонку, которая регулирует проходное сечение для потока отрабо*
тавших газов к турбине.
Топливный насос высокого давления (ТНВД) рядного типа. ТНВД предна*
значен для подачи под давлением к форсунке каждого цилиндра дизеля в опре*
деленный момент и за определенный промежуток времени одинаковой и точно
отмеренной порции топлива, соответствующей нагрузке дизеля.
На рисунке 3.28 показан ТНВД рядного типа (марки 4УТНМ), которым осна*
щаются дизели Д*243, Д*245 и др.

Рис. 3.28

Топливный насос высокого давления рядного типа:
1 — корпус насоса; 2 — кулачковый вал; 3 — эксцентрик привода топливоподкачивающего насоса;
4 — толкатель; 5 — ролик толкателя; 6 — рычаг управления регулятором; 7 — упорные шарикопод*
шипники; 8 — пробка отверстия для слива масла; 9 — грузы регулятора; 10 — ось рычагов;
11 — корпус регулятора; 12 — муфта регулятора; 13 — ось грузов регулятора; 14 — ось пяты
промежуточного рычага; 15 — болт с контргайкой, ограничивающий максимальную подачу топлива
при пуске; 16 — регулировочный болт номинальной подачи топлива с контргайкой; 17 — шток
корректора; 18 — регулировочный винт корректора; 19 — винт жесткого упора с контргайкой;
20 — основной рычаг; 21 — пружина обогатителя; 22 — тяга рейки; 23 — плунжер; 24 — втулка
плунжера; 25 — нагнетательный клапан; 26 — пружина нагнетательного клапана; 27 — штуцер;
28 — зубчатый венец поворотной втулки; 29 — рейка; 30 — пружина плунжера; 31 — шлицевая
втулка привода насоса; 32 — пробка отверстия выпуска воздуха.

ГЛАВА 3. УСТРОЙСТВО И РАБОТА СИСТЕМ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

61

Топливный насос смонтирован в одном агрегате с всережимным регулято'
ром и топливоподкачивающим насосом. Насос приводится в действие от колен'
чатого вала через шестерни газораспределения.
В корпусе 1 насоса имеется перегородка, разделяющая полость корпуса на
две части. В нижней части корпуса на двух подшипниках вращается кулачко'
вый вал 2. Расположение кулачков на валу соответствует порядку работы ци'
линдров двигателя 1–3–4–2. Между вторым и третьим кулачками вала насоса
расположен эксцентрик 3 для привода топливоподкачивающего насоса. Над
кулачковым валом 2 в вертикальных отверстиях корпуса 1 насоса поступатель'
но перемещаются роликовые толкатели 4, передающие движение от кулачков
плунжерам 23 насоса. Подшипники, кулачки и толкатели смазываются мас'
лом, заливаемым в нижнее отделение корпуса до уровня горловины, закрывае'
мой пробкой. Для устранения утечки масла на концах кулачкового вала уста'
новлены сальники.
В верхней части корпуса 1 насоса размещены плунжерные пары (плунжер 23
и втулка плунжера 24) и нагнетательные клапаны 25 с пружиной 26. Нагнета'
тельный клапан предназначен для отъединения нагнетательного трубопровода
от надплунжерного пространства.
Изменение подачи топлива насосом производится рейкой 29, которая воз'
действует на механизм поворота плунжера. Механизм поворота плунжера вклю'
чает в себя поворотную втулку с зубчатым венцом 28, которая надета на втул'
ку 24 плунжера 23. Зубчатый венец 28 находится в постоянном зацеплении с
рейкой 29, которая в свою очередь связана с тягой 22 регулятора скорости и
перемещается под ее действием, поворачивая при этом зубчатый венец с втул'
кой плунжера.
При вращении кулачкового вала 2 плунжеры 23 перемещаются во втул'
ках 24 вверх и вниз. Вверх плунжеры движутся под действием усилия толкате'
ля 4, вниз — под действием пружины 30. При движении плунжера вверх про'
исходит ход нагнетания топлива, при движении вниз — ход всасывания. Ход
плунжера насоса 4УТНМ равен 8 мм, а его диаметр — 9 мм.
Когда плунжер 1 (рис. 3.29а), движется вниз, топливо через впускное от'
верстие 6 во втулке 3 заполняет надплунжерное пространство. При движении
плунжера 1 (рис. 3.29б) вверх топливо вначале вытесняется через впускное от'
верстие 6 в продольный канал. Когда верхняя кромка плунжера 1 перекроет
впускное отверстие 6 втулки 3, в надплунжерном пространстве начнет повы'
шаться давление, под действием которого нагнетательный клапан 4 откроется
и топливо по трубопроводу высокого давления начнет поступать к форсунке.
Нагнетание топлива в форсунку будет продолжаться до тех пор, пока кром'
ка винтового среза плунжера не откроет перепускное отверстие 2 (рис. 3.29в)
во втулке 3. Вследствие большого давления в надплунжерной полости топливо
по осевому каналу в плунжере и сообщающемуся с ним радиальному отверстию
начнет перетекать из надплунжерного пространства в продольный канал го'
ловки топливного насоса. В результате уменьшения давления над плунжером
пружина 5 закроет нагнетательный клапан 4, который, садясь в седло 7, сна'
чала прикрывает цилиндрическим пояском 8 отверстие, разобщая надплун'
жерное пространство с пространством над нагнетательным клапаном, и пре'
62

КОНСТРУКЦИЯ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

Рис. 3.29

Схема работы плунжерной пары топливного насоса высокого давления рядного типа:
1 — плунжер; 2 — отсечное отверстие; 3 — втулка плунжера; 4 — нагнетательный клапан;
5 — пружина нагнетательного клапана; 6 — впускное отверстие; 7 — седло нагнетательного клапана;
8 — разгрузочный поясок; Sp — разгрузочный ход нагнетательного клапана.

дотвращает вытекание топлива из топливопровода высокого давления. Ци'
линдрический поясок 8 называют еще разгрузочным пояском. Он, действуя
как поршень, освобождает часть объема топливопровода высокого давления.
В результате этого давление топлива в трубопроводе высокого давления быст'
ро падает, и игла распылителя форсунки резко садится в свое седло, прекра'
щая подачу топлива в цилиндры двигателя. На этом заканчивается цикл пода'
чи топлива, плунжер опускается вниз и происходит ход всасывания следую'
щего цикла.
Для правильной работы двигателя необходимо, чтобы подача топлива во
все цилиндры была одинаковой, поэтому все насосные секции должны быть
отрегулированы на одинаковую подачу. Изменение количества подаваемого
топлива происходит за счет изменения конца подачи, что достигается поворо'
том плунжера за поводок, связанный с рейкой насоса, передвигаемой регуля'
тором.
Момент начала подачи топлива регулируется изменением длины толкате'
ля 4 (рис. 3.28), который снабжен регулировочным винтом. Кроме того, в не'
которых насосах данную регулировку осуществляют подъемом или опускани'
ем втулки плунжера.
Угол кулачкового вала насоса, соответствующий моменту начала подачи
топлива, называют углом опережения начала подачи. Каждая модель насоса
имеет свое значение угла.
ТНВД распределительного типа. Стремление к сокращению числа преци'
зионных деталей в конструкции ТНВД, которые составляют до 40% стоимости
насоса, дало толчок к развитию конструкции ТНВД распределительного типа.
В таких насосах система нагнетания имеет один плунжер'распределитель, со'
вершающий поступательное движение для нагнетания топлива и вращатель'
ное для распределения топлива по форсункам. Эти насосы компактны, имеют
меньшее число регулировок. В то же время у них очень высокие требования к
чистоте и качеству топлива: ведь все их детали смазываются топливом, а зазо'
ры в прецизионных элементах очень малы.
ГЛАВА 3. УСТРОЙСТВО И РАБОТА СИСТЕМ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

63

Рис. 3.30

Топливный насос высокого давления распределительного типа:
1 — кулачковый вал; 2 — пробка уровня масла; 3 — пружина плунжера; 4 — грузы
регулятора скорости; 5 — вал привода топливоподкачивающего насоса; 6 — рычаг
управления; 7 — рычаг корректора; 8 — корпус корректора; 9 — пружина регулятора
скорости; 10 — промежуточная шестерня; 11 — вал регулятора скорости;
12 — дозатор; 13 — втулка плунжера; 14 — плунжер; 15 — нагнетательный клапан;
16 — штуцеры; 17 — втулка привода дозатора; 18 — регулировочная тяга;
19 — пневмокорректор; 20, 21 — конические шестерни; 22 — роликовый толкатель.

На рисунке 3.30 представлен ТНВД распределительного типа дизеля Д'
260. Этот насос двухсекционный, с дозированием топлива посредством изме'
нения конца подачи, с пневматическим противодымным корректором. При'
вод насоса осуществляется от коленчатого вала дизеля через шестерни газо'
распределения. В ТНВД распределительного типа плунжер 14 (рис. 3.30),
размещенный в гильзе 13, совершает возвратно'поступательное движение от
кулачка и пружины и вращательное — от специального валика.
Кулачок вала 1 имеет выступы по числу цилиндров, обслуживаемых одной
плунжерной парой (на рисунке 3.30 таких выступа три). При набегании высту'
па кулачка на ролик толкателя 22 плунжер 14 движется во втулке 13 вверх —
происходит ход нагнетания. Когда выступ кулачка выйдет из'под ролика тол'
кателя 22, под действием пружины 3 плунжер движется вниз — происходит
64

КОНСТРУКЦИЯ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

ход всасывания. Одновременно кулачковый вал 1 через шестерни 20 и 21 вра)
щает вертикальный вал 11 регулятора, а шестерня на этом валу через проме)
жуточную шестерню 10, находящуюся в зацеплении с зубчатой втулкой, пово)
рачивает плунжер 14. Это дает возможность плунжеру распределять топливо
по цилиндрам дизеля.
К боковой стенке корпуса насоса крепится топливоподкачивающий насос,
который приводится в действие от кулачкового вала 1 через эксцентриковый
вал 5. Работает этот насос следующим образом. При движении плунжера вниз
и одновременном вращении (рис. 3.31а) в надплунжерной полости 4 создается
разрежение, и она заполняется топливом, поступающим из полости 3.
При движении плунжера вверх (рис. 3.31б) сначала происходит вытеснение
топлива из надплунжерного пространства 4 через впускное отверстие 3, а затем,
когда оно закроется боковой поверхностью плунжера 1, начнется нагнетание
топлива. В этот момент распределительный паз 6 совпадает с каналом 7 во втул)
ке 5. Топливо из надплунжерного пространства 4 по каналу 11 в плунжере 1,
через распределительный паз 6, каналы 7 и 8 подается к нагнетательному кла)
пану 9, через который нагнетается к соответствующей форсунке дизеля.
Нагнетание топлива продолжается до момента выхода отсечного отвер)
стия 10 (рис. 3.31в) плунжера 1 из дозатора 2. После этого происходит разгруз)
ка топливопроводов высокого давления.
Дозировка количества топлива, подаваемого за цикл, осуществляется пере)
мещением дозатора 2 вверх или вниз системой рычагов регулятора и ручного

Рис. 3.31

Схема работы плунжерной пары топливного насоса высокого давления распре)
делительного типа:
1 — плунжер; 2 — дозатор; 3 — впускное отверстие; 4 — надплунжерное пространство;
5 — втулка плунжера; 6 — распределительный паз; 7, 8 — нагнетательные каналы;
9 — нагнетательный клапан; 10 — отсечное отверстие; 11 — осевой канал в плунжере.

ГЛАВА 3. УСТРОЙСТВО И РАБОТА СИСТЕМ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

65

управления. При перемещении дозатора 2 вверх подача увеличивается, при
перемещении вниз — уменьшается. При крайнем нижнем положении дозато/
ра 2 подача топлива в цилиндр прекращается, так как топливо, так же как и
после отсечки подачи, будет выходить из надплунжерного пространства через
отсечное отверстие 10.
Регулирование угла опережения начала подачи топлива у насосов распре/
делительного типа осуществляют изменением высоты толкателя.
Для полного сгорания топлива, впрыснутого в цилиндр, требуется опреде/
ленное время, поэтому впрыск производится с некоторым опережением перед
ВМТ поршня. Опережение впрыска обычно оценивают углом поворота коленча/
того вала. По мере увеличения его частоты вращения, при постоянном моменте
впрыска топлива, время, отведенное для сгорания топлива, будет уменьшать/
ся. Для обеспечения полноты сгорания необходимо увеличивать угол опереже/
ния впрыска при увеличении частоты вращения коленчатого вала двигателя.
Эту функцию выполняет автоматическая муфта опережения впрыска топлива
(рис. 3.32). Данная муфта устанавливается на переднем конце кулачкового вала
ТНВД и изменяет момент впрыска топлива за счет дополнительного поворота
кулачкового вала насоса во время работы в ту или другую сторону относитель/
но вала привода насоса. Такими муфтами оснащаются ТНВД двигателей ЯМЗ,
КамАЗ и др.
Муфта состоит из ведущей 1 и ведомой 5 полумуфт. В ведомой полумуфте
закреплены оси 4 двух грузов 8. Пружины 9 упираются в корпус 3 через стака/
ны 10. Ведомая полумуфта жестко связана с кулачковым валом топливного
насоса, а ведущая полумуфта — с валиком привода топливного насоса.

Рис. 3.32

Автоматическая муфта опережения впрыска топлива:
1 — ведущая полумуфта; 2 — втулка ведущей полумуфты; 3 — корпус; 4 — ось
грузов; 5 — ведомая полумуфта; 6 — проставка; 7 — упорный палец; 8 — груз;
9 — пружина; 10 — стакан пружины; 11 — фигурная поверхность груза.

66

КОНСТРУКЦИЯ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

Ведомая полумуфта 5 имеет выступы, которые входят в вырезы ведущей
полумуфты 1. Между фигурными поверхностями ведущей полумуфты и выступами находятся грузы 8. При увеличении числа оборотов коленчатого вала
двигателя и скорости вращения грузы 8 под действием центробежной силы
расходятся, преодолевая сопротивление пружин 9. Воздействуя на фигурные
поверхности 11 выступов ведомой полумуфты 5, грузы поворачивают ведомую полумуфту вместе с кулачковым валом на некоторый угол по направлению вращения. Таким образом, угол опережения впрыска увеличивается. При
уменьшении скорости вращения центробежная сила грузов 8 уменьшается, и
пружины 9 поворачивают ведомую полумуфту в сторону, противоположную
вращению; при этом грузы смещаются к оси вращения муфты. Благодаря
такому повороту угол опережения впрыска уменьшается при уменьшении
числа оборотов.
Форсунки. Предназначены для впрыскивания, распыления и распределения топлива в камере сгорания дизеля. Чтобы распылить топливо, его заставляют проходить в камеру дизеля через одно или несколько небольших отверстий (сопел). Чем выше скорость истечения топлива из сопел, тем тоньше оно
распыливается при впрыске, причем скорость истечения топлива зависит от
давления топлива, создаваемого насосом.
Различают форсунки открытого и закрытого типов. Открытые форсунки
наиболее просты по конструкции, но имеют существенные недостатки. У форсунок этого типа между топливным нагнетательным трубопроводом и камерой
сгорания нет запорного устройства. Давление впрыска создается только за счет
гидравлического сопротивления сопел и скорости движения плунжера топливного насоса. При этом давление в начале впрыска топлива возрастает постепенно и также постепенно уменьшается в конце впрыска, размеры капель топлива
в начале и конце впрыска очень крупные, топливо плохо перемешивается с
воздухом и не полностью сгорает. Показатели работы дизеля при этом понижаются. Кроме того, с прекращением подачи, вытекающее из форсунки топливо
не распыливается, а образует каплю на конце сопла. Происходит так называемое «подтекание» топлива. Это вызывает значительное нагарообразование и
закоксовывание отверстий сопел. В связи с указанными недостатками форсунки открытого типа имеют ограниченное применение. Чтобы в начале и конце
впрыска распыливание было хорошим, впрыск должен начинаться и кончаться очень резко и при вполне определенном высоком давлении. Это достигается
в закрытых форсунках, в которых внутренняя полость форсунки отделяется от
камеры сжатия специальной иглой (клапаном). У большинства современных
дизелей применяют закрытые форсунки с гидравлическим управлением (см.
рис. 3.33).
Основными частями форсунки являются ее корпус, распылитель 2, игла 1,
нажимная штанга 7 и пружина 8. Распылитель 2 плотно прижат к корпусу форсунки. Сопловое отверстие распылителя закрыто иглой 1, прижатой к уплотняющему конусу распылителя при помощи нажимной штанги 7 и пружины 8.
Давление пружины 8 можно изменять при помощи регулировочного винта 6 с
контргайкой. Давление начала впрыска современных закрытых форсунок с
гидравлическим управлением составляет 17–22,5 МПа.
ГЛАВА 3. УСТРОЙСТВО И РАБОТА СИСТЕМ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

67

Рис. 3.33

Закрытая форсунка с гидравли'
ческим управлением двигателя
Д'260:
1 — игла; 2 — распылитель;
3 — канал подвода топлива;
4 — сетчатый фильтр; 5 — штуцер;
6 — регулировочный винт с контр'
гайкой; 7 — штанга; 8 — пружина;
9 — коническая поверхность иглы.

Рис. 3.34

Схема работы насос'форсунки:
1 — кулачок распределительного вала; 2 — коромысло;
3 — винт с шаровой головкой; 4 — плунжер;
5 — пружина; 6 — игла электромагнитного клапана;
7 — электромагнитный клапан управления;
8 — сливная топливная магистраль; 9 — перепускной
клапан; 10 — питающая топливная магистраль;
11 — пружина распылителя; 12 — демпферное окно
распылителя; 13 — игла распылителя; 14 — головка
блока; 15 — теплозащитная прокладка; 16 — уплотни'
тельные кольца; 17 — камера высокого давления.

Одной из современных систем впрыска топлива в дизелях является систе'
ма впрыска с насос'форсунками. В данной системе функции создания высоко'
го давления и впрыска топлива объединены в одном устройстве — насос'фор'
сунке. Применение насос'форсунок позволяет повысить мощность двигателя,
снизить расход топлива, выбросы вредных веществ, а также уровень шума.
В подобной системе на каждый цилиндр двигателя приходится своя форсун'
ка. Привод насос'форсунки (рис. 3.34) осуществляется от кулачка распреде'
лительного вала 1. Усилие от кулачков 1 передается через коромысло 2 непо'
средственно к насос'форсунке.
Плунжер 4. Служит для создания давления топлива. Его поступательное
движение осуществляется за счет вращения кулачков распределительного
вала 1, а возвратное — за счет плунжерной пружины 5.
Клапан управления 7. Предназначен для управления впрыском топлива.
В зависимости от привода различают электромагнитный и пьезоэлектрический
68

КОНСТРУКЦИЯ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

клапаны. Электромагнитные клапаны имеют ряд недостатков, поэтому пьезо+
электрические, обладающие бóльшим быстродействием, распространены шире.
Основным конструктивным элементом клапана является игла 6 клапана 7. Пру+
жина 11 обеспечивает посадку иглы распылителя 13 на седло.
Управление насос+форсунками осуществляет система управления двигате+
лем. Блок управления двигателем на основании сигналов датчиков управляет
клапаном насос+форсунки.
Процесс впрыска топлива насос+форсунками предусматривает следующие
фазы: предварительный впрыск, основной впрыск и дополнительный впрыск.
Предварительный впрыск производится для достижения плавности сгора+
ния смеси при основном впрыске. Основной впрыск обеспечивает качественное
смесеобразование на различных режимах работы двигателя. Дополнительный
впрыск осуществляется для регенерации (очистки) сажевого фильтра.
Работа насос+форсунки происходит следующим образом. Кулачок распре+
делительного вала 1 через коромысло 2 перемещает плунжер 4 вниз. Топливо
перетекает по каналам форсунки. При закрытии клапана 7 происходит отсеч+
ка топлива. Давление топлива начинает расти. При достижении давления
13 МПа игла распылителя 13, преодолевая усилие пружины 11, поднимается,
и происходит предварительный впрыск топлива.
Предварительный впрыск топлива прекращается при открытии клапана 7.
Топливо переливается в питающую магистраль 10. Давление топлива снижает+
ся. В зависимости от режимов работы двигателя могут осуществляться один
или два предварительных впрыска топлива.
Основной впрыск производится при дальнейшем движении плунжера 4
вниз. Клапан 7 снова закрывается. Давление топлива начинает расти. При дос+
тижении давления 30 МПа, игла распылителя 13, преодолевая усилие пружи+
ны 11 и давление топлива, поднимается, и происходит основной впрыск топли+
ва. Основной впрыск топлива завершается при открытии клапана 7. При этом
падает давление топлива и закрывается игла распылителя.
Дополнительный впрыск выполняется при дальнейшем движении плунже+
ра вниз. Принцип действия насос+форсунки при дополнительном впрыске ана+
логичен основному впрыску. Обычно производится два дополнительных впры+
ска топлива.
Аккумуляторные топливные системы дизелей. С недавнего времени на ди+
зельных двигателях зарубежных тракторов и автомобилей начали применять
принципиально новую схему топливоподачи. Речь идет о системе Common Rail
(англ. — общая магистраль), ее также называют аккумуляторная топливная
система. Ее особенностью стало использование аккумуляторного узла (резер+
вуара), который содержит распределительный трубопровод (общую рампу) и ли+
нии подачи топлива форсунки. Электронный блок управления по заданной про+
грамме передает управляющий сигнал к соленоиду форсунки, которая подает
топливо в камеру сгорания двигателя. Использование здесь принципа разделе+
ния узла, создающего давление (насос высокого давления), и узла впрыскива+
ния (электромагнитная форсунка) обеспечивает повышение точности управле+
ния процессом сгорания, а также увеличение давления впрыскивания (рабочее
давление данной системы находится в пределах 135–150 МПа).
ГЛАВА 3. УСТРОЙСТВО И РАБОТА СИСТЕМ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

69

Система Common Rail разработана фирмой Bosch. Она имеет следующие
преимущества: возможность установки системы без радикального изменения
конструкции самого дизельного двигателя; давление топлива поддерживается
на необходимом уровне независимо от частоты вращения коленчатого вала дви2
гателя, что дает возможность увеличить величину крутящего момента при ма2
лых оборотах двигателя; управление системой осуществляется под контролем
электроники, поэтому количество впрыскиваемого в цилиндры топлива дози2
руется более точно, что улучшает процесс сгорания и снижает расход топлива;
топливо впрыскивается под высоким давлением, что обеспечивает получение
очень мелко распыленного топлива, которое сгорает полнее и приводит к умень2
шению вредных выбросов и снижению дымности отработавших газов.
Система Common Rail (см. цв. вкл., ил. 5) состоит из трех основных частей:
контура низкого давления, контура высокого давления и системы датчиков.
Контур высокого давления состоит из насоса высокого давления (заменяю2
щего традиционный ТНВД) 2 с контрольным клапаном, аккумуляторного узла
высокого давления (рампы) 4 с датчиком 5, контролирующим в ней давление,
форсунок 6 и соединительных трубопроводов высокого давления 9. Аккумуля2
торный узел 4 представляет собой длинную трубу с поперечно расположенны2
ми штуцерами для подсоединения форсунок и выполняется двухслойным (внут2
ренний слой изготавливается из химически инертного материала).
Электронный блок управления 7 системы Common Rail получает электри2
ческие сигналы от следующих датчиков: положения коленчатого вала, поло2
жения распределительного вала, перемещения педали «газа», давления над2
дува, температуры воздуха, температуры охлаждающей жидкости, массового
расхода воздуха и давления топлива в аккумуляторном узле.
Датчики определяют значения соответствующих физических величин, а
ЭБУ на основе полученных сигналов вычисляет необходимое количество пода2
ваемого топлива, дает команду на начало впрыска, определяет продолжитель2
ность открытия форсунки, корректирует параметры впрыска и управляет ра2
ботой всей системы.
В контуре низкого давления подкачивающий насос засасывает топливо из
бака 1, пропускает его через фильтр 3, в котором задерживаются загрязнения,
и доставляет его к контуру высокого давления.
В контуре высокого давления насос высокого давления 2 с помощью кон2
трольного клапана подает топливо в аккумуляторный узел 4, где оно находит2
ся при максимальном давлении 135–180 МПа. Если контрольный клапан насо2
са высокого давления 2 открывается по команде ЭБУ 7, топливо от насоса по
сливному трубопроводу поступает в топливный бак 1. Каждая форсунка 6 со2
единяется с аккумуляторным узлом 4 отдельным трубопроводом высокого дав2
ления, а внутри форсунки имеется управляющий соленоид (электромагнит2
ный клапан). При получении командного электрического сигнала от ЭБУ 7 фор2
сунка 6 начинает впрыскивать топливо в соответствующий цилиндр. Впрыск
топлива продолжается до тех пор, пока электромагнитный клапан форсунки не
отключится по команде блока управления, который определяет момент начала
впрыска и количество топлива, получая данные от датчиков и сравнивая полу2
ченные значения со специальной программой, заложенной в памяти компью2
70

КОНСТРУКЦИЯ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

Рис. 3.35

Радиально8плунжерный ТНВД системы Common Rail:
1 — эксцентриковый вал; 2 — эксцентрик; 3 — плунжер; 4 — впускной клапан; 5 — электро8
магнит впускного клапана; 6 — выпускной клапан; 7 — электромагнит регулятора давления;
8 — седло клапана регулятора; 9 — противодренажный клапан.

тера. Кроме того, блок производит постоянный контроль работоспособности
системы.
Таким образом, топливо в аккумуляторном узле находится при постоянном
и высоком давлении, что позволяет подавать в цилиндры двигателя небольшие
и точно отмеренные порции топлива. Это позволяет существенно улучшить
процесс смесеобразования в дизелях, повысить их топливную экономичность и
снизить выбросы вредных веществ в атмосферу.
На рисунке 3.35 показана конструкция радиально8плунжерного ТНВД, при8
меняемого в системах Common Rail.
Топливный насос системы Common Rail (рис. 3.35) нагнетает топливо тре8
мя радиально расположенными плунжерами под углом 120° друг к другу. Топ8
ливо из топливного бака подается на вход ТНВД топливоподкачивающим насо8
сом через фильтр тонкой очистки топлива с сепаратором воды. Далее топливо
проходит через противодренажный клапан 9 с дросселем в контур смазки и
охлаждения ТНВД. Вал привода 1 с эксцентриком 2 приводит в возвратно8по8
ступательное движение три плунжера 3 в соответствии с формой выступов ку8
лачка. При движении соответствующего плунжера вниз (ход всасывания) топ8
ливо через впускной клапан 4 поступает в надплунжерную полость. Впускной
клапан 4 закрывается, когда плунжер проходит н.м.т., при этом давление в
надплунжерной полости увеличивается до давления необходимого для подачи
в аккумулятор.
При достижении этого давления открывается выпускной клапан 6, и сжа8
тое топливо поступает в линию высокого давления и аккумулятор. Плунжер 3
ТНВД продолжает подавать топливо до тех пор, пока не достигнет в.м.т. (ход
ГЛАВА 3. УСТРОЙСТВО И РАБОТА СИСТЕМ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

71

Рис. 3.36

Схема работы форсунки системы
Common Rail:
1 — канал возврата топлива; 2 — электрические
выводы; 3 — электромагнитный клапан; 4 — вход
топлива из аккумулятора; 5 — шариковый
клапан; 6 — жиклер камеры гидроуправления;
7 — питающий жиклер; 8 — камера гидроуправ4
ления; 9 — управляющий плунжер; 10 — канал
к распылителю; 11 — игла форсунки.

нагнетания), после чего давление падает, и выпускной клапан 6 закрывается.
Давление топлива в надплунжерной камере также падает, и плунжер снова
движется в сторону н.м.т. Как только давление в камере насосного элемента
упадет ниже давления подкачки, впускной клапан открывается, и процесс
создания высокого давления начинается снова.
На рисунке 3.36 показана схема электромагнитной форсунки, применяе4
мой в системе Common Rail.
Топливо в форсунку подается через входной штуцер высокого давления 4 и
далее, в канал 10 и камеру гидроуправления 8, через жиклер 7. Камера гидро4
управления соединяется с каналом возврата топлива 1 через жиклер 6 камеры
гидроуправления, который открывается электромагнитным клапаном. При
закрытом жиклере 6 силы гидравлического давления, приложенные к управ4
ляющему плунжеру 9, превосходят силы давления, приложенные к заплечику
иглы форсунки 11. В результате игла садится на седло и закрывает проход топ4
лива под высоким давлением в камеру сгорания. При подаче пускового сигнала
на электромагнитный клапан жиклер 6 открывается, давление в камере гидро4
управления падает, и в результате сила гидравлического давления на управ4
ляющий плунжер также уменьшается. Поскольку сила гидравлического дав4
ления на управляющий плунжер оказывается меньше силы, действующей на
заплечик иглы форсунки, последняя открывается, и топливо через сопловые
отверстия впрыскивается в камеру сгорания.
Неисправности и техническое обслуживание системы питания дизеля.
К основным неисправностям системы питания дизельного двигателя, вызы4
вающим ухудшение его работы, относятся: затрудненный пуск, перебои в рабо4
те, неравномерная работа, снижение мощности двигателя, дымный выпуск от4
работавших газов, неустойчивая работа двигателя и «разнос», когда двигатель
72

КОНСТРУКЦИЯ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

трудно остановить. Трудность пуска двигателя является результатом чрезмер(
ного снижения давления при впрыске и уменьшении подачи топлива. Эти не(
исправности возникают вследствие износа плунжерной пары и отверстий рас(
пылителя форсунки, уменьшения упругости пружины форсунки, плохого кре(
пления штуцеров, засорения фильтров и трубопроводов.
При ЕТО системы питания дизельного двигателя выполняют следующие
работы: очищают от грязи и пыли приборы системы питания; проверяют уро(
вень топлива в баке; проверяют герметичность соединения топливного бака,
топливных фильтров, топливоподкачивающего насоса, насоса высокого давле(
ния и форсунок, а также коммуникаций от воздушного фильтра. При ТО(1
проверяют крепление впускного и выпускного трубопроводов, топливных
фильтров и топливоподкачивающего насоса и герметичность воздухопроводов
от воздушного фильтра. Сливают отстой из топливного бака. Промывают корпус
и меняют фильтрующие элементы топливных фильтров. Смазывают шарнир(
ные соединения приводов управления насосом высокого давления. При ТО(2
промывают топливный бак, проверяют крепление глушителя и всережимного
регулятора, герметичность системы питания и циркуляцию топлива, а также
действие насоса высокого давления и форсунок. Через каждые 1000 ч работы
фильтра фильтрующий элемент воздухоочистителя следует менять.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ

1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.

Каково назначение системы питания дизельного двигателя?
Перечислите способы смесеобразования в дизельных двигателях.
Поясните общую схему работы системы питания дизеля.
Поясните конструкцию и принцип действия секции топливного насоса высокого
давления рядного типа.
Поясните конструкцию и принцип действия секции топливного насоса высокого
давления распределительного типа.
Поясните принцип работы турбокомпрессора.
С какой целью необходимо регулирование турбонаддува?
Поясните конструкцию и принцип работы форсунки современного дизеля.
Перечислите современные пути повышения качества смесеобразования в дизель(
ных двигателях.
Каковы особенности конструкции аккумуляторной системы топливоподачи (Com(
mon Rail) и в чем ее преимущество?
Каковы особенности конструкции топливного насоса высокого давления, уста(
навливаемого в аккумуляторной системе топливоподачи?

3.5. РЕГУЛЯТОРЫ
Общие сведения. При работе тракторов или автомобилей нагруз(
ка на их двигатели непостоянна: она колеблется в весьма широких пределах в
зависимости от рельефа местности, свойств и состояния почвы и других условий.
Изменение нагрузки на двигатель вызывает изменение частоты вращения
его коленчатого вала (скоростного режима). А для качественного выполнения
многих сельскохозяйственных работ нужна постоянная поступательная ско(
рость движения машины или агрегата и постоянная частота вращения вала
отбора мощности или шкива, т. е. сохранение заданного, наиболее выгодного
ГЛАВА 3. УСТРОЙСТВО И РАБОТА СИСТЕМ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

73

для данных условий работы скоростного режима двигателя. При колебаниях
нагрузки это осуществимо лишь в том случае, если одновременно с изменением
нагрузки изменяется количество подаваемой в цилиндры горючей смеси или
топлива.
Поддержание заданного скоростного режима двигателя осуществляется
специальным механизмом — регулятором, который при непостоянной нагрузке
автоматически изменяет величину открытия дроссельной заслонки или поло5
жение рейки топливного насоса, а значит, количество горючей смеси или топ5
лива, подаваемое в цилиндр двигателя.
Наибольшее распространение получили пневматические, центробежные и
пневмоцентробежные регуляторы.
Пневматические регуляторы, воздействуя на дроссельную заслонку карбю5
ратора или рейку топливного насоса, используют скоростной напор или разре5
жение во впускном трубопроводе двигателя, а центробежные регуляторы —
центробежную силу инерции вращающихся масс (грузиков или шариков).
По числу регулируемых режимов различают однорежимные и всережим5
ные регуляторы.
Однорежимные регуляторы. Поддерживают только один скоростной ре5
жим работы двигателя, который задается при регулировании (установке) регу5
лятора. Все остальные скоростные режимы можно задавать, только перемещая
дроссельную заслонку карбюратора рычажком, управляемым водителем.
Примером однорежимного регулятора является регулятор, устанавливае5
мый на пусковом двигателе ПД510У (рис. 3.37).
В номинальном режиме работы двигателя вращение коленчатого вала че5
рез шестерни распределения передается валику 16 регулятора. Вместе с вали5
ком вращается ведущий диск 20 с шариками 18. Под действием центробежной
силы шарики начинают расходиться и, перемещаясь по наклонной плоскости
подвижного диска 17, стремятся передвинуть его вправо. Этому противодейст5
вует через двуплечий рычаг 11 пружина 6.
Если нагрузка двигателя уменьшится, частота вращения коленчатого вала,
а следовательно, и валика 16 возрастет. Вследствие увеличения центробежной
силы шарики раздвинутся и подвижный диск 17, передвигаясь вправо, шари5

Рис. 3.37

Однорежимный центробежный регулятор
пускового двигателя ПД510У:
1 — дроссельная заслонка; 2 — рычажок с по5
водком; 3 — тяга; 4 — промежуточная плита;
5 — втулка пружины; 6 — пружина; 7 — корпус
регулятора; 8 — регулировочный болт; 9 — на5
ружный рычаг регулятора; 10 — контргайка
регулировочного болта; 11 — двуплечий рычаг;
12 — ось рычагов регулятора; 13 — шариковый
упор; 14 — шайба; 15 — отверстие в тупице;
16 — валик регулятора; 17 — подвижный диск;
18 — шарик; 19 — опорный диск;
20 — ведущий диск; 21 — шестерня привода
регулятора; 22 — передняя половина картера.

74

КОНСТРУКЦИЯ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

ковым упором 13 повернет рычаг 11 вместе с осью 12. При этом длинное плечо
рычага 11 сожмет пружину 6.
Вместе с осью 12 повернется рычаг 9, который при помощи шарнирной
тяги 3 и рычажка 2 прикроет дроссельную заслонку 1, уменьшая количество
горючей смеси, поступающей в цилиндр двигателя. Поэтому заметного повы4
шения первоначальной частоты вращения коленчатого вала двигателя не про4
изойдет.
Если нагрузка двигателя увеличится, частота вращения коленчатого вала
несколько понизится. При этом уменьшится центробежная сила и расхожде4
ние шариков. Тогда под действием пружины диск 17 переместится влево и ры4
чаг 9 повернется, увеличивая открытие дроссельной заслонки. Поэтому коли4
чество горючей смеси, поступающей в цилиндр, увеличится и заметного сни4
жения первоначальной частоты вращения коленчатого вала двигателя не
произойдет.
Всережимный регулятор. Обеспечивает устойчивую работу двигателя на
любом скоростном режиме — от установленной номинальной частоты враще4
ния до малой, на холостом ходу.
Наличие всережимного регулятора на двигателе позволяет: улучшить усло4
вия вождения тракторного агрегата (можно легко и быстро изменять скорост4
ной режим и мощность двигателя); повысить производительность тракторного
агрегата (за счет сокращения простоев, связанных с переключением передач
при маневрировании); понизить расход топлива при работе трактора с непол4
ной нагрузкой путем перевода трактора на работу на высшей передаче и сниже4
ния частоты вращения коленчатого вала двигателя до получения прежней ско4
рости движения трактора; так как при этом мощность двигателя не изменится,
а работать он будет при меньшей частоте вращения, часовой расход топлива
будет меньше.
Рассмотрим работу регулятора ТНВД марки 4УТНМ, которым оснащаются
дизели Д4243, Д4245 тракторов «Беларус» серии 800 и 900 (см. рис. 3.38).
Пуск дизеля. Для пуска дизеля рычаг 3 (рис. 3.38а) управления регулято4
ром поворачивают до упора в винт 2. При этом натягиваются одновременно
пружины 6 регулятора и 4 обогатителя. Пружина регулятора прижимает ос4
новной рычаг 9 к головке болта 10, а пружина обогатителя подает промежуточ4
ный рычаг 8, тягу 7 и рейку 5 в сторону увеличения подачи топлива.
Работа дизеля с максимальной частотой вращения на холостом ходу. При
пуске дизеля грузы 12 (рис. 3.38б) регулятора под действием центробежных
сил расходятся и через упорный подшипник и муфту перемещают промежу4
точный рычаг 8, преодолевая сопротивление пружин 6 и 4. Промежуточный
рычаг через тягу 7 перемещает рейку 5 до тех пор, пока не установится подача,
необходимая для работы дизеля на холостом ходу.
Работа дизеля при номинальной нагрузке. При работе дизеля под нагрузкой
требуемый скоростной режим устанавливается рычагом 3 (рис. 3.38в). При по4
вороте рычага 3 в сторону винта 2 пружина 6 растягивается. При этом рейка 5
перемещается в сторону увеличения подачи топлива. Частота вращения дизе4
ля увеличивается до тех пор, пока не уравновесятся центробежные силы грузов
и усилие пружин 6 и 4. Основной рычаг 9 упирается в корпус 13 корректора,
ГЛАВА 3. УСТРОЙСТВО И РАБОТА СИСТЕМ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

75

Рис. 3.38

Схема работы регулятора топливного насоса рядного типа:
а — пуск дизеля; б — работа дизеля с максимальной частотой вращения на холостом ходу;
в — работа дизеля при номинальной нагрузке; г — работа дизеля при кратковременной
перегрузке; д — работа дизеля при резком увеличении подачи топлива; е — сброс нагрузки
и остановка дизеля; 1 — кулачковый вал; 2 — упорный винт рычага управления регулятором; 3 — рычаг управления регулятором; 4 — пружина обогатителя; 5 — рейка;
6 — пружина регулятора; 7 — тяга рейки; 8 — промежуточный рычаг; 9 — основной
рычаг; 10 — регулировочный болт номинальной подачи топлива; 11 — болт, ограничивающий отклонение промежуточного рычага в момент пуска дизеля; 12 — грузы регулятора;
13 — корпус корректора; 14 — пружина корректора; 15 — шток корректора; 16 — шток
пневмокорректора; 17 — пружина пневмокорректора; 18 — диафрагма пневмокорректора;
19 — трубка, соединяющая пневмокорректор с выпускным коллектором дизеля после
турбокомпрессора.

вместе с промежуточным рычагом 8 движется как одно целое и занимает положение, при котором связанная с ним рейка 5 устанавливается на подачу топлива, обеспечивающую номинальный скоростной режим работы дизеля при полной нагрузке.
Работа дизеля при кратковременной перегрузке. При кратковременной перегрузке дизеля частота вращения коленчатого вала снижается. Основной рычаг 9 (рис. 3.38г) под действием пружины 6 регулятора упирается в головку болта 10, промежуточный рычаг 8 под действием пружины 14 корректора и штока 15 отводится от рычага 9 и через тягу 7 перемещает рейку 5 в сторону
76

КОНСТРУКЦИЯ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

увеличения подачи топлива и, следовательно, крутящего момента дизеля для
преодоления кратковременной перегрузки.
Работа дизеля при резком увеличении подачи топлива. На двигателе Д*245.5
устанавливается пневмокорректор (ограничитель дымления). При резком по*
вороте рычага 3 (рис. 3.38д) в сторону винта 2 перемещение основного рыча*
га 9 и рейки 5 сдерживается фланцем штока 16, соединенного с диафрагмой 18
пневмокорректора. Бесштоковая полость пневмокорректора соединена трубо*
проводом 19 с выпускным коллектором дизеля после турбокомпрессора. С уве*
личением частоты вращения коленчатого вала дизеля растет давление в бес*
штоковой полости, что способствует ускорению перемещения рычага 9 и рей*
ки 5. Медленное увеличение подачи топлива уменьшает дымление дизеля.
Сброс нагрузки и остановка дизеля. Для остановки дизеля рычаг 3 (рис.
3.38е) поворачивают вверх до отказа. При этом полностью сжатая пружина 6
перемещает основной рычаг 9 до упора в стенку регулятора. Центробежная
сила вращающихся грузов передвигает промежуточный рычаг 8, а вместе с
ним и рейку 5 в крайнее правое положение, отключая подачу топлива.
На рисунке 3.39 показана схема работы всережимного регулятора ТНВД
распределительного типа.

Рис. 3.39

Схема работы регулятора топливного насоса распределительного типа:
а — пуск дизеля; б — работа дизеля на максимальных оборотах холостого хода; в — работа
дизеля с номинальной нагрузкой; г — работа дизеля при перегрузке; д — работа дизеля при
резком увеличении подачи топлива; е — остановка дизеля; 1 — пружина запуска;
2 — дозаторы; 3 — грузы регулятора; 4 — ступица регулятора; 5 — рычаг управления;
6 — болт максимальных оборотов; 7 — пружина регулятора; 8 — ограничитель;
9 — пружина корректора; 10 — шток корректора; 11 — рычаг корректора; 12 — основной
рычаг; 13 — рычаг; 14 — шток пневмокорректора; 15 — диафрагма.

ГЛАВА 3. УСТРОЙСТВО И РАБОТА СИСТЕМ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

77

Пуск дизеля. При пуске дизеля рычаг управления 5 (см. рис. 3.39а) уста*
навливается в положение «максимальные обороты» до упора в болт 6. Основ*
ной рычаг 12 под действием пружины запуска 1, выбирая зазоры в соедине*
нии с рычагом корректора 11, через систему рычагов устанавливает дозато*
ры 2 в верхнее положение, обеспечивая увеличение цикловой подачи топлива.
После запуска дизеля с увеличением числа оборотов кулачкового вала насо*
са центробежная сила грузов 3, преодолевая усилие пружины запуска 1 и пру*
жины регулятора 7, перемещает ступицу регулятора 4, основной рычаг 12 и
дозаторы 2 в сторону уменьшения подачи топлива.
Работа дизеля на максимальных оборотах холостого хода. При работе ди*
зеля на максимальных оборотах холостого хода (рис. 3.39б) основной рычаг 12
находится в таком положении, когда центробежная сила грузов 3, приложен*
ная к нему через ступицу регулятора 4, уравновешивается усилием пружины
регулятора 7 и через систему рычагов устанавливает дозаторы 2 в положение,
при котором обеспечивается соответствующая подача топлива. При этом основ*
ной рычаг 12 и рычаг корректора 11 работают как один рычаг. Корректор в
работе не участвует.
Работа дизеля с номинальной нагрузкой. По мере увеличения нагрузки
дизеля происходит снижение частоты вращения коленчатого вала дизеля и
кулачкового вала насоса. Центробежная сила грузов 3 (рис. 3.39в) при этом
также снижается. Основной рычаг 12 и рычаг корректора 11 под действием
пружины регулятора 7 перемещаются в сторону увеличения подачи топлива до
соприкосновения рычага корректора 11 со штоком корректора 10. При этом
усилие от центробежной силы грузов 3 уравновешивается усилием пружины
регулятора 7. При увеличении нагрузки рычаг 11 упирается в шток корректо*
ра 10. Соответственно колебаниям рычага 11 дозаторы 2 изменяют свое поло*
жение на плунжерах, изменяя подачу топлива.
Работа дизеля при перегрузке. При увеличении нагрузки выше номиналь*
ной число оборотов дизеля и кулачкового вала насоса резко снижается (рис.
3.39г). Усилие от центробежных сил грузов 3 уменьшается, основной рычаг 12
и рычаг корректора 11 под действием пружины регулятора 7 перемещаются в
сторону увеличения подачи топлива, нажимая на шток 10, и сжимают пружи*
ну корректора 9. При этом дозаторы 2 получают дополнительный ход, увели*
чивая подачу топлива и, следовательно, крутящий момент дизеля.
Работа дизеля при резком увеличении подачи топлива. При резком пово*
роте рычага управления 5 (рис. 3.39д) в сторону увеличения подачи топлива
перемещение основного рычага 12 сдерживается рычагом 13 штока 14, соеди*
ненного с диафрагмой пневмокорректора 15. Полость Б пневмокорректора со*
единена трубопроводом с впускным коллектором дизеля. С увеличением оборо*
тов дизеля уменьшается разрежение в полости Б, что способствует ускорению
перемещения основного рычага 12 и медленному увеличению подачи топлива,
что снижает дымность дизеля.
Остановка дизеля. Выключение подачи топлива (рис. 3.39е) происходит при
установке рычага управления 5 в положение «Стоп». При этом пружина регуля*
тора 7 толкает вниз основной рычаг 12, который устанавливает дозаторы 2 в край*
нее нижнее положение — подача топлива к форсункам прекращается.
78

КОНСТРУКЦИЯ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

Рис. 3.40

Схема электронного регулятора фирмы Bosch
с электрогидравлическим исполнительным
устройством:
1 — датчик положения рейки; 2 — гидроцилиндр;
3 — золотник; 4 — контактный разъем;
5 — датчик частоты вращения.

На многих зарубежных дизелях, прежде всего устанавливаемых на боль*
шегрузные автомобили, применяются электронные регуляторы. Это позволяет
не только поддерживать требуемый скоростной режим с высокой точностью, но
и обеспечить точную дозировку топлива в соответствии с условиями работы
дизеля. Один из первых электронных регуляторов был разработан фирмой
Bosch. Топливные насосы таких двигателей оснащаются микропроцессорными
системами автоматического управления, в которых исполнительное устройст*
во электронного регулятора воздействует на дозирующую рейку. Исполнитель*
ное устройство может быть электромагнитным или электрогидравлическим.
На рисунке 3.40 показана схема электронного регулятора с электрогидрав*
лическим исполнительным устройством.
В регуляторе (рис. 3.40) перемещение дозирующей рейки в сторону увеличе*
ния подачи топлива производится с помощью поршня гидроцилиндра 2. Рабо*
чей жидкостью в системе гидроусиления является дизельное топливо, подавае*
мое к гидроцилиндру 2 под давлением 0,3 МПа с помощью электроприводного
насоса. Подачей топлива к гидроцилиндру и его отводом (показано стрелками)
управляет золотник 3, перемещение которого происходит под действием элек*
тромагнита. Регулятор также имеет датчик положения рейки 1 и датчик часто*
ты вращения 5. Соединение датчиков с блоком управления осуществляется че*
рез контактный разъем 4.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ

1. Каково назначение регулятора частоты вращения?
2. Поясните работу однорежимного центробежного регулятора.
3. Поясните работу регулятора частоты вращения топливного насоса высокого дав*
ления рядного типа.
4. Поясните работу регулятора частоты вращения топливного насоса высокого дав*
ления распределительного типа.
5. С какой целью применяется корректор и пневмокорректор?
ГЛАВА 3. УСТРОЙСТВО И РАБОТА СИСТЕМ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

79

3.6. СИСТЕМА ПИТАНИЯ ДВИГАТЕЛЯ
С ВПРЫСКОМ БЕНЗИНА
Общие сведения. За столетие автомобильный парк в мире вы&
рос настолько, что остро встала проблема снижения выбросов отработавших
газов в окружающую среду. Кроме того, нефтяные кризисы заставили заду&
маться и о топливной экономичности. Все это побудило к активному поиску
новых технических решений в конструкции прежде всего двигателей и способ&
ствовало широкому распространению систем питания с впрыском бензина.
Отказ от применения карбюраторных систем питания связан с тем, что си&
стема питания с впрыском бензина имеет существенные преимущества. К та&
ким преимуществам относятся: более точное дозирование топлива по отдель&
ным цилиндрам; высокая степень оптимизации состава горючей смеси на всех
режимах работы двигателя; высокая топливная экономичность и низкая ток&
сичность отработавших газов; отсутствие добавочного сопротивления потоку
воздуха на впуске в виде карбюратора и диффузора и вследствие этого более
высокий коэффициент наполнения цилиндров, обеспечивающий получение
более высокой литровой мощности.
Наряду с преимуществами рассматриваемая система имеет и недостатки.
Это прежде всего высокая стоимость применяемого оборудования и устройств,
необходимость создания специального оборудования для диагностики этой
системы и выявления неисправностей, что в свою очередь требует наличия
высококвалифицированного персонала, также повышаются требования к ка&
честву бензина.
Системы питания двигателей с впрыском бензина классифицируют по раз&
личным признакам: по месту подвода топлива (центральный одноточечный
впрыск, распределенный впрыск, непосредственный впрыск); по способу по&
дачи топлива (непрерывный и прерывистый впрыск); по типу узлов дозирую&
щих топливо (плунжерные насосы, распределители, форсунки, регуляторы
давления); по способу регулирования количества смеси (пневматическое, ме&
ханическое, электронное); по основным параметрам регулирования состава
смеси (разрежению во впускной системе, углу поворота дроссельной заслонки,
расходу воздуха).
Общая схема, принцип работы системы питания двигателя с впрыском
бензина и ее элементов. В настоящее время наибольшее распространение по&
лучила электронная система управления двигателем с распределенным по&
следовательным впрыском бензина. Такая система состоит из микропроцессор&
ного электронного блока управления, комплекта датчиков, исполнительных
устройств и соединительных проводов (рис. 3.41). Электронный блок управле&
ния (контроллер) 11 является центральным устройством электронной системы
управления двигателем, изготовленным на базе микропроцессора, и представ&
ляет собой управляющий компьютер. Он получает информацию от датчиков и
управляет исполнительными механизмами, обеспечивая оптимальную работу
двигателя при заданном уровне показателей автомобиля.
Система питания с распределенным впрыском имеет следующие составные
части: система подачи и очистки топлива; система подачи и очистки воздуха;
80

КОНСТРУКЦИЯ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

Рис. 3.41

Схема системы питания двигателя с впрыском бензина:
1 — топливный бак; 2 — электробензонасос; 3 — топливный фильтр; 4 — датчик массового
расхода воздуха; 5 — топливная рампа; 6 — регулятор давления; 7 — дроссельный патрубок;
8 — регулятор холостого хода; 9 — датчик положения дроссельной заслонки; 10 — датчик
температуры воздуха; 11 — электронный блок управления; 12 — датчик температуры охлаждаю5
щей жидкости; 13 — датчик положения коленчатого вала; 14 — датчик кислорода;
15 — форсунка; 16 — катушка зажигания; 17 — датчик положения распределительного вала;
18 — датчик детонации.

система улавливания и сжигания паров бензина; электронная часть с набором
датчиков; система выпуска и дожигания отработавших газов.
Система подачи топлива состоит (рис. 3.41) из топливного бака 1, электри5
ческого бензонасоса 2, топливного фильтра 3, трубопроводов и топливной рам5
пы 5, на которой установлен регулятор давления топлива 6 и которая связана с
форсунками 15.
Поступающее от бензонасоса топливо под давлением не менее 0,28 МПа про5
ходит через топливный фильтр 3 тонкой очистки к топливной рампе 5, из кото5
рой далее подается к электромагнитным форсункам. Регулирование количест5
ва топлива, впрыскиваемого форсункой, осуществляется изменением длины
электрического импульса, подаваемого на контакты форсунки. Давление в то5
пливной рампе поддерживается регулятором давления 6.
Система подачи и очистки воздуха состоит из воздушного фильтра со смен5
ным фильтрующим элементом, дроссельного патрубка 7 с заслонкой и регуля5
тором холостого хода 8, датчика положения дроссельной заслонки 9 и датчика
массового расхода воздуха 4. Данная система обеспечивает изменение количе5
ства воздуха, поступающего в цилиндры двигателя.
Для корректного управления работой системы распределенного впрыска
электронному блоку требуются сигналы и от других датчиков. К последним от5
носятся: датчик температуры охлаждающей жидкости 12, датчик положения
и частоты вращения коленчатого вала 13, датчик детонации 18, датчик кон5
центрации кислорода 14.
ГЛАВА 3. УСТРОЙСТВО И РАБОТА СИСТЕМ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

81

Таким образом, электронный блок управления 11, собирая информацию с
датчиков, определяет режим работы двигателя. На основании этого им рассчи1
тываются требуемый для конкретного режима состав смеси и соответственно
длительность открытия форсунки.
Система подачи топлива. Система подачи топлива осуществляет подачу не1
обходимого количества топлива в цилиндры двигателя во время его работы. К
этой системе относятся топливный бак, электробензонасос, топливный фильтр,
топливопроводы, топливная рампа, электромагнитные форсунки, регулятор дав1
ления.
На рисунке 3.42 показана схема электробензонасоса. Электробензонасос
постоянно нагнетает топливо из топливного бака. Он может быть встроен непо1
средственно в топливный бак (погружной) или расположен снаружи (магист1
ральный). Представленный на рисунке электробензонасос относится к объем1
ным насосам роликового типа. Действие насоса состоит в том, что вращающие1
ся камеры меняющейся величины открывают впуск и за счет увеличения
камеры засасывают топливо. Когда достигается максимальное заполнение, вход1
ное отверстие закрывается, и открывается выпускное. Посредством уменьше1
ния камер топливо выталкивается. В роликовых насосах камеры образуются
за счет вращающихся роликов 17, находящихся в сепараторе 19. Под влияни1
ем центробежной силы и топливного давления они прижимаются к эксцентри1
ческой поверхности статора 3. Эксцентриситет между сепаратором и статором
обуславливает увеличение и уменьшение объема камер. Роликовые насосы мо1
гут применяться при давлении топлива до 0,65 МПа.
Топливный фильтр встроен в подающую магистраль между электробензо1
насосом и топливной рампой. Он имеет стальной корпус с резьбовыми штуце1
рами с обеих сторон, внутри которого находится фильтрующий элемент. Фильт1
рующий элемент изготавливается из бумаги, обеспечивающей улавливание ча1
стиц, которые могут привести к нарушению работы форсунок и регулятора
давления топлива.
Топливная рампа обеспечивает распределение топлива к электромагнит1
ным форсункам, она закреплена с помощью болтов к головке цилиндров. Рам1
па представляет собой полую планку, на которой устанавливаются форсунки и
регулятор давления топлива (рис. 3.43).
Во время работы двигателя топливо под давлением подается во внутреннюю
полость рампы и далее через форсунки во впускной трубопровод. На рампе
расположен штуцер 1 для контроля давления топлива, закрытый резьбовой
пробкой. Он используется при техническом обслуживании автомобиля или по1
иске неисправностей. Штуцер позволяет с помощью подключенного маномет1
ра определить давление топлива, подаваемого на форсунки.
Доза впрыскиваемого топлива должна зависеть только от времени впры1
ска. Поэтому разница между давлением топлива в топливной рампе и давлени1
ем во впускной трубе должна оставаться постоянной. Регулятор давления топ1
лива пропускает обратно в бак столько горючего, сколько необходимо для того,
чтобы перепад давления на форсунках оставался постоянным. В целях полно1
го промывания топливной рампы регулятор давления топлива обычно монти1
руется в конце.
82

КОНСТРУКЦИЯ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

Рис. 3.42

Электробензонасос:
1 — входной штуцер; 2 — основание насоса с валом; 3 — статор насоса; 4 — предохранитель0
ный клапан; 5 — корпус электродвигателя; 6 — постоянный магнит; 7 — якорь электродвига0
теля; 8 — коллектор якоря электродвигателя; 9 — обратный клапан; 10 — пружина;
11 — выходной штуцер; 12 — вал электродвигателя; 13 — фильтр радиопомех; 14 — щетка
электродвигателя; 15 — обмотка якоря электродвигателя; 16 — муфта соединительная;
17 — ролик; 18 — вал насоса; 19 — сепаратор.

Рис. 3.43

Топливная рампа в сборе:
1 — штуцер для контроля давления топлива; 2 — болты крепления рампы;
3 — рампа; 4 — регулятор давления топлива; 5 — форсунки.

Рис. 3.44

Регулятор давления:
1 — корпус; 2 — крышка;
3 — патрубок для вакуумного
шланга; 4 — диафрагма;
5 — клапан; А — топливная
полость; В — вакуумная
полость.

ГЛАВА 3. УСТРОЙСТВО И РАБОТА СИСТЕМ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

83

Регулятор давления топлива выполнен в виде диафрагменного регулятора
избыточного давления (см. рис. 3.44). Резинотканевая диафрагма 4 делит регу,
лятор топливного давления на топливную А и вакуумную В полости. Через
встроенный в диафрагму 4 корпус клапана 5 пружина прижимает подвижную
клапанную пластину к клапанному седлу. Когда сила давления топлива на
диафрагму превысит силу пружины, клапан 5 откроется и пропустит такое
количество топлива, которое необходимо для восстановления равновесия на
мембране. Вакуумная полость В пневматически связана с впускным каналом
за дроссельной заслонкой через патрубок 3. Поэтому разрежение в коллекторе
действует и в вакуумной полости, а соотношение давлений на диафрагме оста,
ется таким же, как и на форсунках. Оно зависит только от силы пружины и
площади диафрагмы и, следовательно, остается постоянным.
Электромагнитная форсунка (рис. 3.45) представляет собой прецизионное
электромагнитное устройство, дозирующее подачу топлива под давлением во
впускную трубу двигателя в зону впускного клапана.
Электромагнитная форсунка состоит из корпуса 7, обмотки электромагни,
та 9, запорного клапана, корпуса клапана распылителя 17, насадки распыли,
теля 1 и фильтра 12.
Топливо поступает к клапану распылителя форсунки через фильтр, кото,
рый осуществляет его дополнительную очистку. Пружина 15 удерживает кла,
пан в закрытом состоянии. При подаче на обмотку катушки электромагнита
электрического импульса сердечник 16 вместе с иглой клапана втягивается
возникшим магнитным полем, отверстие в корпусе распылителя открывается
и происходит впрыск распыленного топлива, которое, пройдя через отверстие
корпуса клапана, попадает на насадку распылителя, образуя конический фа,
кел. Факел топлива направлен на впускной клапан, в зоне которого происхо,
дит его испарение и перемешивание с воздухом.
Дозирование топлива определяется длительностью управляющего электри,
ческого импульса, подаваемого на обмотку ее электромагнита и задаваемого
электронным блоком управления в зависимости от режима и условий работы
двигателя. Топливо впрыскивается во впускные каналы головки блока цилин,
дров, причем начало подачи топлива синхронизировано с определенным поло,
жением коленчатого вала.
Датчики системы питания. Датчик положения коленчатого вала предна,
значен для определения углового положения коленчатого вала двигателя и
синхронизации работы электронного блока управления с рабочим процессом
двигателя, а также для определения частоты вращения коленчатого вала.
Датчик положения коленчатого вала (рис 3.46) представляет собой элек,
тромагнитную катушку с обмоткой 1, постоянным магнитом 3 и сердечником 7,
выполненным из магнитомягкого материала. Сопротивление обмотки датчи,
ка составляет 850–900 Ом. Корпус 2 датчика изготовлен из высокопрочной пла,
стмассы и для крепления к двигателю имеет кронштейн 6. Датчик представля,
ет собой неразборную конструкцию, имеющую соединительный провод 5 с трех,
контактной вилкой либо трехконтактным разъемом.
Датчик работает совместно с задающим диском 8, установленным на шки,
ве коленчатого вала. Задающий диск выполнен из магнитомягкого материала
84

КОНСТРУКЦИЯ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

Рис. 3.46

Датчик положения коленчатого вала:
1 — обмотка датчика; 2 — корпус;
3 — магнит; 4 — уплотнитель; 5 — соедини1
тельный кабель; 6 — кронштейн крепления;
7 — сердечник; 8 — задающий диск.

Рис. 3.45

Электромагнитная форсунка:
1 — насадка распылителя; 2 — уплотнительное
кольцо; 3 — шайба; 4 — игла клапана;
5 — уплотнитель; 6 — ограничительная шайба;
7 — корпус; 8 — изолятор; 9 — обмотка
электромагнита; 10 — штекер; 11 — колодка;
12 — фильтр; 13 — трубка; 14 — крышка;
15 — пружина; 16 — сердечник электромагни1
та; 17 — корпус клапана распылителя.

и представляет собой зубчатое колесо с 58 зубьями, расположенными на его
периферии с шагом 6°. Прохождение зубьев задающего диска 8 мимо торца
магнитопровода 7 датчика вызывает изменение в магнитопроводе магнитного
потока и приводит к возникновению импульсов напряжения переменного тока
в его обмотке. Импульсы напряжения датчика двухполярные, имеют форму
двух пикообразных полуволн, симметрично расположенных относительно ну1
левого значения. Нулевое значение импульса соответствует центру каждого
зуба задающего диска.
Переменный ток, образующийся в обмотке датчика положения коленчатого
вала, передается в электронный блок управления, который по количеству и час1
тоте импульсов напряжения определяет положение и частоту вращения колен1
чатого вала и рассчитывает моменты срабатывания форсунок и зажигания.
ГЛАВА 3. УСТРОЙСТВО И РАБОТА СИСТЕМ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

85

Датчик положения распределительного вала предназначен для определе
ния в.м.т. в первом цилиндре в конце такта сжатия, что обеспечивает синхро
низацию работы систем двигателя с его рабочим процессом. Датчик положе
ния распределительного вала представляет собой полупроводниковый прибор
с принципом действия, основанным на эффекте Холла. Устройство распозна
вания положения распределительного вала состоит из элемента Холла, через
полупроводниковые пластинки которого проходит ток. Этот элемент управля
ется шторкой, которая вращается вместе с распределительным валом. Она со
стоит из ферромагнитного материала и при прохождении возбуждает на эле
менте Холла напряжение.
Датчик массового расхода воздуха предназначен для определения количе
ства воздуха, наполняющего цилиндры двигателя.
В качестве датчиков массового расхода воздуха применяются нитевые или
пленочные термоанемометрические датчики. Принцип действия обоих датчи
ков одинаков и основан на охлаждении потоком поступающего в цилиндры
воздуха электрически нагреваемого элемента.
У нитевого датчика нагреваемым элементом является платиновая нить
толщиной 70–100 мкм. Для учета температуры поступающего воздуха произ
водится ее измерение встроенным компенсационным терморезистором. На
греваемая нить и терморезистор включены в мостовую схему. Ток нагрева обра
зует на прецизионном резисторе падение напряжения, пропорциональное мас
се проходящего воздуха.
Датчик (рис. 3.47) представляет собой автономный блок, состоящий из трех
модулей: измерительного канала; измерительного элемента; электронной схе
мы, закрепленной на металлическом радиаторе.

Рис. 3.47

Нитевой датчик массового расхода воздуха:
1 — кольцо с чувствительным элементом;
2 — платиновая нить; 3 — термокомпенсационное
сопротивление; 4 — кронштейн крепления кольца;
5 — корпус электронного модуля; 6 — предохрани
тельная сетка; 7 — винт регулировки СО;
8 — колодка электрического разъема;
9 — электронный модуль.

86

КОНСТРУКЦИЯ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

Измерительный канал датчика состоит из пластмассовых обойм, которые
окружают несущие кольца нагреваемой платиновой нити и термокомпенсаци1
онного резистора. Корпус имеет камеру для размещения электронного блока,
который поддерживает постоянным перегрев нити относительно воздушного
потока путем регулирования силы тока измерительного моста. На входе и вы1
ходе основного измерительного канала датчика установлены защитные сетки,
которые одновременно выполняют функции стабилизирующих элементов.
У пленочного датчика нагреваемым элементом является пленочный плати1
новый резистор, который располагается вместе с другими элементами мосто1
вой схемы на керамической подложке.
Принцип действия термоанемометрического датчика массового расхода воз1
духа основан на зависимости тепловой мощности, рассеиваемой с нагретого
резистора (платиновой нити или пленки) потоком обтекающего его воздуха. Во
время работы двигателя засасываемый воздух охлаждает нагреваемый рези1
стор. При этом электронная схема поддерживает постоянный его нагрев отно1
сительно потока воздуха на уровне 100°С.
Электрическая мощность, требуемая для поддержания заданного превы1
шения температуры нагреваемого резистора (платиновой нити или пленки)
над температурой окружающего воздуха, является параметром для определе1
ния массового расхода воздуха, проходящего через датчик.
Выходным сигналом датчика массового расхода воздуха служит падение на1
пряжения на прецизионном резисторе, включенном в смежное с нагреваемым
резистором (платиновой нити или пленки) плечо измерительного моста, которое
электронный блок управления преобразует в часовой расход воздуха (кг/ч).
Датчик положения дроссельной заслонки предназначен для определения
положения дроссельной заслонки, управляемой водителем с помощью педали
через систему рычагов и тяг. Датчик положения дроссельной заслонки пред1
ставляет собой потенциометр, меняющий базовое напряжение в зависимости
от угла поворота оси дроссельной заслонки. Сигнал с датчика положения дрос1
сельной заслонки используется для определения режима работы двигателя.
Датчик кислорода (l1зонд) предназначен для определения количества ки1
слорода в отработавших газах и поддержания коэффициента избытка воздуха
на уровне единицы, что снижает токсичность отработавших газов бензиновых
двигателей. Датчик кислорода устанавливается в выпускной трубе системы
выпуска.
Датчик кислорода реагирует на парциальное давление кислорода в потоке
отработавших газов и генерирует напряжение, величина которого зависит от
наличия или отсутствия в них кислорода. В качестве чувствительного элемен1
та в нем используется диоксид циркония ZrО2. Циркониевый датчик имеет
два электрода — внешний и внутренний. Среда, окружающая внутренний элек1
трод, имеет постоянное парциальное давление кислорода. Внешний электрод
омывается потоком отработавших газов в выпускной системе двигателя с пере1
менным парциальным давлением кислорода. Ионная проводимость твердого
электролита, возникающая вследствие разности парциальных давлений ки1
слорода на внешнем и внутреннем электродах, обусловливает появление разно1
сти потенциалов между ними.
ГЛАВА 3. УСТРОЙСТВО И РАБОТА СИСТЕМ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

87

Рис. 3.48

Датчик кислорода:
1 — металлический корпус; 2 — уплотнение, 3 — соединительный кабель;
4 — кожух; 5 — контактный стержень; 6 — активный элемент из двуокиси цирко,
ния; 7 — защитный колпачок с прорезями.

Рис. 3.49

Схема расположения нейтрализатора в системе выпуска:
1 — датчик кислорода; 2 — керамический элемент нейтрализатора;
3 — нейтрализатор; 4 — дополнительный глушитель; 5 — приемная труба
глушителей.

При низком уровне парциального давления кислорода в отработавших га,
зах, когда двигатель работает на обогащенной горючей смеси (a < 1), датчик
как гальванический элемент генерирует высокое напряжение (700–1000 мВ).
При переходе на обедненную смесь (a > 1) парциальное давление кислорода в
отработавших газах заметно увеличивается, что приводит к резкому падению
напряжения на выходе датчика до 50–100 мВ. Такое резкое падение напряже,
ния датчика при переходе от обогащенных к обедненным смесям позволяет
определить стехиометрический состав смеси с погрешностью ±0,5%.
Конструкция датчика кислорода на основе диоксида циркония показана на
рисунке 3.48.
Когда датчик кислорода находится в холодном состоянии, выходной сиг,
нал датчика отсутствует, поскольку в этом состоянии его внутреннее электри,
ческое сопротивление очень высокое. По мере прогрева датчика сопротивле,
ние падает и появляется способность генерировать выходной сигнал. Для эф,
фективной работы датчик кислорода должен иметь температуру не ниже 150°С.
88

КОНСТРУКЦИЯ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

Каталитический нейтрализатор. Для соблюдения низких норм токсично%
сти на содержание вредных веществ в отработавших газах в системе выпуска
двигателя, оборудованного электронной системой управления, устанавливает%
ся каталитический нейтрализатор (рис. 3.49).
Применение каталитического нейтрализатора дает значительное снижение
выбросов углеводородов, окиси углерода и окислов азота с отработавшими га%
зами при условии точного управления процессом сгорания в двигателе.
Для ускорения процесса преобразования углеводородов, окиси углерода и
окислов азота в нетоксичные соединения нейтрализатор имеет два окислитель%
ных катализатора и один восстановительный.
Окислительными катализаторами являются платина и палладий. Они спо%
собствуют окислению углеводородов и окиси углерода, содержащихся в отра%
ботавших газах, в водяной пар и двуокись углерода.
Восстановительным катализатором является родий. Он ускоряет химиче%
скую реакцию восстановления окислов азота в безвредный азот, являющийся
одной из составляющих воздуха.
Для нейтрализации углеводородов и окиси углерода требуется кислород.
Одновременно происходит восстановление окислов азота. Поэтому для эффек%
тивной работы нейтрализатора необходимо точное поддержание баланса пода%
ваемой в двигатель топливовоздушной смеси.
Повышенное остаточное содержание кислорода в отработавших газах за%
трудняет восстановление окислов азота. Пониженное содержание кислорода в
отработавших газах затрудняет окисление окиси углерода и углеводородов.
Только точный баланс топливовоздушной смеси (14,6–14,7 кг воздуха на 1 кг
топлива) обеспечивает эффективную нейтрализацию всех трех токсичных ком%
понентов.
При эксплуатации неисправного двигателя нейтрализатор может выйти из
строя из%за тепловых напряжений, которым он подвергается при окислении
избыточных количеств углеводородов. В этом случае керамические блоки ней%
трализатора могут разрушиться (закупориться), вызвав повышение противо%
давления. Другой возможной причиной выхода из строя нейтрализатора явля%
ется применение этилированного бензина. Содержащийся в нем тетраэтилсви%
нец за короткое время приводит к отравлению нейтрализатора, что значительно
снижает эффективность действия последнего.
Неисправности и техническое обслуживание системы питания с впры
ском бензина. Основными причинами неисправностей системы питания двига%
телей с впрыском бензина являются: предельный срок службы конструктив%
ных элементов системы; технические дефекты (брак) конструктивных элемен%
тов; нарушение правил эксплуатации (применение некачественного бензина,
загрязнения в системе и др.); внешние воздействия на конструктивные элемен%
ты (окисление контактов, механические повреждения, попадание влаги в элек%
тронные компоненты и др.). Самым надежным способом установления неис%
правностей системы питания двигателя с впрыском бензина является компью
терная диагностика. При проведении диагностики к диагностическому
разъему подсоединяется специальное оборудование (сканер или персональный
компьютер с программой и кабелем), которое считывает коды неисправностей.
ГЛАВА 3. УСТРОЙСТВО И РАБОТА СИСТЕМ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

89

При каждом техническом обслуживании проверяют состояние контактов
в разъемах электрооборудования и комплексной микропроцессорной системы
управления двигателем. При каждом втором техническом обслуживании про2
изводят диагностику системы (самодиагностика) и устраняют выявленные не2
исправности. При включении сигнальной лампы неисправности двигателя не2
обходимо своевременно принимать меры по обнаружению и устранению неис2
правности.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ

1. Перечислите преимущества и недостатки систем питания двигателей с впрыском
бензина.
2. Дайте классификацию систем питания двигателей с впрыском бензина.
3. Поясните общее устройство и работу системы питания с впрыском бензина.
4. Какие датчики устанавливаются в системе питания двигателя с впрыском и како2
во их назначение?
5. Как устроен каталитический нейтрализатор и на каком принципе основана его
работа?

3.7. СМАЗОЧНАЯ СИСТЕМА
Общие сведения. Смазочная система автотракторных двигате2
лей предназначена для уменьшения потерь на трение между поверхностями их
деталей, охлаждения этих поверхностей и удаления с них продуктов износа.
Смазка, кроме того, улучшает уплотнение поршневыми кольцами внутрици2
линдрового пространства и предохраняет детали двигателя от коррозии.
Уменьшение трения и тем самым износа трущихся поверхностей деталей
двигателя осуществляется путем непрерывной подачи к ним смазочных мате2
риалов, т. е. путем устранения сухого трения и обеспечения жидкостного и
полужидкостного трения. Масло отводит значительную часть тепла трения и
тепла горячих газов, передавая это тепло окружающей среде.
Смазочные системы автотракторных двигателей в зависимости от способа
подачи масла к узлам трения можно разделить на три вида:
1) смазка разбрызгиванием;
2) смазка под давлением;
3) комбинированная смазочная система.
Смазка разбрызгиванием применялась в старых конструкциях двигателей.
Масло разбрызгивалось ударяющимися по его поверхности выступами на
крышках кривошипных головок шатунов. Образующиеся при этом брызги и
масляный туман попадали непосредственно на трущиеся поверхности через
расположенные над этими поверхностями масляные каналы.
В автотракторных двигателях применяют циркуляционную смазку под дав2
лением, когда к поверхности трения масло подается из картера по каналам под
давлением, создаваемым масляным насосом, после чего оно опять стекает в
картер. Смазка под давлением обеспечивает подачу к трущимся поверхностям
необходимого количества масла, а также надежную и интенсивную его цирку2
ляцию.
90

КОНСТРУКЦИЯ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

Различают смазочную систему с мокрым картером, в которой резервуаром
для основного количества масла является нижняя часть картера двигателя,
и с сухим картером, в которой стекающее в картер масло отсасывается из него
специальными насосами в расположенный снаружи двигателя промежуточ1
ный масляный бак.
Смазочную систему с сухим картером применяют в некоторых форсирован1
ных автомобильных двигателях для обеспечения надежной смазки при любом
положении двигателя, а также для борьбы с пенообразованием в картере.
При комбинированной смазочной системе, применяемой в подавляющем
большинстве современных автотракторных двигателей, используют как пер1
вый, так и второй способы подвода масла. Обычно под давлением, создавае1
мым масляным насосом, смазываются наиболее ответственные трущиеся дета1
ли двигателя (подшипники коленчатого и распределительного валов, распре1
делительные шестерни, поршневые пальцы, толкатели и др.), а остальные
трущиеся детали смазывают разбрызгиванием и самотеком.
Конструкция и принцип работы смазочной системы. Смазочная система
дизеля Д1260 комбинированная: часть деталей смазывается под давлением,
часть — разбрызгиванием (рис. 3.50).

Рис. 3.50

Смазочная система дизеля Д1260:
1 — масляный картер; 2 — подводящая трубка масляного насоса; 3 — масляный насос; 4 — канал
в коренных шейках для подвода масла к шатунным шейкам коленчатого вала; 5, 12, 13, 14 — каналы
подвода масла к шатунным шейкам; 6 — отверстие для подвода масла к поршневому пальцу;
7 — отвод картерных газов; 8 — полость в оси коромысел для смазки клапанного механизма;
9 — подвод масла к оси коромысел; 10 — каналы подвода масла в блоке и головке к клапанному
механизму; 11 — канал подвода масла от масляного бумажного фильтра к теплообменнику;
15 — пробка для слива масла; 16 — маслоприемник; 17 — каналы подвода масла к центробежному
фильтру; 18 — центробежный фильтр; 19 — подвод масла к турбокомпрессору; 20 — слив масла из
турбокомпрессора; 21 — подвод масла к регулировочному винту; 22 — сверление для прохода штанги
толкателя и слива масла из полости клапанного механизма; 23 — место установки датчика рабочего
и аварийного давления масла; 24 — жидкостно1масляный теплообменник; 25 — главная масляная
магистраль; 26 — отверстие в толкателе для слива масла; 27 — форсунки охлаждения поршня.

ГЛАВА 3. УСТРОЙСТВО И РАБОТА СИСТЕМ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

91

Из поддона 1 масло через сетку маслоприемника 16 засасывается шесте(
ренчатым насосом 3 и подается в фильтр 18 — полнопоточную центрифугу.
В ней часть масла участвует в создании реактивного момента для обеспечения
работы фильтра. Это масло сливается обратно в поддон картера. Другая часть
масла подвергается центробежной очистке, после чего поступает в жидкостно(
масляный теплообменник 24, в котором оно охлаждается.
Очищенное и охлажденное масло направляется в главную масляную маги(
страль 25, которая идет вдоль блок(картера. Отсюда по каналам в поперечных
перегородках блок(картера масло попадает к коренным подшипникам.
От них часть масла по наклонным каналам 5, 12, 13, 14 в коленчатом вале
поступает в полость шатунных шеек. В этих полостях происходит дополни(
тельная (центробежная) очистка масла, которое затем смазывает трущиеся
поверхности вкладышей и шатунных шеек.
От шатунных подшипников масло по каналу в шатуне под давлением пода(
ется для смазывания втулки верхней головки шатуна и поршневого пальца.
Масло, снимаемое маслосъемными кольцами и стекающее в поддон карте(
ра, а также выдавливаемое из зазоров коренных и шатунных подшипников,
разбрызгивается вращающимся коленчатым валом. Образующийся при этом
масляный туман смазывает трущиеся поверхности гильз цилиндров, порш(
ней, поршневых пальцев и втулок верхних головок шатунов.
Через форсунки 27, встроенные в коренных опорах блока цилиндров, мас(
ло подается для охлаждения поршней.
По вертикальным каналам 10 в блоке цилиндров и головке масло подается
к клапанному механизму, где смазываются опорные шейки распределитель(
ного вала. Также часть масла подается через канал 9 в полость оси коромы(
сел 8. Вытекающее из осей коромысел и разбрызгивающееся движущимися
витками пружин масло смазывает трущиеся поверхности штанг, регулировоч(
ных болтов и клапанов. Стекающее по каналу 22 и по штангам в поддон карте(
ра масло попадает на трущиеся поверхности толкателей и кулачков распреде(
лительного вала и смазывает их.
По отдельным маслопроводам 19 масло подводится для смазки турбоком(
прессора и компрессора пневмосистемы трактора.
Смазочные системы других двигателей имеют несущественные отличия от
описанной выше системы. Отличительной особенностью может быть двухсек(
ционный масляный насос (например, двигатели А(41, ЯМЗ и др.), одна секция
которого является нагнетательной и подает масло в главную масляную магист(
раль через полнопоточную центрифугу, а вторая секция — радиаторная, пода(
ет масло непосредственно в радиатор для охлаждения.
Масляные насосы. Нагнетают масло в систему смазки двигателя. Наиболее
распространены масляные насосы шестеренчатого типа, которые приводятся в
действие от распределительной шестерни коленчатого вала или от шестерни,
выполненной заодно с распределительным валом.
Конструкция двухсекционного масляного насоса и схема его действия по(
казаны на рисунке 3.51.
При вращении шестерен насоса их зубья захватывают масло у входного
отверстия, пронося у стенок корпуса, и выдавливают в выходное отверстие.
92

КОНСТРУКЦИЯ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

Рис. 3.51

Конструкция (а) и схема работы (б) масляного насоса:
1 — проставка масляного насоса; 2 — ось ведомой шестерни; 3 — ведомая шестерня нагнетающей
секции; 4 — корпус нагнетающей секции; 5 — редукционный клапан; 6 — ведомая шестерня привода
масляного насоса; 7 — втулка ведущего вала; 8 — промежуточная шестерня привода масляного
насоса; 9 — ось промежуточной шестерни; 10 — болт оси; 11 — регулировочная прокладка;
12 — ведущая шестерня нагнетательной секции; 13 — ведущий вал; 14 — ведущая шестерня
радиаторной секции; 15 — ведомая шестерня радиаторной секции; 16 — корпус радиаторной секции;
17 — предохранительный клапан.

В проставке 1 выполнено отверстие, позволяющее объединить всасывающие
полости обеих секций. Поэтому масло из поддона двигателя засасывается обеи4
ми секциями через один маслозаборник.
В корпусе нагнетательной секции 4 масляного насоса установлен редукци4
онный клапан 5, ограничивающий давление в смазочной системе. Когда дав4
ление при выходе из насоса достигает 0,75–0,8 МПа, клапан открывается, пре4
дотвращая этим повреждение отдельных участков системы.
В корпусе радиаторной секции 16 установлен предохранительный кла4
пан 17. Он отрегулирован на давление 0,08–0,12 МПа. Данный клапан необхо4
дим для поддержания стабильного давления в смазочной системе. Как только
давление превысит установленный предел, клапан открывается, и часть масла
перепускается в картер двигателя.
Устройство односекционного насоса аналогично вышеописанной конструк4
ции. Разница заключается в том, что в корпусе установлена одна пара шесте4
рен, подающая масло в напорную магистраль и далее к фильтру для очистки.
Масляные фильтры. Для уменьшения вредного действия механических
примесей и продуктов окисления масла последнее во время работы двигателя
должно непрерывно очищаться. Очистка (фильтрация) масла производится
при помощи фильтров. Подаваемое насосом масло пропускается через фильт4
ры грубой и тонкой очистки.
Для очистки масла используются фильтры грубой и тонкой очистки. Фильт4
ры грубой очистки масла в настоящее время почти не применяют. Наибольшее
распространение получила центробежная очистка масла в центрифугах. Цен4
трифуги делятся на полнопоточные и неполнопоточные. Через полнопоточный
ГЛАВА 3. УСТРОЙСТВО И РАБОТА СИСТЕМ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

93

центробежный фильтр проходит все масло, подаваемое насосом. Эти фильтры
включают в систему смазки последовательно. Через неполнопоточный фильтр
проходит часть масла (до 15% от всего объема подачи насосом). Эти фильтры
устанавливают параллельно основной системе и используют для дополнитель:
ной очистки.
Рассмотрим фильтр центробежной очистки, применяемый сейчас у боль:
шинства двигателей. Корпус 1 (см. цв. вкл., ил. 6) фильтра центробежной очи:
стки сверху закрыт колпаком 6. В корпусе неподвижно закреплена полая ось 4
ротора, на которую надет колпак ротора 7, вращающийся на упорном шарико:
вом подшипнике. Неочищенное масло, подаваемое насосом, проходит по кана:
лу 3 в полую ось 4. Через отверстия в стенках оси 4 оно подается во внутреннюю
полость ротора и далее к двум соплам 5. Масло, вытекая под давлением из
сопел 5, создает реактивную силу, приводящую ротор 9 во вращение. Загряз:
няющие масло плотные частицы, отбрасываемые к колпаку, оседают на его
стенках. Вытекающее из сопел 5 масло стекает в поддон картера. Очистка рото:
ра производится при смене масла в картере двигателя. Очищенное масло через
полость оси ротора и трубку поступает в главную масляную магистраль.
На двигателе Д:260 (трактор Беларус:1221) устанавливается центрифуга с
бессопловым гидравлическим приводом (рис. 3.52). В корпусе ввернута ось 8,
на которой вращается ротор 3. Ротор 3 состоит из нижней 7 и верхней 2 кры:
шек. Последнюю крепят гайкой и уплотняют резиновым кольцом 6. Ротор свер:
ху закрыт колпаком 9, закрепленным гайкой 1.
Неочищенное масло поступает в полость А. Затем через тангенциальное от:
верстие Б в насадке 5 поступает в полость В и вращается вместе с ротором. Со:
держащиеся в масле частицы износа отлагаются на внутренней поверхности
крышки 2. Очищенное масло с большой скоростью поступает через два танген:
циальных отверстия Г в верхней части ротора в полость Д и сливается в картер.

Рис. 3.52

Полнопоточный фильтр центробежной
очистки масла с бессопловым гидравличе:
ским приводом:
1 — гайка; 2 — верхняя крышка ротора;
3 — ротор; 4 — фильтрующая сетка; 5 — завихри:
тель масляного потока; 6 — уплотнительное
кольцо; 7 — нижняя крышка ротора; 8 — ось
ротора; 9 — колпак.

94

КОНСТРУКЦИЯ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

Реактивная сила, вращающая ротор, возникает при прохождении масла
через тангенциальные отверстия Б и Г. Сетка 4 служит для очистки масла при
небольшой частоте вращения ротора.
Качество очистки масла в центрифуге зависит от частоты вращения рото6
ра, которая, в свою очередь, зависит от скорости вылета масла.
На автомобильных двигателях применяются фильтры с бумажными или
картонными фильтрующими элементами.
Масляные радиаторы. Во многих автомобильных и тракторных двигате6
лях для обеспечения желаемой температуры масла применяют масляные ра6
диаторы. В зависимости от способа отвода тепла масляные радиаторы делят на
два типа: радиаторы с воздушным охлаждением (воздушно6масляные) и радиа6
торы с жидкостным охлаждением (жидкостно6масляные).
Воздушно6масляные радиаторы устанавливают обычно перед радиатора6
ми жидкостного охлаждения. Масло в этих радиаторах охлаждается потоком
воздуха.
Жидкостно6масляные радиаторы располагают в системе охлаждения, что
обеспечивает постоянство температуры масла во время работы двигателя и бы6
стрый подогрев его при пуске холодного двигателя.
Масло проходит по трубкам радиатора, которые омываются охлаждающей
жидкостью. В системах смазки с жидкостно6масляными радиаторами устанав6
ливают термостат. Термостат перекрывает подачу масла в радиатор, пока тем6
пература масла не достигнет 90–100°С. Затем он открывается, и масло начина6
ет поступать в радиатор, где происходит его охлаждение. Это обеспечивает бы6
стрый прогрев масла при пуске холодного двигателя.
Вентиляция картера двигателя. Предназначена для уменьшения выброса
вредных веществ из картера двигателя в атмосферу. При работе двигателя из
камер сгорания в картер могут просачиваться отработавшие газы. В картере
также находятся пары масла, бензина и воды. Все вместе они называются кар6
терными газами. Скопление картерных газов ухудшает свойства и состав мо6
торного масла, разрушает металлические части двигателя.
На современных двигателях применяется принудительная система вен
тиляции картера закрытого типа. Система вентиляции картера на разных
двигателях может иметь различную конструкцию. Вместе с тем можно выде6
лить следующие общие конструктивные элементы данной системы: маслоотде6
литель; клапан вентиляции картера; воздушные патрубки.
Маслоотделитель. Предотвращает попадание паров масла в камеру сгора6
ния двигателя, тем самым уменьшает образование сажи. Различают лабиринт6
ный и циклический способы отделения масла от газов. Современные двигате6
ли оборудованы маслоотделителем комбинированного действия.
В лабиринтном маслоотделителе (другое наименование — успокоитель)
замедляется движение картерных газов, за счет чего крупные капли масла
оседают на стенках и стекают в картер двигателя.
Центробежный маслоотделитель производит дальнейшее отделение мас6
ла от картерных газов. Картерные газы, проходя через маслоотделитель, при6
ходят во вращательное движение. Частицы масла под действием центробеж6
ной силы оседают на стенках маслоотделителя и стекают в картер двигателя.
ГЛАВА 3. УСТРОЙСТВО И РАБОТА СИСТЕМ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

95

Для предотвращения турбулентности картерных газов после центробеж,
ного маслоотделителя применяется выходной успокоитель лабиринтного типа.
В нем происходит окончательное отделение масла от газов.
Клапан вентиляции картера. Служит для регулирования давления посту,
пающих во впускной коллектор картерных газов. При незначительном разре,
жении клапан открыт. При значительном разрежении во впускном канале
клапан закрывается.
Работа системы вентиляции картера основана на использовании разреже,
ния, возникающего во впускном коллекторе двигателя. Посредством разреже,
ния газы выводятся из картера. В маслоотделителе картерные газы очищают,
ся от масла, после чего по патрубкам направляются во впускной коллектор, где
смешиваются с воздухом и сжигаются в камерах сгорания.
В двигателях с турбонаддувом осуществляется дроссельное регулирование
вентиляции картера.
Неисправности системы смазки. Можно условно разделить на три группы
по внешним признакам проявления: утечка масла, низкое давление масла в
системе и высокое давление масла в системе.
Утечка масла вызывается неплотностью соединений элементов системы
смазки или сальников коленчатого вала, распределительного вала и других
элементов, к которым подается масло.
Низкое давление масла в системе может быть вызвано утечками в системе
смазки, засорением маслоприемника или масляного фильтра (при одновремен,
ной неисправности перепускного клапана масляного фильтра), повышенным
износом элементов масляного насоса, залипанием редукционного клапана мас,
ляного насоса в открытом состоянии, повреждением или усталостным износом
пружины редукционного клапана. Повышение давления масла в системе явля,
ется результатом засорения маслопроводов, применения масла с повышенной
вязкостью, заедания редукционного клапана в закрытом положении.
При ЕТО проверяют уровень масла масломерной линейкой перед пуском
двигателя. В зимнее время, при хранении на открытой площадке и низкой
температуре, по окончании работ сливают масло из картера прогретого двига,
теля, а перед пуском заливают в картер подогретое до 90°С масло, кроме тех
случаев, когда пользуются пусковым подогревателем.
При ТО,1 путем наружного осмотра проверяют герметичность приборов сис,
темы смазки и маслопроводов. При необходимости ремонта сливают отстой из
масляного фильтра. При ТО,2 выполняют все операции, предусматриваемые
ТО,1. Основной операцией ТО,2 является замена масла. С заменой масла заме,
няют фильтрующие элементы и очищают фильтр центробежной очистки мас,
ла. Для полного слива масла двигатель предварительно прогревают.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ

1. Каково назначение смазочной системы?
2. Приведите классификацию смазочных систем. Дайте им сравнительную характе,
ристику.
3. Поясните общее устройство смазочной системы и принцип ее работы.
4. Поясните конструкцию и принцип работы масляного насоса.
5. Какие конструкции фильтров применяются в смазочных системах?

96

КОНСТРУКЦИЯ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

6. Для чего необходима и как осуществляется вентиляция картера?
7. Перечислите неисправности смазочной системы.
8. Каковы основные операции технического обслуживания смазочной системы?

3.8. СИСТЕМА ОХЛАЖДЕНИЯ
Общие сведения. В автомобильных и тракторных двигателях
применяют системы жидкостного и воздушного охлаждения. Наибольшее рас5
пространение получило жидкостное охлаждение.
По принципу отвода тепла в окружающую среду системы охлаждения раз5
деляются на замкнутые и незамкнутые (проточные).
Жидкостные системы охлаждения автотракторных двигателей имеют замк5
нутую систему охлаждения, т. е. постоянное количество жидкости циркулиру5
ет в системе. В проточной системе охлаждения нагретая жидкость после прохо5
ждения через систему выбрасывается в окружающую среду, а новая забирает5
ся для подачи в двигатель. Применение таких систем ограничивается судовыми
и стационарными двигателями.
Воздушные системы охлаждения являются незамкнутыми. Охлаждающий
воздух после прохождения через систему охлаждения выводится в окружаю5
щую среду.
По способу осуществления циркуляции жидкости системы охлаждения под5
разделяются на:
1) принудительные, в которых циркуляция обеспечивается специальным
насосом, расположенным на двигателе (или в силовой установке), или давлени5
ем, под которым жидкость подводится в силовую установку из внешней среды;
2) термосифонные, в которых циркуляция жидкости происходит за счет
разницы гравитационных сил, возникающих в результате различной плотно5
сти жидкости, нагретой около поверхностей деталей двигателя и охлаждаемой
в охладителе;
3) комбинированные, в которых наиболее нагретые детали (головки блоков
цилиндров, поршни) охлаждаются принудительно, а блоки цилиндров — по
термосифонному принципу.
Системы жидкостного охлаждения могут быть открытыми и закрытыми.
Открытые системы — системы, сообщающиеся с окружающей средой при
помощи пароотводной трубки.
В большинстве автомобильных и тракторных двигателей в настоящее вре5
мя применяют закрытые системы охлаждения, т. е. системы, отделенные от
окружающей среды установленным в пробке радиатора паровоздушным кла5
паном. Давление и соответственно допустимая температура охлаждающей жид5
кости (100–105°С) в этих системах выше, чем в открытых системах (90–95°С),
вследствие чего разность между температурами жидкости и просасываемого
через радиатор воздуха и теплоотдача радиатора увеличиваются. Это позволя5
ет уменьшить размеры радиатора и затрату мощности на привод вентилятора и
жидкостного насоса. В закрытых системах почти отсутствуют испарение жид5
кости через пароотводный патрубок и закипание ее при работе двигателя в
высокогорных условиях.
ГЛАВА 3. УСТРОЙСТВО И РАБОТА СИСТЕМ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

97

Конструкция и принцип работы системы охлаждения. На рисунке 3.53
показана общая схема системы охлаждения двигателя Д,260 трактора Бела,
рус,1221.
Центробежный насос 11 нагнетает охлаждающую жидкость в рубашку ох,
лаждения блока цилиндров и головки двигателя. Охлаждающая жидкость от,
водит тепло от нагретых деталей двигателя, при этом она нагревается. Для
охлаждения эта жидкость поступает в радиатор 5, где охлаждается потоком
проходящего воздуха и воздушным потоком, создаваемым вентилятором 4. Да,
лее охлаждающая жидкость снова подается в блок цилиндров. Таким образом,
в системе охлаждения происходит непрерывная циркуляция охлаждающей
жидкости.
Регулирование теплового состояния двигателя осуществляется изменени,
ем количества воздуха, проходящего через радиатор 5, а также с помощью тер,
мостата 10. Термостат при температуре охлаждающей жидкости менее 75°С
направляет ее мимо радиатора, сразу к центробежному насосу. Такая цирку,
ляция, т. е. циркуляция без прохождения радиатора, называется циркуляцией

Рис. 3.53

Система охлаждения дизеля Д,260:
1 — патрубок жидкостного насоса; 2 — нижний бачок радиатора; 3 — краник слива
охлаждающей жидкости из радиатора; 4 — автоматически включаемый вентилятор
с муфтой; 5 — сердцевина жидкостного радиатора; 6 — стопор механизма принуди,
тельного включения вентилятора; 7 — верхний бачок радиатора; 8 — крышка
заливной горловины радиатора; 9 — расширительный бачок; 10 — термостат; 11 —
крыльчатка жидкостного насоса; 12 — полость рубашки охлаждения блока цилинд,
ров; 13 — краник слива жидкости из блока цилиндров.

98

КОНСТРУКЦИЯ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

Рис. 3.54

Схема системы воздушного охлаждения:
1 — заборная сетка; 2 — гидромуфта; 3 — направляющий аппарат; 4 — шкив;
5, 9 — трубопроводы; 6 — вентилятор; 7 — термодатчик; 8 — золотниковый
клапан; 10 — система дефлекторов; 11 — направляющий кожух;
12 — масляный радиатор.

по малому кругу. Это способствует быстрому прогреву двигателя. При увели'
чении температуры охлаждающей жидкости клапан термостата открывается
и направляет жидкость в радиатор. В данном случае циркуляция осуществля'
ется по большому кругу. Нормальный температурный режим работы двигате'
ля находится в пределах 80–95°С. Описанная схема работы характерна для
систем охлаждения большинства двигателей.
В системе воздушного охлаждения тепло от нагретых деталей двигателя от'
водится в результате обдува цилиндров и их головок воздухом. Этот вид системы
охлаждения применяется в основном на двигателях небольшого литража.
Схема системы воздушного охлаждения с автоматическим регулированием
представлена на рисунке 3.54. Воздух, проходя через заборную сетку 1 и на'
правляющий аппарат 3, нагнетается вентилятором 6 в направляющий ко'
жух 11, где он охлаждает масляный радиатор 12. Далее системой дефлекто'
ров 10, представляющих собой различного вида кожухи, рассекатели, отража'
тели, воздух направляется в межреберные каналы головок и цилиндров и
осуществляет их равномерное охлаждение.
Привод вентилятора производится от шкива 4 коленчатого вала клиноре'
менной передачей через гидромуфту 2 переменного наполнения. Заполнение
гидромуфты маслом, поступающим к ней из системы смазки двигателя через
ГЛАВА 3. УСТРОЙСТВО И РАБОТА СИСТЕМ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

99

трубопроводы 9 и 5, регулируется золотниковым клапаном 8 с термодатчи)
ком 7, установленным в головке цилиндра.
Термодатчик 7 представляет собой баллон с сильфонным уплотнением, за)
полненный жидкостью (ксилолом) с большим коэффициентом объемного рас)
ширения. Он ввертывается в головку цилиндра и фиксируется контргайкой.
При нагревании головки цилиндра жидкость в термобаллоне расширяется и
перемещает шток, ввернутый во втулку)золотник. При движении золотника
открывается окно для пропуска потока масла к гидромуфте 2.
Регулирование частоты вращения вентилятора 6 может осуществляться в
зависимости не только от температурного состояния деталей (головок цилинд)
ров), но и от температуры выпускных газов, которая определяется режимом
работы двигателя.
Насос и вентилятор. В жидкостных системах охлаждения преимуществен)
но устанавливаются центробежные насосы. Они отличаются простотой конст)
рукции, небольшими габаритами и обеспечивают достаточную производитель)
ность при сравнительно больших зазорах между крыльчаткой и корпусом. На
рисунке 3.55 показан жидкостный насос с автоматически управляемым венти)
лятором двигателя Д)260.
В корпусе насоса 15 в двух шарикоподшипниках вращается вал 10. На ко)
нец вала напресована крыльчатка 12. Корпус насоса крепится болтами к пе)
редней стенке блока цилиндров.

Рис. 3.55

Жидкостный насос с автоматически управляемым вентилятором:
1 — стопорная гайка; 2 — стопор; 3 — клапан муфты вентилятора;
4 — возвратная пружина; 5 — канал перетекания вязкой жидкости из резервной
полости в рабочую и обратно; 6 — ведущий диск муфты вентилятора; 7 —
ведомый диск муфты вентилятора; 8 — толкатель муфты вентилятора; 9 —
шкив жидкостного насоса; 10 — валик жидкостного насоса; 11 — шток муфты
вентилятора; 12 — крыльчатка жидкостного насоса; 13 — термосиловой датчик
автоматического включения вентилятора; 14 — канал отвода жидкости,
просочившейся через уплотнения; 15 — корпус жидкостного насоса.

100

КОНСТРУКЦИЯ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

Корпус 15 и крыльчатку насосов 12 отливают из чугуна или алюминиевого
сплава. Часто крыльчатку изготовляют из пластмассы на стальной или чугун,
ной ступице. В насосах системы жидкостного охлаждения двигателей обычно
применяют полузакрытые крыльчатки (с одним диском). Охлаждающая жид,
кость подводится к крыльчатке через полость в корпусе насоса и через спи,
ральный отводящий канал направляется в рубашку охлаждения блока цилин,
дров. Насос приводится во вращение ременной передачей от коленчатого вала
через шкив 9. На одном валу с насосом располагается вентилятор. Вентиляторы
являются обязательными агрегатами систем охлаждения, обеспечивающими
охлаждение рабочей жидкости за счет прокачки воздуха через решетки радиа,
торов. В тракторных дизелях преимущественно используются одноступенча,
тые вентиляторы осевого типа с количеством лопастей от четырех до восьми.
Широко используются в настоящее время вентиляторы из пластмасс, в частно,
сти, четырехлопастные вентиляторы с Х,образным расположением лопастей,
оси которых образуют углы 70 и 110°. Это снижает вибрацию лопастей и умень,
шает общий уровень шума.
Привод вентилятора может осуществляться либо от коленчатого вала двига,
теля посредством ременной передачи, либо с использованием электромагнит,
ных, фрикционных и гидравлических муфт с автоматами отключения. Недос,
татками ременного привода являются его низкая долговечность, необходимость
регулярного контроля натяжения ремня и потери мощности на его деформацию.
На рисунке 3.55 показан привод вентилятора посредством вязкостной муф,
ты, передающей крутящий момент за счет трения вязких жидкостей о рабочие
поверхности ведущего и ведомого дисков. В качестве рабочей жидкости в этих
муфтах используется силиконовое масло, обладающее большой и малоизме,
няющейся в широком диапазоне температур вязкостью. Муфта вязкостного
трения привода вентилятора обеспечивает температуру охлаждающей жидко,
сти в пределах 80–90°С.
При температуре охлаждающей жидкости ниже 80°С возвратная пружи,
на 4 удерживает клапан 3 в закрытом положении, вязкая жидкость через ка,
нал 5 перетекает из рабочей полости в резервную, ведущий 6 и ведомый 7 дис,
ки вращаются с зазором, что обеспечивает минимальные обороты вентилятора.
При температуре охлаждающей жидкости выше 80°С термосиловой дат,
чик 13 через шток 11 и толкатель 8 преодолевает усилие возвратной пружи,
ны 4 и открывает клапан 3. Вязкая жидкость перетекает в рабочую полость,
заполняя зазор между дисками 6 и 7, обеспечивая их сцепление и включение
вентилятора.
Описанный выше вентилятор двигателя Д,260 может работать и в прину,
дительном режиме. Для этого гайку 1 стопора 2 отворачивают на 4–5 оборотов
и поворачивают рукой вентилятор до момента утопания стопора 2 в отверстии
ведущего диска 6.
На современных двигателях широкое применение находят и гидромуфты
переменного наполнения, передающие крутящей момент за счет циркулирую,
щей в них жидкости.
Конструкция гидромуфты двигателя грузового автомобиля представлена
на рисунке 3.56.
ГЛАВА 3. УСТРОЙСТВО И РАБОТА СИСТЕМ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

101

Рис. 3.56

Гидромуфта привода вентилятора:
1 — ступица вентилятора; 2 — вал; 3 — манжета; 4 — шкив; 5 — крышка;
6 — корпус подшипника; 7 — кожух; 8 — подшипник; 9 — ведущий вал;
10 — турбинное колесо; 11 — ведомый вал; 12 — насосное колесо; 13 — канал
подвода масла.

Ступица 1 вентилятора установлена на шлицах ведомого вала 11, частота
вращения которого зависит от количества масла, поступающего в гидромуфту
через золотниковый клапан, управляемый термодатчиком с твердым напол0
нителем. Ведомый вал 11 жестко связан с турбинным (ведомым) колесом 10 и
вращается в подшипниках. Насосное колесо 12 с кожухом 7 приводится во
вращение полым валом 2 с расположенным на нем шкивом 4 с помощью кли0
ноременной передачи от коленчатого вала двигателя.
Масло из системы смазки двигателя поступает к гидромуфте через каналы
в кожухе 7 и канал 13 в турбинном колесе 10. Поступающее на лопатки насос0
ного колеса 12 масло, получая кинетическую энергию, поступает на лопатки
турбинного колеса 10 и приводит его во вращение, а вместе с ним и вентилятор.
Затем масло возвращается на лопатки насосного колеса 12, образуя замкнутый
круг циркуляции жидкости. В зависимости от заполнения объема рабочей по0
лости гидромуфты частота вращения вентилятора изменяется от 0 до 95–97%
частоты вращения приводного шкива.
Слив масла из рабочей полости гидромуфты идет через зазоры между насос0
ным и турбинным колесами, а затем — через отверстия в кожухе муфты и от0
102

КОНСТРУКЦИЯ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

верстия в полом валу 2 в картер двигателя через сливной патрубок. Утечка
масла из гидромуфты предотвращается манжетой 3. Подачей масла в гидро/
муфту управляет золотниковый клапан, который установлен на патрубке, под/
водящем охлаждающую жидкость в рубашку охлаждения двигателя. При по/
вышении температуры жидкости до 85–90°С шток термодатчика перемещает
шарик клапана и сообщает между собой каналы подвода масла из магистрали
системы смазки и подвода масла к гидромуфте. Вентилятор включается. При
понижении температуры охлаждающей жидкости шарик под действием пру/
жины перекрывает отверстие в клапане и отключает вентилятор.
Преимуществами вязкостных и гидродинамических муфт являются: бес/
шумность работы, плавное трогание и разгон вентилятора, что примерно на
20% увеличивает срок службы ременного привода, снижение уровня его шума
при уменьшении частоты вращения на частичных режимах.
На двигателях малого рабочего объема используют электрический привод
вентилятора от электродвигателя. Такой привод позволяет обеспечить как плав/
ное, так и дискретное регулирование частоты вращения и производительности
вентилятора. Применение электропривода позволяет упростить компоновку
двигателя в моторном отсеке.
Термостат. Предназначен для ускорения прогрева двигателя путем изме/
нения направления потока охлаждающей жидкости в зависимости от ее темпе/
ратуры. В настоящее время применяют термостаты с жидким и твердым на/
полнителем.
На двигателях ЯМЗ/236 и ЯМЗ/238 применяют термостат жидкостного типа,
состоящий из гофрированного баллона, заполненного легкокипящей жидко/
стью (70% этилового спирта и 30% воды), и клапана. При температуре жидко/
сти ниже 75°С клапан термостата закрыт, и жидкость направляется непосред/
ственно к центробежному насосу, минуя радиатор. Нагрев охлаждающей жид/
кости выше указанной температуры приводит к кипению жидкости в баллоне
термостата. Под давлением паров легкокипящей жидкости происходит пере/
мещение клапана, открывающего путь охлаждающей жидкости в верхний ба/
чок радиатора. В результате этого охлаждающая жидкость проходит по боль/
шому кругу циркуляции, включая радиатор, что снижает ее температуру.
На рисунке 3.57 показана конструкция термостата с твердым наполните/
лем в виде церезина (горный воск). Такой наполнитель отличается высокой
надежностью в работе. Церезин, заключенный в баллоне термостата 2, при
нагреве охлаждающей жидкости до 70–83°С плавится, и объем его увеличива/
ется, что заставляет перемещаться втулку 9, действующую на клапаны, пере/
пускающие охлажденную жидкость. С открытием клапана 11 и закрытием
клапана 1 охлаждающая жидкость циркулирует через радиатор. Снижение тем/
пературы охлаждающей жидкости вызывает уменьшение объема церезина, что
приводит к возвращению клапанов в первоначальное положение. Охлаждаю/
щая жидкость вновь циркулирует, минуя радиатор.
Радиатор. Предназначен для передачи теплоты от охлаждающей жидкости
потоку воздуха. Радиаторы автомобильных и тракторных двигателей состоят
из верхнего и нижнего резервуаров, соединенных между собой большим коли/
чеством тонких трубок.
ГЛАВА 3. УСТРОЙСТВО И РАБОТА СИСТЕМ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

103

Рис. 3.57

Термостат с твердым наполни.
телем:
1, 11 — клапаны; 2 — баллон;
3, 5 — пружины; 4 — наполнитель;
6 — обойма; 7 — диафрагма;
8 — буфер; 9 — втулка; 10 — шток.

Рис. 3.58

Пробка горловины радиатора:
а — открыт паровой клапан; б — открыт воздушный клапан; 1 — стойка;
2 — пробка; 3 — пластинчатая пружина; 4 — витая пружина; 5 — паровой
клапан; 6 — резиновая прокладка; 7 — уплотнительная прокладка;
8 — пружина; 9 — воздушный клапан.

Для усиления передачи тепла от охлаждающей жидкости воздуху поток
жидкости в радиаторе направляют через ряд обдуваемых воздухом узких тру.
бок или каналов. Радиаторы изготовляют из материалов, хорошо проводящих
и отдающих тепло (латуни и алюминия).
В зависимости от конструкции охлаждающей решетки радиаторы делят на
трубчатые, пластинчатые и сотовые.
В настоящее время наибольшее распространение получили трубчатые ра.
диаторы. Охлаждающая решетка таких радиаторов состоит из вертикальных
трубок овального или круглого сечения, проходящих через ряд тонких гори.
зонтальных пластин и припаянных к верхнему и нижнему резервуарам радиа.
тора. Наличие пластин улучшает теплопередачу и повышает жесткость радиа.
тора. Трубки овального (плоского) сечения предпочтительнее, так как при оди.
наковом сечении струи поверхность охлаждения их больше, чем поверхность
104

КОНСТРУКЦИЯ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

охлаждения круглых трубок; кроме того, при замерзании воды в радиаторе пло)
ские трубки не разрываются, а лишь изменяют форму поперечного сечения.
В пластинчатых радиаторах охлаждающая решетка устроена так, что ох)
лаждающая жидкость циркулирует в пространстве, образованном каждой па)
рой спаянных между собой по краям пластин. Верхние и нижние концы пла)
стин, кроме того, впаяны в отверстия верхнего и нижнего резервуаров радиа)
тора. Воздух, охлаждающий радиатор, просасывается вентилятором через
проходы между спаянными пластинами. Для увеличения поверхности охлаж)
дения пластины обычно выполняют волнистыми. Пластинчатые радиаторы име)
ют бóльшую охлаждающую поверхность, чем трубчатые, но вследствие ряда
недостатков (быстрое загрязнение, большое количество паяных швов, необхо)
димость более тщательного ухода) применяются сравнительно редко.
Сотовый радиатор относится к радиаторам с воздушными трубками. В ре)
шетке сотового радиатора воздух проходит по горизонтальным, круглого сече)
ния трубкам, омываемым снаружи водой или охлаждающей жидкостью. Что)
бы сделать возможной спайку концов трубок, края их развальцовывают так,
что в сечении они имеют форму правильного шестиугольника. Достоинством
сотовых радиаторов является бóльшая, чем в радиаторах других типов, по)
верхность охлаждения. Из)за ряда недостатков, большинство из которых те
же, что и у пластинчатых радиаторов, сотовые радиаторы в настоящее время
встречаются крайне редко.
В пробке заливной горловины радиатора установлена пробка 2 с паровым
клапаном 5 и воздушным клапаном 9, которые служат для поддержания давле)
ния в заданных пределах (рис. 3.58). Паровой клапан 5, нагруженный пружи)
ной 4 и уплотненный резиновой прокладкой 6, открывается для выпуска пара из
системы, если его давление превышает заданные пределы (рис. 3.58а). Воздуш)
ный клапан 9, нагруженный слабой пружиной 8 и уплотненный прокладкой 7,
пропускает в радиатор атмосферный воздух, когда при остывании двигателя в
системе возникает повышенное разрежение (рис. 3.58б). Пробка смонтирована
на стойке 1 и прижимается к горловине пластинчатой пружиной 3.
Неисправности и техническое обслуживание системы охлаждения. Основ)
ными неисправностями системы охлаждения являются: подтекание охлаждаю)
щей жидкости, перегрев или переохлаждение двигателя, повышенный уро)
вень шума при работе жидкостного насоса, возникающий при выходе из строя
его подшипников.
Ежедневно необходимо проверять натяжение ремня привода жидкостного
насоса и генератора, отсутствие подтеканий и контролировать уровень охлаж)
дающей жидкости. Во время работы двигателя и сразу после его остановки
уровень жидкости повышен в связи с ее расширением при нагреве. Поэтому
контроль уровня охлаждающей жидкости следует производить на холодном
двигателе.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ

1. Каково назначение системы охлаждения двигателя?
2. Приведите классификацию систем охлаждения.
3. Поясните общее устройство системы охлаждения и принцип ее работы.
ГЛАВА 3. УСТРОЙСТВО И РАБОТА СИСТЕМ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

105

4.
5.
6.
7.

Каковы преимущества и недостатки воздушной системы охлаждения?
Перечислите основные элементы системы охлаждения.
Каким образом регулируется температурный режим работы двигателя?
Объясните устройство и принцип действия основных элементов жидкостной сис3
темы охлаждения.

3.9. СИСТЕМЫ ПУСКА ДВИГАТЕЛЕЙ
Общие сведения. Для осуществления быстрого и надежного пус3
ка применяют специальные механизмы и устройства, составляющие систему
пуска. Пусковая частота вращения коленчатого вала у бензиновых двигателей
должна быть не менее 40–50 мин–1, у дизелей при температуре от 0 до –5°С 150–
250 мин–1. Различают следующие способы пуска двигателей: пуск от руки; пуск
электрическим стартером; пуск вспомогательным бензиновым двигателем.
На некоторых двигателях для облегчения пуска при низкой температуре
окружающего воздуха установлены различные дополнительные устройства
(подогреватели в виде двухпроводной свечи накаливания, электрофакельный
подогреватель, подогреватели охлаждающей жидкости и масла).
При пуске от руки двигатель приводится в движение мускульной силой
человека. Водитель проворачивает коленчатый вал двигателя, прикладывая
усилие к пусковой рукоятке, которая сцепляется с храповиком на носке колен3
чатого вала. Пуск от руки применяется у карбюраторных двигателей.
Пуск двигателя электрическим стартером — наиболее распространенный
способ. Он применяется у всех автомобильных двигателей и у подавляющего
большинства тракторных дизелей. О пуске двигателя электрическим старте3
ром подробно рассказывается в главе «Электрооборудование».
На многих старых моделях дизелей применялся пуск основного двигателя
при помощи вспомогательного бензинового, который по принципу действия
относится к двухтактным одноцилиндровым карбюраторным двигателям с
кривошипно3камерной продувкой. Рабочий процесс такого двигателя описан
в подразделе 2.4.
Устройства и средства для облегчения запуска двигателя. Снижают мо3
менты сопротивления вращению коленчатого вала, улучшают условия образо3
вания и воспламенения топливо3воздушных смесей. Они подогревают воздух,
поступающий в цилиндры двигателя, или охлаждающую жидкость и масло
соответственно в системах охлаждения и смазки.
Современные отечественные и зарубежные грузовые автомобили оснаща3
ются предпусковыми подогревателями. Подогрев картерного масла, блока ци3
линдров и подшипников коленчатого вала перед пуском позволяет уменьшить
вязкость моторного масла, облегчить его прокачиваемость по смазочной систе3
ме и тем самым уменьшить момент сопротивления. С другой стороны, подогрев
головки и стенок блока цилиндров и впускного трубопровода улучшает усло3
вия смесеобразования и воспламенения топлива и способствует снижению ми3
нимальной пусковой частоты вращения.
Индивидуальные предпусковые подогреватели отличаются по типу тепло3
носителя, обеспечивающего передачу теплоты двигателю, потребляемому топ3
ливу и степени автоматизации рабочего процесса.
106

КОНСТРУКЦИЯ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

Рис. 3.59

Предпусковой подогреватель:
1 — заливная горловина; 2 — пробка заливной горловины; 3 — топливная трубка
от бачка подогревателя к насосному агрегату; 4 — топливный бачок;
5 — проходной кран; 6 — трубка от жидкостного насоса; 7 — искровая свеча;
8 — кожух масляного картера; 9 — газонаправляющий патрубок;
10 — электронагреватель топлива; 11 — электромагнитный клапан;
12 — котел подогревателя; 13, 15 — сливные краны; 14 — шланг воздухопровода
электровентилятора; 16 — топливная трубка от насосного агрегата к котлу;
17 — насосный агрегат.

На рисунке 3.59 показана схема предпускового подогревателя. Съемная
горелка крепится к котлу 12 болтами. На горелке установлена свеча 7 и элек+
тромагнитный клапан 11 в сборе с форсункой и электронагревателем 10 топ+
лива. Электромагнитный клапан включает и отключает подачу топлива к го+
релке. Форсунка обеспечивает распыливание топлива. Электронагреватель на+
гревает порцию топлива перед пуском подогревателя.
При работе топливный насос забирает топливо из бачка подогревателя и
под давлением при открытом электромагнитном клапане впрыскивает его че+
рез форсунку в горелку, где распыленное топливо смешивается с воздухом,
воспламеняется и сгорает, нагревая в котле жидкость.
Под действием насоса жидкость циркулирует по трубопроводам и блоку в
направлении, показанном стрелками. Продукты сгорания через газонаправ+
ляющий патрубок котла направляются под масляный картер двигателя и по+
догревают в нем масло.
ГЛАВА 3. УСТРОЙСТВО И РАБОТА СИСТЕМ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

107

Неисправности и техническое обслуживание системы пуска. Причиной
неисправностей вспомогательного пускового двигателя могут быть отсутствие
подачи топлива или искры в свече зажигания.
Техническое обслуживание вспомогательного пускового двигателя заклю0
чается в проверке крепления сборочных единиц и деталей, периодической смаз0
ке и регулировке механизмов. Следует помнить, что уменьшение содержания
масла в топливе и недостаточное его перемешивание с бензином ухудшают
смазку деталей кривошипно0шатунного механизма.
При обслуживании предпусковых подогревателей следят, чтобы не было
подтекания охлаждающей жидкости и топлива в соединениях трубопроводов,
шлангов и кранов; наблюдают за состоянием затяжки стяжных хомутов на
патрубках подогревателя и трубопроводах. Запрещается заливать воду в пере0
гретый котел подогревателя, так как это может привести к его повреждению.
Перед заливкой воды котел необходимо охладить.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ

1.
2.
3.
4.

108

Перечислите способы пуска двигателей.
Какие устройства применяются для облегчения пуска двигателя?
Поясните устройство и принцип работы предпускового подогревателя.
Перечислите операции технического обслуживания элементов системы пуска.

КОНСТРУКЦИЯ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

ГЛАВА

ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ
ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

Общие сведения. Электрооборудование тракторов и автомо"
билей представляет собой комплекс электротехнических и электронных при"
боров и устройств, обеспечивающих надежную работу основных агрегатов и
механизмов (двигателя, трансмиссии, ходовой части), безопасность движения,
автоматизацию рабочих процессов и комфортные условия работы.
Электрооборудование тракторов и автомобилей включает в себя следующие
основные системы: электроснабжения; зажигания; пуска; освещения и сигна"
лизации; информации и диагностирования; электронные системы управления
агрегатами; вспомогательного электрооборудования.
Электрическая энергия на тракторах и автомобилях используется для пред"
пускового подогрева и пуска двигателя, зажигания рабочей смеси в цилинд"
рах, освещения, звуковой и световой сигнализации, а также для питания кон"
трольно"измерительных приборов и устройств и других целей.
Системы электрического оборудования тракторов и автомобилей выполня"
ют однопроводными. В качестве второго провода используют токопроводящий
корпус. С массой (корпусом) соединены отрицательные полюсы источников
тока. Для электрического оборудования тракторов и автомобилей установлено
номинальное напряжение 12 и 24 В. Все системы потребителей электрической
энергии включены параллельно.
В системах электрооборудования все шире применяют электронные прибо"
ры и устройства, повышающие надежность, безотказность и эффективность
работы этих систем, безопасность движения машин и т. п.
Система электроснабжения. Система электроснабжения предназначена для
питания электрической энергией всех потребителей. Она включает в себя два
источника тока: аккумуляторную батарею и генераторную установку. Основ"
ным источником электрической энергии является генератор.
Аккумуляторная батарея предназначена для питания потребителей элек"
троэнергией при неработающем двигателе и при малой частоте вращения ко"
ленчатого вала, а также для питания стартера при запуске двигателя. При
работающем двигателе она заряжается от генераторной установки, а также
ГЛАВА 4. ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

109

сглаживает пульсации напряжения в
бортовой сети. Общий вид аккумулятор+
ной батареи представлен на рисунке 4.1.
На тракторах и автомобилях исполь+
зуются свинцово+кислотные аккумуля+
торные батареи стартерного типа. Они
состоят из определенного количества
последовательно соединенных аккуму+
ляторов. В аккумуляторах положитель+
ные и отрицательные электроды изго+
товлены из сплава на основе свинца с
нанесенными активными веществами,
погруженными в емкость с электроли+
том. В качестве активного вещества по+
Рис. 4.1
Аккумуляторная батарея:
ложительных электродов используется
1 — моноблок; 2 — крышка; 3, 5 — полюсные
двуокись свинца PbO2, отрицательных —
выводы; 4 — межэлементная перемычка;
6 — пробка; 7 — индикатор уровня электроли+
губчатый свинец Pb. Электролит пред+
та; 8 — сепаратор; 9 — положительная
ставляет собой водный раствор серной
пластина; 10 — отрицательная пластина.
кислоты H2SO4 c массовой концентра+
цией 28–40%. В результате взаимодействия активного вещества электродов с
электролитом на них возникает разность потенциалов. Отдельный заряжен+
ный аккумулятор имеет напряжение около 2 В.
Аккумуляторная батарея имеет условное обозначение (6СТ+90АМЗ), где
цифра 6 означает количество аккумуляторов в батарее, буквы СТ — батарея
стартерная, а число после букв — емкость батареи в ампер+часах. Последние
буквы: А — батарея с общей крышкой; М — сепаратор мипласт; З — батарея
залитая и заряженная.
На некоторых зарубежных тракторах и автомобилях находят применение
никель+кадмиевые, ионно+литиевые и др. аккумуляторные батареи, энергоем+
кость таких аккумуляторов значительно выше, чем свинцово+кислотных.
Генераторная установка предназначена для преобразования механической
энергии в электрическую, которая необходима для питания потребителей при
работе двигателей на средних и больших оборотах и зарядки аккумуляторной
батареи. Установка состоит из генератора переменного тока, устройства для
выпрямления тока и устройства для поддержания постоянного напряжения.
Генераторы постоянного тока в настоящее время в автотракторном электро+
оборудовании практически не применяются, на их место пришли генераторы
переменного тока, которые по своему устройству проще, надежнее в эксплуа+
тации и имеют меньшие габариты. На тракторах и автомобилях нашли приме+
нение два типа генераторов переменного тока с электромагнитным возбужде+
нием: с клювообразной полюсной системой и контактным устройством (рис.
4.2) и бесконтактные индукторные.
Генератор приводится в действие с помощью ремня, надетого на шкив вала
двигателя и шкив генератора. При подаче напряжения аккумуляторной бата+
реи на щеткодержатель 7 в обмотке возбуждения появляется ток возбуждения.
Ток возбуждения, проходя по обмотке возбуждения, создает магнитный поток,
110

КОНСТРУКЦИЯ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

Рис. 4.2

Генератор 37.3701:
1 — втулка; 2 — выпрямительный блок; 3 — конденсатор; 4, 14 — крышки;
5, 16 — подшипники; 6 — кольцо; 7 — щеткодержатель; 8 — контактные кольца;
9 — вал ротора; 10 — ротор; 11 — статор; 12 — обмотка возбуждения; 13 — болт;
15 — шпонка; 17 — вентилятор; 18 — обмотка статора.

рабочая часть которого распределяется по клювообразным полюсам одной по*
лярности. Выходя из полюсов, магнитный поток пересекает воздушный зазор,
проходит по статору 11, еще раз пересекает воздушный зазор, входит в клюво*
образные полюсы другой полярности и замыкается. При вращении ротора 10
под каждым зубцом статора 11 проходит попеременно то положительный, то
отрицательный полюс, т. е. магнитный поток, пересекающий обмотку стато*
ра 11, изменяется по величине и направлению. При этом в обмотках статора
индуцируется переменная по величине и направлению ЭДС.
Для поддержания напряжения в бортовой сети на постоянном уровне в
генераторах любого типа применяют регуляторы напряжения. Они бывают
вибрационные, контактно*транзисторные и электронные.
ГЛАВА 4. ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

111

К типичным электронным регулято$
рам напряжения можно отнести регуля$
тор 201.3702, работающий в комплекте
с генераторами Г250, или 32.3701, на
автомобилях ЗИЛ$433360 и др. Он содер$
жит пять транзисторов и стабилитрон в
качестве чувствительного элемента (рис.
4.3). Отличительной особенностью схемы
регулятора 201.3702 является то, что ста$
билитрон VD1 расположен не в базовой,
а в эмиттерной цепи входного транзисто$
ра VT1. Поскольку ток в эмиттерной цепи
транзистора больше, чем в базовой, та$
кое схематическое решение способству$
ет более стабильной работе регулятора (по
уровню поддерживаемого им напряже$
ния). С целью снижения рассеиваемой
мощности в регуляторе, а следовательно,
уменьшения его габаритов, в выходной
цепи регулятора транзисторы VT4 и VT5
включены по схеме составного транзи$
стора (схема Дарлингтона).
При напряжении на зажимах регу$
Рис. 4.3
Схема генераторной установки с генера$
лятора
ниже регулируемого напряже$
тором Г250 (32.3701) и регулятором
ние на стабилитроне VD1 не достигает
напряжения 201.3702
величины пробоя. Стабилитрон закрыт,
значит закрыт входной транзистор (так как отсутствует ток цепи базы). Управ$
ляющий транзистор VT3 закрыт из$за отсутствия тока базы. Составной тран$
зистор VT4–VT5 открыт, так как имеет место ток базы, протекающий по цепи:
клемма «+» ® переход «эмиттер — база» транзистора VT5 ® переход «эмит$
тер — база» транзистора VT4 ® резисторы R14, R13, R12 ® клемма «–» ®
«масса». Через открытый транзистор VT5 протекает ток возбуждения, и на$
пряжение генератора возрастает.
При достижении регулируемого напряжения генератора напряжение на
стабилитроне VD1 становится равным напряжению стабилизации. Стабили$
трон пробивается, при этом возникает цепь тока базы входного транзистора
VT1: клемма «+» ® резисторы R4, R3 ® переход «база — эмиттер» транзисто$
ра VT1 ® стабилитрон VD1 ® клемма «–» ® «масса». Транзистор VT1 откры$
вается, а следовательно, будет открыт транзистор VT3, так как его ток базы
протекает через переход «коллектор — эмиттер» транзистора VT1: клемма
«+» ® переход «эмиттер — база» транзистора VT3 ® клемма «–» ® «масса».
Открытый транзистор VT3 своим переходом «эмиттер — коллектор» шунти$
рует переход «эмиттер — база» составного транзистора VT4–VT5, и последний
закрывается. Закрытое состояние транзисторов VT4, VT5 приводит к прерыва$
нию тока возбуждения, а следовательно, к уменьшению напряжения генера$
тора. Как только оно становится ниже регулируемого, стабилитрон VD1 перехо$
112

КОНСТРУКЦИЯ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

дит в непроводящее состояние, транзисторы VT1 и VT3 закрываются, а тран%
зисторы VT4, VT5 открываются. При этом напряжение генератора вновь возра%
стает, т. е. процесс периодически повторяется.
В настоящее время выпускаются интегральные регуляторы напряжения:
Я112, Я212 и др. на номинальное напряжение 14 В и Я120 — на 28 В. Их габа%
ритные размеры и масса в 9–24 раза меньше, чем у регуляторов РР362 и
201.3702, а наибольшая допустимая рабочая температура в 1,6 раза больше.
Это позволяет совместить регулятор напряжения со щеткодержателем и упро%
стить конструкцию генератора.
Дальнейшее развитие интегральных регуляторов направлено на повыше%
ние их надежности за счет применения выходных транзисторов, допускающих
импульсные перенапряжения до 150–200 В. В перспективных регуляторах пре%
дусматриваются тонкопленочные резисторы, обладающие более высокой ста%
бильностью, чем толстопленочные, небольшим разбросом номиналов сопротив%
лений и практически не изменяющие своих параметров при воздействии вла%
ги, напряжения и других факторов.
Классическая система зажигания и ее элементы. Системой зажигания на%
зывается совокупность приборов и устройств, обеспечивающих появление элек%
трической искры на электродах свечей в соответствии с порядком работы ци%
линдров двигателя. Искровой разряд (искра) на электродах свечи служит для
воспламенения рабочей смеси в цилиндрах двигателя. Для возникновения ис%
крового разряда на электродах свечи создают высокое напряжение — пробив%
ное. Оно зависит от давления и температуры в цилиндрах двигателя, состава
рабочей смеси, расстояния между электродами свечи, формы электродов и
других факторов.
Классическая система батарейного зажигания (рис. 4.4) состоит из источ%
ников тока низкого напряжения — аккумуляторной батареи и генератора, ка%
тушки зажигания 5, прерывателя 4, выключателя зажигания 6, распредели%
теля 2 тока высокого напряжения, искровых свечей зажигания 1 и проводов
низкого и высокого напряжения.

Рис. 4.4

Схема классической системы зажигания:
1 — свечи зажигания; 2 — распределитель зажигания; 3 — конденсатор; 4 — кулачок преры%
вателя; 5 — катушка зажигания; 6 — выключатель зажигания; 7 — реле зажигания;
А — к плюсовой клемме аккумулятора.

ГЛАВА 4. ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

113

Цепь низкого напряжения включает в себя аккумуляторную батарею и
генератор, прерыватель 4, первичную обмотку катушки 5 зажигания, выключатель зажигания 6 и реле зажигания 7.
В цепь высокого напряжения включены вторичная обмотка катушки 5 зажигания, распределитель 2, провода высокого напряжения и свечи зажигания 1.
Система зажигания работает следующим образом: когда вращающийся кулачок 4 отведет рычажок прерывателя, контакты разомкнутся, ток низкого
напряжения в первичной обмотке катушки зажигания 5 прервется, и магнитный поток вокруг нее исчезнет. Исчезающий магнитный поток пересечет витки первичной и вторичной обмоток катушки зажигания 5. Вследствие этого в
первичной обмотке индуктируется ЭДС самоиндукции порядка 200–300 В, а во
вторичной обмотке, имеющей значительно большее число витков, — 18–20 кВ.
Напряжения во вторичной обмотке достаточно, чтобы между электродами свечи 1 создать надежный искровой разряд.
ЭДС самоиндукции замедляет процесс исчезновения тока в первичной обмотке и приводит к искрению между контактами прерывателя, их окислению
и разрушению. Для уменьшения воздействия ЭДС самоиндукции параллельно
контактам прерывателя включен конденсатор 3, который в период размыкания контактов заряжается током самоиндукции, а затем, разряжаясь в обратном направлении, ускоряет исчезновение тока в цепи низкого напряжения, а
следовательно, и магнитного потока, поэтому увеличивается ЭДС вторичной
цепи и контакты прерывателя предохраняются от обгорания.
На рисунке 4.5 приведен разрез катушки зажигания, применяемой в классической системе. Катушка зажигания представляет собой электрический ав-

Рис. 4.5

Катушка зажигания:
1 — наконечник высоковольтного провода; 2 — крышка; 3 — низковольтная клемма;
4 — контактная пружина; 5 — прокладка; 6, 7 — соответственно первичная и вторичная обмотки; 8, 13 — изоляторы; 9 — сердечник; 10 — корпус катушки; 11 — наружный магнитопровод; 12 — добавочный резистор; 14 — трансформаторное масло;
15 — контактная пластина высокого напряжения; 16 — низковольтные клеммы ВК,
ВК-Б; 17 — клемма высокого напряжения.

114

КОНСТРУКЦИЯ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

тотрансформатор с разомкнутой магнитной цепью. Сердечник 9 катушки на+
бран из пластин трансформаторной стали, изолированных друг от друга окали+
ной. На сердечник надета изолирующая трубка, на которую намотана вторич+
ная обмотка 7. Каждый слой этой обмотки изолирован. Первичная обмотка 6
расположена поверх вторичной обмотки, что облегчает отвод от нее тепла. Кор+
пус 10 катушки штампован из листовой стали. Внутри корпуса установлен на+
ружный магнитопровод 11 из трансформаторной стали. Фарфоровый изоля+
тор 8 и карболитовая крышка 2 предотвращают возможность пробоя между
сердечником и корпусом катушки. Крышка имеет четыре выходные клеммы:
центральную высоковольтную 17 и три низковольтных — безымянную 3 и клем+
мы ВК и ВК+Б 16 (клемма ВК+Б на рисунке 4.5 не показана). Один конец вто+
ричной обмотки выводится к клемме высокого напряжения 17 через контакт+
ную пластину 15, сердечник и пружину 4. Высоковольтная клемма 17 с помо+
щью наконечника 1 соединяется через высоковольтный провод с центральным
электродом крышки распределителя. Другой конец вторичной обмотки и ко+
нец первичной обмотки соединены между собой (автотрансформаторная связь
обмоток) и подведены к безымянной клемме 3 на крышке. Эта клемма соединя+
ется с клеммой Р распределителя. Другой конец первичной обмотки соединен с
клеммой ВК 16. Пространство между обмотками и корпусом катушки зажига+
ния заполнено изолирующим наполнителем — трансформаторным маслом.
При пуске двигателя катушка зажигания питается от батареи, напряже+
ние которой понижено (до 6–8 В) из+за потребления стартером большого тока,
что приводит к снижению тока в первичной обмотке и развиваемого катушкой
вторичного напряжения. С учетом этого обстоятельства первичная обмотка
катушки зажигания рассчитывается на напряжение 6–8 В, а остальное напря+
жение источника гасится в добавочном резисторе. Последний при пуске двига+
теля закорачивается и первичный ток возрастает, что обеспечивает вторичное
напряжение, достаточное для пробоя искрового промежутка свечи.
На рисунке 4.6 приведен разрез распределителя зажигания модели 30.3706,
который имеет корпус 4 из алюминиевого сплава, где вращается валик 15. Че+
рез масленку 6 закапывается масло для предотвращения сухого трения между
валиком и втулкой 16 корпуса, которая изготавливается из металлокерамики.
Прерыватель смонтирован на одном узле с подшипниками. Наружная обойма
подшипника запрессована в корпус прерывателя. На корпусе установлен кон+
денсатор 17. На пластине кулачка 14 закреплен ротор+бегунок 9 с помехопода+
вительным сопротивлением. Корпус прерывателя закрыт крышкой 11, в центр
которой установлен уголек 10, нагруженный пружиной. Крышка крепится к
корпусу двумя пружинными защелками 13. Для предотвращения проникнове+
ния моторного масла под корпусом распределителя на валу установлен масло+
отражательный диск 1. Распределитель приводится в действие от шестерни при+
вода масляного насоса, в которую входят шлицы вала распределителя.
Распределитель прерывает цепь первичной обмотки катушки зажигания и
распределяет высокое напряжение по свечам в необходимой последовательно+
сти. Распределители изготавливаются 4, 6, 8+искровыми, в зависимости от
числа цилиндров двигателя, а также левого и правого вращения, в зависимо+
сти от направления рабочего вращения кулачка прерывателя.
ГЛАВА 4. ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

115

Рис. 4.7
Рис. 4.6

Распределитель зажигания модели
30.3706:
1 — маслоотражательный диск;
2 — штифт; 3 — шайба; 4 — корпус;
5 — фильц; 6 — масленка; 7 — прерыва/
тель; 8 — центробежный регулятор в сборе;
9 — ротор с помехоподавительным
сопротивлением; 10 — угольный контакт;
11 — крышка; 12, 18 — винты крепления
соответственно ротора (бегунка) и конден/
сатора; 13 — пружинная защелка;
14 — кулачок; 15 — валик; 16 — втулка;
17 — конденсатор.

116

Центробежный (а) и вакуумный (б)
регуляторы:
а: 1 — кулачок, 2 — пластина, 3 — грузики,
4 — валик, 5 — штифт, 6 — пружина, 7 — ось;
б: 1 — крышка корпуса, 2, 3 — соответственно
регулировочная и уплотнительная прокладки,
4 — штуцер трубки, 5 — трубка, 6 — пружина,
7 — диафрагма, 8 — корпус регулятора, 9 — тяга,
10 — ось тяги, 11 — подвижная пластина преры/
вателя.

КОНСТРУКЦИЯ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

Конструктивно прерыватель тока низкого напряжения и распределитель
тока высокого напряжения объединены в одном корпусе. Там же находятся
центробежный и вакуумный регуляторы опережения зажигания, октан0кор0
ректор.
Чтобы процесс сгорания рабочей смеси развился к приходу поршня в в.м.т.,
искровой разряд должен протекать с некоторым опережением, которое харак0
теризуется углом между положением кривошипа коленчатого вала и в.м.т. и
называется углом опережения зажигания. Угол, при котором достигается мак0
симальная мощность на данном скоростном и нагрузочном режимах, называ0
ется оптимальным.
При раннем зажигании (угол опережения зажигания больше оптимально0
го) нарастающее давление противодействует перемещению поршня, что приво0
дит к снижению мощности и экономичности двигателя. Внешними признака0
ми раннего зажигания являются: перегрев двигателя, возникновение резких
стуков, снижение мощности двигателя и неустойчивая работа на малых часто0
тах вращения холостого хода. Наблюдается ускоренное изнашивание деталей
двигателя.
При позднем зажигании рабочая смесь сгорает в процессе расширения и
догорает в процессе выпуска. Вследствие этого двигатель перегревается, тепло0
вые потери с отработавшими газами увеличиваются, мощность и экономичность
двигателя снижаются. Значение оптимального угла опережения зажигания за0
висит от многих факторов: он автоматически регулируется в зависимости от
частоты вращения коленчатого вала и нагрузки на двигатель соответственно
центробежным и вакуумным регуляторами (рис 4.7).
У центробежного регулятора опережения зажигания (рис. 4.7а) на ведущем
валике 4 закреплена пластина с осями 7 для установки грузиков 3. Грузики мо0
гут проворачиваться вокруг осей 7 и связаны между собой пружинами 6. На каж0
дом грузике имеется штифт 5, входящий в прорези пластины 2, укрепленной на
втулке кулачка 1. Привод кулачка осуществляется от валика через грузики.
С увеличением частоты вращения грузики 3 под действием центробежной
силы расходятся. При этом штифты 5, двигаясь в прорезях пластины, повора0
чивают ее и связанный с ней кулачок в сторону вращения ведущего валика.
Вследствие этого контакты размыкаются раньше. При уменьшении частоты
вращения грузики 3 с помощью возвратных пружин 6 возвращаются в исход0
ное положение. Пружины имеют различную жесткость, что позволяет полу0
чить требуемый закон изменения угла опережения зажигания при изменении
частоты вращения двигателя.
Вакуумный регулятор (рис. 4.7б) опережения зажигания регулирует мо0
мент зажигания при изменении угла открытия дроссельной заслонки, т. е.
при изменении нагрузки двигателя. Полость вакуумного регулятора, в кото0
рой размещена пружина 6, соединяется трубкой 5 со смесительной камерой
карбюратора под дроссельной заслонкой. Полость регулятора с левой стороны
диафрагмы сообщается с атмосферой. К диафрагме 7 прикреплена тяга 9. Она
связана шарниром с подвижной пластиной 11, на которой установлен преры0
ватель. При уменьшении нагрузки двигателя дроссельная заслонка прикры0
вается и разрежение в месте подсоединения вакуумного регулятора, а следова0
ГЛАВА 4. ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

117

тельно, и в полости правой стороны диафрагмы, увеличивается. Под действи*
ем разности давлений диафрагма 7, преодолевая усилия пружины 6, переме*
щается и тягой 9 поворачивает подвижную пластину 11 вместе с прерывате*
лем навстречу направлению вращения кулачка. Угол опережения зажигания
увеличивается.
С увеличением нагрузки двигателя дроссельная заслонка открывается, раз*
режение в полости регулятора уменьшается, и пружина 6 перемещает влево
диафрагму 7 и связанную с ней тягу 9. Тяга 9 поворачивает подвижную пла*
стину 11 и прерыватель в направлении вращения кулачка, уменьшая таким
образом угол опережения зажигания.
Для установки начального угла опережения или для корректировки угла
опережения зажигания в зависимости от октанового числа топлива корпус
большинства распределителей делается подвижным и снабжается установоч*
ным винтом и шкалой с делениями. В зависимости от октанового числа бензи*
на корпус распределителя закрепляют в нужном положении. Это устройство
называют октанкорректором.
Современная свеча зажигания от*
крытого исполнения (рис. 4.8) состоит,
как правило, из металлического корпу*
са 4 с резьбой для ввертывания в голов*
ку цилиндра 5, бокового электрода 9,
изолятора 3 с контактной головкой 2 и
центральным электродом 8. Между ко*
ническими посадочными местами изо*
лятора и корпуса кладется уплотни*
тельная теплоотводящая шайба 7.
Между головкой блока цилиндров
и свечой устанавливается уплотнитель*
ное кольцо 6. Для обеспечения контак*
та между свечой и высоковольтным про*
водом иногда применяют гайку 1.
Маркировка свечей зажигания со*
держит: обозначение резьбы на корпусе
(А — резьба М 14´1,25 или М — резьба
М 18´1,5); калильное число (показатель,
Рис. 4.8
пропорциональный среднему индика*
Свеча зажигания открытого типа:
1 — гайка; 2 — контактная головка;
торному давлению, при котором начи*
3 — изолятор; 4 — корпус; 5 — головка
нается калильное зажигание); обозна*
цилиндров; 6 — уплотнительное кольцо;
7 — теплоотводящая шайба; 8 — централь*
чение длины резьбовой части корпуса
ный электрод; 9 — боковой электрод.
(Н — 11 мм, Д — 19 мм); длину резьбо*
вой части корпуса (12 мм) не обозначают; обозначение выступания теплового
конуса изолятора за торец корпуса — В; отсутствие выступания не обознача*
ют; обозначение герметизации по соединению «изолятор — центральный элек*
трод» термоцементом — Т, герметизацию иным герметиком не обозначают.
Например, свеча зажигания, обозначаемая как А20ДВ, — это свеча зажи*
гания с резьбой на корпусе М 14´1,25, калильным числом 20, длиной резьбо*
118

КОНСТРУКЦИЯ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

вой части корпуса 19 мм, имеющая выступание теплового конуса изолятора за
торец корпуса, загерметизированная по соединению «изолятор — централь/
ный электрод» герметиком (кроме термоцемента).
Контактнотранзисторная система зажигания (КТСЗ). Первыми полупро/
водниковыми электронными системами батарейного зажигания явились КТСЗ.
Принципиальная схема КТСЗ в основном состоит из тех же элементов, ко/
торые характерны для обычной контактной системы, и отличается от нее нали/
чием транзистора и отсутствием конденсатора, ранее шунтировавшего контак/
ты прерывателя. Контакты прерывателя коммутируют только незначитель/
ный ток управления транзистором, при этом ток силовой цепи (ток разрыва)
коммутируется транзистором. Применение транзистора в системе зажигания
позволило принципиально устранить основной недостаток классической си/
стемы зажигания. Сила тока разрыва уже не ограничивается стойкостью кон/
тактов прерывателя, а зависит лишь от параметров транзистора.
По конструктивному исполнению контактно/транзисторные системы раз/
личны и могут содержать от одного до нескольких полупроводниковых усили/
тельных элементов. Таким образом, в системах с контактным управлением
режим работы контактов прерывателя значительно облегчен, и поэтому их
срок службы больше. Однако этим системам по/прежнему присущи недостат/
ки классической системы зажигания (механическое изнашивание контактов
прерывателя и ограниченный скоростной режим).
Бесконтактнотранзисторные системы зажигания (БСЗ). В БСЗ контакты
прерывателя заменены бесконтактным датчиком, который вырабатывает элек/
трические импульсы, синхронизированные с углом поворота коленчатого вала.
Основным прибором БСЗ является датчик/распределитель (рис. 4.9).

Рис. 4.9

Датчик/распределитель модели
3312.3706/01:
1 — кpышка pаспpеделителя; 2 — уголек;
3 — пpужина кpышки; 4 — низковольтный
вывод; 5 — гpузик; 6 — пpужина центpо/
бежного регулятора; 7 — ось гpузика;
8 — упоpный подшипник; 9 — подшипник
валика; 10 — муфта; 11 — валик;
12 — пластина октан/коppектоpа;
13 — коpпус; 14 — шаpикоподшипник
статоpа; 15 — вакуумный pегулятоp;
16 — статоp; 17 — pотоp; 18 — фильц;
19 — бегунок.

ГЛАВА 4. ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

119

Основным отличием датчика"распределителя от прерывателя"распредели"
теля является то, что в нем нет контактного прерывателя, который заменен
бесконтактным датчиком. Датчик состоит из ротоpа 17 и статоpа 16. Ротор 17
представляет собой кольцевой постоянный магнит с плотно пpижатыми к нему
свеpху и снизу четыpехполюсными обоймами, жестко закpепленными на втул"
ке. В верхней части pотоpа на втулке установлен бегунок 19. Статоp 16 датчика
пpедставляет собой обмотку, заключенную в четыpехполюсные пластины. Изо"
лированный многожильный вывод статора присоединен к выводу датчика. Вто"
рой вывод обмотки электpически связан с коpпусом в собpанном датчике"
pаспpеделителе. При вращающемся коленчатом вале двигателя датчик выдает
импульсы напряжения на коммутатор, который преобразует их в прерывистые
импульсы тока в первичной обмотке катушки зажигания. Бесконтактные дат"
чики не имеют механического контакта и поэтому не подвержены износу.
Бесконтактные системы с нормированием времени накопления энергии реа"
лизуются путем введения в коммутатор специального электронного регулято"
ра времени накопления.
Основными недостатками БСЗ являются: механический способ распределе"
ния энергии по цилиндрам двигателя, несовершенство механических автома"
тов угла опережения зажигания, погрешности момента искрообразования из"
за механической передачи от коленчатого вала двигателя к распределителю.
Микропроцессорная система управления зажиганием (МСУЗ). Одним из
самых совершенных типов систем зажигания является МСУЗ. Появление этой
системы стало возможным благодаря широкому развитию микроэлектроники.
Основным отличием МСУЗ от других видов систем зажигания является то, что
все управление осуществляется микропроцессором (контроллером), который
обрабатывает по заложенной программе сведения, поступающие от многочис"
ленных датчиков, и формирует управляющий сигнал, направляющийся к со"
ответствующим устройствам. Схема МСУЗ приведена на рисунке 4.10.
В МСУЗ применяется модуль зажигания 5, состоящий из двухканального
электронного коммутатора и двух двухвыводных катушек зажигания. Управ"
ление зажиганием осуществляется контроллером 6, использующим информа"
цию о режиме работы двигателя, получаемую от датчиков системы управле"
ния двигателем.
Коммутатор — это транзисторные ключи, которые, в зависимости от сиг"
нала с контроллера, включают или отключают питание первичной обмотки
катушки (катушек) зажигания. В зависимости от устройства конкретной сис"
темы зажигания коммутаторов может быть как один, так и несколько (если в
системе зажигания используется несколько катушек).
В МСУЗ чаще всего применяются двухвыводные катушки зажигания. Сис"
тема зажигания с двухвыводными катушками пригодна для работы на четы"
рехтактном двигателе с любым четным числом цилиндров (2, 4, 6, 8…). Чтобы
чередование воспламенений топливовоздушной смеси в цилиндрах соответст"
вовало порядку работы двигателя (в четырехцилиндровых двигателях 1–2–4–3
или 1–3–4–2), первая свеча сгруппирована с четвертой, а вторая с третьей.
При таком соединении свечей «рабочие» искры возникают в цилиндрах в кон"
це такта сжатия, а «холостые» искры — в конце такта выпуска.
120

КОНСТРУКЦИЯ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

Рис. 4.10

Схема микропроцессорной системы управления зажиганием:
1 — аккумуляторная батарея; 2 — главное реле; 3 — выключатель зажигания;
4 — свечи зажигания; 5 — модуль зажигания; 6 — контроллер; 7 — датчик положения
коленчатого вала; 8 — задающий диск; А, В, С, D — контакты модуля зажигания;
Е — устройство согласования; I–IV — цилиндры.

Рис. 4.11

Стартер с планетарным редуктором и возбуждением от постоянных магнитов:
1 — передняя крышка; 2 — приводной рычаг; 3 — якорь тягового реле; 4 — тяговое реле;
5 — коллектор электродвигателя; 6 — корпус подшипника; 7 — щетка; 8 — постоянные
магниты; 9 — якорь; 10 — первичный вал и ведущая шестерня редуктора; 11 — зубчатое
колесо6сателлит; 12 — водило; 13 — неподвижное центральное зубчатое колесо с внутрен6
ним зацеплением; 14 — муфта свободного хода; 15 — шестерня привода.

ГЛАВА 4. ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

121

В настоящее время все большее распространение получают двухвыводные
катушки зажигания с замкнутым магнитопроводом. В таких катушках вто0
ричная обмотка имеет каркасную секционную намотку, позволяющую умень0
шить вторичную емкость и усилить изоляцию вторичной обмотки. В некото0
рых модификациях МСУЗ применяются четырехвыводные катушки зажига0
ния, состоящие из двухвыводных катушек, собранных на общем Ш0образном
магнитопроводе.
Система электрического пуска. Система электрического пуска представля0
ет собой комплекс устройств, обеспечивающих принудительное вращение вала
ДВС. Наибольшее распространение получила электростартерная система пу0
ска, обладающая целым рядом преимуществ. Эта система компактна и надежна
в работе, обеспечивает возможность автоматизации процесса пуска с помощью
несложных электротехнических устройств. Она состоит из аккумуляторной
батареи, стартерной цепи (провода, коммутационная аппаратура управления),
стартера и средств облегчения пуска.
В современных отечественных и зарубежных автомобилях широкое приме0
нение находят стартеры с планетарными редукторами (см. рис. 4.11). Приме0
нение редуктора позволяет передавать на маховик больший момент с меньши0
ми энергозатратами. Также особенностями таких стартеров являются: малые
размеры и масса электродвигателя; уменьшение нагрузки на аккумуляторную
батарею при пуске ДВС; повышение возможностей пуска двигателя при низ0
ких температурах; снижение выходной мощности при малых нагрузках.
Стартер представляет собой электродвигатель постоянного тока. Внутри кор0
пуса стартера закреплены четыре электромагнита 8 (рис. 4.11). На валу якоря 9
с одной стороны установлен коллектор 5 с контактирующими с ним щетками 7,
а с другой — планетарный редуктор. Обмотки возбуждения трех электромагни0
тов соединены последовательно с якорем 9, а обмотка четвертого магнита вклю0
чена параллельно якорю. С пластинами коллектора соединены концы обмоток
якоря. Вращение якоря будет происходить за счет взаимодействия двух мощных
магнитных полей, возникающих вокруг полюсов с обмотками, и обмотки якоря.
При включении стартера вначале срабатывает тяговое реле 4, которое сво0
им магнитным полем втягивает вовнутрь якорь 3. При этом поворачивается
рычаг 2 включения стартера, нижний конец которого перемещает вдоль вала
муфту 14 и шестерню 15 включения, зубья которой при этом входят в зацепле0
ние с венцом маховика. В конце хода якорь тягового реле 4 замыкает контак0
ты, и в работу включается вал якоря стартера. Этот вал через планетарный
редуктор, муфту свободного хода и шестерню 15 начинает проворачивать ко0
ленчатый вал двигателя. Стартер от повреждения после пуска двигателя пре0
дохраняет муфта 14. Ее ролики под действием центробежных сил перемещают0
ся в более широкую часть фасонного паза обоймы и предотвращают передачу
крутящего момента от маховика на вал стартера. При этом шестерня приво0
да 15 выводится из зацепления с зубчатым венцом маховика.
Применение стартеров с редукторами потребовало увеличения механиче0
ской прочности быстровращающихся частей: стали применять более прочную
изоляцию обмоток якоря, заменять пайку соединений в главных цепях свар0
кой, точно балансировать вращающиеся части и т. п.
122

КОНСТРУКЦИЯ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

Система освещения и световой сигнализации тракторов и автомобилей: фары,
подфарники, задние фонари, фонарь освещения номерного знака, контрольные
лампы дальнего света и указателей поворота, плафон освещения кабины, лампы
освещения приборов, а также включатели и выключатели потребителей.
Основной элемент световых приборов — лампы накаливания. Их конст3
рукции, размеры, электрические и светотехнические характеристики разно3
образны. В стеклянную колбу накачивают инертный газ или удаляют из нее
воздух (вакуумные лампы). Лампы с одной спиралью называют односветны
ми, с двумя — двухсветными.
Лампы фар преимущественно двухсветные: спираль дальнего света распо3
лагается в фокусе отражателя фары, а спираль ближнего света смещается отно3
сительно оптической оси отражателя. Для внутреннего освещения применяют
односветные лампы, для габаритного света, указателей поворотов и задних фо3
нарей — как односветные, так и двухсветные.
Фары, применяемые на тракторах и автомобилях, одинаковы по принципу
действия, а по конструкции и основным параметрам имеют некоторые разли3
чия. Автомобильные фары должны хорошо и равномерно освещать дорогу вме3
сте с обочинами по всей ширине на расстояние не менее 100 м при дальнем
свете и не менее 30 м — при ближнем. Большинство автомобилей комплектует3
ся фарами, встраиваемыми в гнездо переднего крыла автомобиля. Тракторные
фары рассчитаны на более ограниченную дальность освещения, с учетом мень3
шей скорости движения тракторов.
Противотуманные фары (желтые или белые) отличаются от основных фар
характером светораспределения и предназначены для движения в тумане. Они
обеспечивают достаточную видимость дороги и препятствий в темное время,
позволяют увеличить скорость и повысить безопасность движения.
Система информации и диагностирования: приборы контроля давления
масла и температуры воды, амперметр, вольтметр, спидометр и др.
Приборы измерения давления (манометры) применяют в тракторах и авто3
мобилях для контроля давления масла в двигателе, воздуха в пневматической
тормозной системе, масла в гидромеханической передаче, в централизованной
системе подкачки воздуха и др. Для экстренного привлечения внимания води3
теля во многих системах манометр дублируется сигнализатором аварийного
давления.
Для контроля температурного режима работы узлов и агрегатов применя3
ются дистанционные термометры и сигнализаторы температуры, датчики ко3
торых устанавливают в контролируемой среде, а указатели — на панели прибо3
ров. Приборы измерения уровня топлива предназначены для информирования
водителя об имеющемся количестве топлива в баке. Эта информация позволяет
водителю рассчитать расстояние, которое может проехать автомобиль без до3
полнительной заправки топливом.
Для контроля за функционированием системы электроснабжения, обеспе3
чивающей заряд аккумуляторной батареи и питание потребителей, на тракто3
рах и автомобилях применяют амперметры и вольтметры. Амперметр измеря3
ет силу зарядного или разрядного тока. Вольтметр позволяет контролировать
напряжение бортовой сети.
ГЛАВА 4. ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

123

Контроль скорости движения и частоты вращения коленчатого вала двига'
теля осуществляется с помощью спидометра и тахометра. На современных
тракторах и автомобилях устанавливается бортовая система контроля. Она пред'
назначена для предупреждения водителя о возникновении неисправностей или
нарушении рабочих функций узлов или агрегатов. С помощью бортовой систе'
мы контроля (БСК) водитель, не покидая своего рабочего места, имеет возмож'
ность проверить готовность техники к эксплуатации или определить весь ком'
плекс работ, связанных с ежесменным техническим обслуживанием.
Основными параметрами, контролируемыми БСК, являются уровень мас'
ла в двигателе, уровень охлаждающей жидкости, уровень жидкости в бачке
стеклоомывателя, уровень тормозной жидкости, износ тормозных накладок,
исправность ламп системы освещения и сигнализации.
На зарубежной технике в настоящее время широкое распространение на'
ходят бортовые компьютеры. В их функцию входит измерение, расчет, инди'
кация, а иногда и управление. Бортовой компьютер позволяет проводить из'
мерения времени, расстояния, времени за рулем, контролировать скорость,
производить оценку времени прибытия и расстояния, которое можно пройти
на остатке топлива, поддерживать заданную скорость движения, температуру
в кабине и т. д.
Таким образом, электрооборудование тракторов и автомобилей постоянно
и существенно изменяется. Генераторы переменного тока компактной конст'
рукции с электронными регуляторами напряжения с широтно'импульсным
модулятором практически полностью заменили обычные генераторы перемен'
ного тока. Самое широкое применение нашли так называемые необслуживае'
мые аккумуляторные батареи. Они имеют следующие достоинства: лучшие
пусковые качества (более высокое напряжение при неизменном токе); увели'
ченный срок службы; улучшенные зарядные характеристики; меньший само'
разряд; уменьшение коррозии положительных электродов; отсутствие необхо'
димости доливки воды при эксплуатации. Полностью необслуживаемые бата'
реи выпускаются в герметичном исполнении. Они не имеют заливных горловин
и оборудованы специальным индикатором заряженности. При достижении оп'
ределенного минимального уровня заряженности меняется цвет индикатора.
На большинстве современных бензиновых двигателей стали применяться
микропроцессорные системы зажигания с индивидуальными катушками за'
жигания. Данная система зажигания отличается от классического зажигания
тем, что каждая свеча зажигания в такой системе обслуживается собственной
катушкой зажигания. В зависимости от устройства сердечника, индивидуаль'
ные катушки зажигания делятся на два типа — компактные и стержневые.
Индивидуальные катушки зажигания могут быть выполнены как отдельные
элементы, либо объединены в модули по две, три или четыре катушки зажига'
ния в одном модуле.
Существенно изменились светооптические приборы систем освещения и
сигнализации. Сегодня на многих современных автомобилях устанавливают
фары с газоразрядными ксеноновыми лампами. Ксеноновая лампа — это за'
полненный смесью инертных газов (в том числе и ксеноном) сосуд. Свет в такой
лампе исходит от дугового разряда, который возникает между двумя электро'
124

КОНСТРУКЦИЯ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

дами. Для нормальной работы ксенона необходим блок розжига. Основными
преимуществами ксеноновых ламп являются мощное освещение, долговеч1
ность, маленькая потребляемая мощность, виброустойчивость.
Продолжает расширяться область применения электронных приборов и
систем на тракторах и автомобилях. Сейчас практически любая система элек1
трооборудования включает элементы электроники: всевозможные реле, кон1
троллеры, регуляторы, датчики и др. Применение электроники и микропро1
цессорной техники способствовало разработке систем автоматического управ1
ления двигателем и трансмиссией. В первую очередь это касается создания
систем управления зажиганием и впрыском топлива, антиблокировочных си1
стем тормозов, электронного управления коробкой передач, разработки мар1
шрутного компьютера, систем блокировки дверей и др. Ведущие фирмы разра1
ботали и внедряют интегрированные системы управления силовым агрегатом,
электронные системы рулевого управления и управления четырьмя колесами.
Находят применение активная подвеска, дисплеи на лобовом стекле, интегри1
рованные информационно1диагностические системы. Основной тенденцией
развития электронных систем следует считать создание комплексных много1
функциональных систем управления и контроля.
Техническое обслуживание электрооборудования тракторов и автомобилей
предусматривает следующие основные операции: очистку от пыли, тщательный
внешний осмотр, проверку проводов и выявление возможных неисправностей.
Аккумуляторная батарея требует измерения плотности электролита, по
которой судят о степени заряда батареи; снижение плотности электролита на
0,01 г/см3 соответствует разряду батареи на 6%. Уровень электролита в банке
должен быть на 10–15 мм выше предохранительного щитка, установленного
над сепараторами.
Генератор проверяют на надежность крепления, обследуют состояние кон1
тактов, натяжение и исправность приводного ремня. В батарейной системе за1
жигания необходимо производить смазку и регулировку прерывателя1распре1
делителя.
Стартер проверяется на надежность соединений проводов и шин с клемма1
ми, контролируется также состояние коллектора и щеток, давление щеток на
коллектор (12,5–17,5 Н), посадка контактного диска на штоке якоря реле, кре1
пление реле к корпусу стартера, смазка подшипников стартера. Производится
также регулировка реле (в сроки, указанные заводом1изготовителем).
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ

1.
2.
3.
4.

Как устроен свинцовый аккумулятор? Поясните принцип его действия.
Расшифруйте условные обозначения стартерных аккумуляторных батарей.
Как устроен генератор переменного тока? Поясните принцип его действия.
Какие типы регуляторов напряжения применяют на генераторных установках
тракторов и автомобилей?
5. Перечислите основные преимущества электронных и микропроцессорных систем
зажигания.
6. Назовите основные части электрического стартера и объясните принцип его дей1
ствия.
7. Назовите основные группы приборов освещения и световой сигнализации, пере1
числите осветительные и светосигнальные приборы автомобиля.
ГЛАВА 4. ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

125

ГЛАВА

ТРАНСМИССИИ
ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

Общие сведения. Трансмиссией называется совокупность аг#
регатов и механизмов тракторов и автомобилей, передающих крутящий момент
двигателя ведущим колесам и изменяющих его по величине и направлению.
Конструкция трансмиссии зависит от назначения трактора и автомобиля, а
также взаимного расположения двигателя и ведущих колес. В трансмиссиях
современных тракторов и автомобилей используются различные способы из#
менения передаваемого крутящего момента.
Техническое состояние трансмиссии оказывает существенное влияние на
эксплуатационные свойства трактора и автомобиля. Нарушение регулировок
в механизмах трансмиссии и ее плохое техническое состояние повышают со#
противление движению трактора и автомобиля, а также ухудшают их тягово#
скоростные свойства, проходимость, топливную экономичность и экологиче#
ские показатели.
Классификация, схемы трансмиссий и их основные механизмы. Транс#
миссии, применяемые на тракторах и автомобилях, должны соответствовать
определенным эксплуатационным и производственным требованиям: обеспе#
чивать надежную связь двигателя с ведущими колесами и их отсоединение
друг от друга в зависимости от режима работы; изменять передаточное число в
зависимости от условий движения трактора и автомобиля; изменять направ#
ление вращения ведущих колес при движении задним ходом, а также соотно#
шения частот вращения левого и правого ведущих колес при движении на
повороте и по неровностям пути; обеспечивать передачу части мощности дви#
гателя на привод рабочих органов прицепных или навесных машин и орудий,
как во время движения, так и в стационарных условиях. Трансмиссии тракто#
ров и автомобилей должны иметь небольшие габаритные размеры агрегатов и
механизмов при больших передаваемых мощностях, высокие КПД, надеж#
ность и низкую трудоемкость технического обслуживания.
Современные трансмиссии классифицируются по двум основным призна#
кам. По способу изменения передаточных чисел трансмиссии делятся на сту#
пенчатые, бесступенчатые и комбинированные.
126

КОНСТРУКЦИЯ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

Ступенчатые трансмиссии имеют в заданном интервале определенные
значения передаточных чисел (ступени), в пределах которых работа трактора
и автомобиля может быть достаточно производительна и экономична.
Бесступенчатые трансмиссии позволяют в заданном интервале переда/
точных чисел иметь любое их значение, вследствие чего работа трактора и
автомобиля всегда может быть наиболее производительной и экономичной.
Комбинированные трансмиссии представляют сочетание интервалов пере/
дач, внутри которых возможно бесступенчатое изменение передаточных чисел.
По способу преобразования крутящего момента трансмиссии можно клас/
сифицировать на механические, гидравлические, электрические и комбини/
рованные.
В ступенчатых трансмиссиях преобразование крутящего момента проис/
ходит в различных зубчатых передачах, и по этому признаку они являются
механическими.
Бесступенчатые трансмиссии по этому признаку подразделяются на меха/
нические (клиноременные, фрикционно/тороидные и инерционно/импульсные),
гидравлические (гидрообъемные и гидродинамические) и электрические.
Наибольшее распространение на тракторах и автомобилях получили меха/
нические ступенчатые и комбинированные трансмиссии.
В механических ступенчатых трансмиссиях передаваемый от двигателя к
ведущим колесам крутящий момент изменяется ступенчато в соответствии с
передаточным числом трансмиссии, которое равно произведению передаточ/
ных чисел механизмов трансмиссии. Передаточным числом шестеренного ме/
ханизма называется отношение числа зубьев ведомой шестерни к числу зубьев
ведущей шестерни.
Схема трансмиссии колесных тракторов с задним ведущим мостом 4К2
(Беларус/80.1) приведена на рисунке 5.1а. Крутящий момент двигателя 1 че/
рез сцепление 2 и коробку передач 3, подводится к главной передаче 4 и
дифференциалу 5, далее к конечным передачам 6 и ведущим колесам 7. Отбор
a

б

Рис. 5.1

Схемы ступенчатых механических трансмиссий колесных тракторов с задним
ведущим мостом (4К2) (а) и гусеничных тракторов (б):
а: 1 — крутящий момент двигателя, 2 — сцепление, 3 — коробка передач, 4 — главная
передача, 5 — дифференциал, 6 — конечные передачи, 7 — ведущие колеса, 8 — вал;
б: 1 — крутящий момент двигателя, 2 — сцепление, 3 — коробка передач, 4 — главная
передача, 5 — механизм поворота, 6 — конечные передачи, 7 — ведущие колеса, 8 — вал.

ГЛАВА 5. ТРАНСМИССИИ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

127

a

б

Рис. 5.2

Схемы ступенчатых механических трансмиссий автомобилей с задним ведущим
мостом (4´2) (а) и с двумя ведущими мостами (6´4) (б):
а: 1 — крутящий момент двигателя, 2 — сцепление, 3 — коробка передач, 4 — карданная
передача, 5 — главная передача, 6 — дифференциал, 7 — полуоси; б: 1 — крутящий момент
двигателя, 2 — сцепление, 3 — коробка передач, 4, 6 — карданная передача, 5 — промежуточный мост, 7 — задний мост.

мощности двигателя, необходимый для привода различных сельскохозяйственных машин, осуществляется от вала 8 привода ВОМ. На гусеничных тракторах (ДТ-75М, ВТ-150Д) (рис. 5.1б) крутящий момент двигателя 1 через сцепление 2 и коробку передач 3 подводится к главной передаче 4 и механизмам
поворота 5; далее на конечные передачи 6 и к ведущим колесам 7. Отбор мощности двигателя также осуществляется от вала 8 привода ВОМ.
В трансмиссии автомобиля с колесной формулой 4´2, передним расположением двигателя и задними ведущими колесами (ГАЗ-3307, ЗИЛ-433360) (рис.
5.2а), крутящий момент двигателя 1 через сцепление 2, коробку передач 3 и
карданную передачу 4 подводится к главной передаче 5 и дифференциалу 6, от
которого полуоси 7 передают крутящий момент на ведущие колеса. На автомобилях с колесной формулой 6´4 (КамАЗ-53215, ЗИЛ-133Г40) (рис. 5.2б) крутящий момент двигателя 1 через сцепление 2, коробку передач 3, карданную передачу 4 подводится к двум ведущим мостам: промежуточному 5 с межосевым
дифференциалом и заднему 7, соединенным между собой карданной передачей 6.
Широкое распространение ступенчатых механических трансмиссий объясняется тем, что они проще по конструкции, имеют меньшую массу, более
экономичны, надежнее в работе и имеют высокий КПД. Однако необходимость
отсоединения двигателя от трансмиссии при переключении передач, приводящая к уменьшению интенсивности разгона, является существенным недостатком ступенчатых механических трансмиссий.
В механической бесступенчатой трансмиссии для плавной передачи крутящего момента от двигателя к ведущим колесам используется сила трения.
Из-за недостаточной надежности работы эти трансмиссии не получили широкого распространения и имеют ограниченное применение на тракторах и автомобилях.
Гидрообъемные и электрические трансмиссии представляют собой бесступенчатые трансмиссии тракторов и автомобилей, в которых передача энергии
от двигателя осуществляется соответственно давлением жидкости или электрическим током.
128

КОНСТРУКЦИЯ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

В гидрообъемной трансмиссии двигатель внутреннего сгорания приводит
в действие гидронасос, соединенный трубопроводами с гидромоторами, валы
которых связаны с ведущими колесами трактора или автомобиля. При работе
двигателя гидродинамический напор жидкости, создаваемый гидронасосом в
гидромоторах ведущих колес, преобразуется в механическую работу.
В электрической трансмиссии двигатель внутреннего сгорания приводит в
действие генератор, который вырабатывает ток и передает к электродвигате2
лям, установленным в приводах ведущих колес трактора и автомобиля.
Преимуществом гидрообъемной и электрической трансмиссий является
бесступенчатое автоматическое изменение передаточного числа и передавае2
мого крутящего момента, что обеспечивает
плавное трогание трактора и автомобиля с
места, облегчает и упрощает их управление.
Однако, по сравнению с механической,
гидрообъемная и электрическая трансмис2
сии имеют меньшие КПД, долговечность,
более высокую стоимость и сложную тех2
нологию изготовления отдельных узлов.
В качестве комбинированной трансмис2
Рис. 5.3
Схема гидромеханической
сии наиболее широко применяется гидроме2
трансмиссии:
ханическая, которая состоит из деталей ме2
1 — двигатель; 2 — гидромеханическая
коробка передач; 3 — карданная переда2
ханической и гидравлической трансмиссий.
ча; 4 — главная передача; 5 — дифферен2
В гидромеханическую трансмиссию (рис.
циал; 6 — полуоси.
5.3) входят гидромеханическая коробка пе2
редач 2, включающая гидротрансформатор
и механическую коробку передач, кардан2
ная передача 3, главная передача 4, диффе2
ренциал 5 и полуоси 6.
Гидротрансформатор (рис. 5.4). Состо2
ит из трех лопастных колес: насосного (ве2
дущего) колеса 1, турбинного (ведомого) ко2
леса 2 и реактора 3 (неподвижного колеса),
воспринимающего реактивный момент.
При работающем двигателе воздействие
лопастей насосного колеса на жидкость за2
ставляет ее не только вращаться вместе с
ним, но и перемещаться вдоль лопастей.
Выйдя из насосного колеса, поток жидкости
проходит через турбинное колесо, затем че2
рез реактор, и возвращается в насосное ко2
лесо, образуя замкнутый круг циркуляции.
Рис 5.4
При этом насосное колесо передает энергию
Схема гидротрансформатора:
потоку жидкости, который далее передает
1 — насосное колесо; 2 — турбинное
ее на турбинное колесо. Величина переда2
колесо; 3 — реактор; 4 — роликовый
свободного хода; w н — угловая
ваемой потоком жидкости энергии и сило2 механизм
скорость насосного колеса; w т — угловая
скорость турбинного колеса.
вого воздействия на лопасти турбинного
ГЛАВА 5. ТРАНСМИССИИ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

129

колеса зависит от абсолютной скорости жидкости, которая равна геометриче)
ской сумме переносной (движение вместе с лопастями насосного колеса) и от)
носительной (движение вдоль лопастей насосного колеса) скоростей.
Силовое воздействие потока на лопасти каждого из лопастных колес скла)
дывается из двух сил: активной силы, с которой поток воздействует на лопаст)
ное колесо при входе в него, и реактивной силы, с которой поток воздействует
на лопастное колесо при выходе. Направление силы на входе любого лопастно)
го колеса соответствует направлению абсолютной скорости на выходе из пре)
дыдущего лопастного колеса. Направление силы на выходе обратно направле)
нию абсолютной скорости на выходе из данного лопастного колеса. Поэтому
лопасти турбинного колеса делают выпуклыми в сторону направления вра)
щения насосного колеса, а лопасти реактора — выпуклыми в обратную сторо)
ну. При такой форме лопастей на турбинном колесе от воздействия потока жид)
кости насосного колеса возникает крутящий момент Мт, стремящийся вра)
щать его в направлении вращения насосного колеса, а на реакторе — момент
Мр, стремящийся вращать его в противоположном направлении. Проходящая
через насосное колесо жидкость оказывает сопротивление вращению и приво)
дит к возникновению момента сопротивления вращению Мн.
Отношение Мт/Мн = К называется коэффициентом трансформации гид)
ротрансформатора, который достигает наибольшего значения К = 2–4 при
wт = 0.
Передаточное число трансформатора iт = wн/wт на этом режиме стремится к
бесконечности iт ® ¥.
При увеличении угловой скорости wт турбинного колеса возрастает окруж)
ная скорость потока жидкости, и вектор абсолютной скорости жидкости меня)
ет свое направление таким образом, что уменьшается силовое воздействие по)
тока на турбинное колесо и реактор. Передаточное число гидротрансформатора
при этом плавно и бесступенчато уменьшается, приближаясь к единице.
В гидротрансформаторах реактор, как правило, соединяют с его неподвиж)
ным валом через механизм свободного хода 4, который при изменении направ)
ления момента Мр (из)за увеличения угловой скорости wт) отключает реактор,
и он вращается свободно, не воспринимая реактивного момента. С уменьше)
нием угловой скорости турбинного колеса wт механизм свободного хода закли)
нивается, реактор снова останавливается и начинает воспринимать реактив)
ный момент.
Для повышения КПД гидротрансформатора при К = 1 осуществляют его
блокирование, соединяя между собой насосное и турбинное колеса с помощью
фрикционного сцепления.
Применение гидротрансформатора обеспечивает плавное трогание тракто)
ра и автомобиля с места, повышает долговечность двигателя и механизмов транс)
миссии вследствие уменьшения динамических нагрузок и крутильных коле)
баний. Однако один гидротрансформатор не обеспечивает требуемого для дви)
жения трактора или автомобиля диапазона передаточных чисел при высоком
КПД, полного разъединение ведущего вала от ведомого и движения задним
ходом. Поэтому гидротрансформаторы применяют в сочетании с механиче)
скими ступенчатыми коробками передач.
130

КОНСТРУКЦИЯ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

Недостатком гидромеханической трансмиссии являются: более низкий, по
сравнению с механической, КПД, что ухудшает тягово-скоростные свойства и
топливную экономичность трактора и автомобиля; более сложная конструкция; бóльшая масса, а также высокая стоимость.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ

1. Что такое трансмиссия, каковое ее назначение и какие типы трансмиссий применяются на тракторах и автомобилях?
2. Каковы основные детали механических трансмиссий тракторов и автомобилей с
различными колесными формулами?
3. Каковы основные механизмы гидравлических и электрических трансмиссий?
4. Как устроена гидромеханическая трансмиссия? Поясните принципы ее работы.
5. Как устроен гидротрансформатор? Поясните принцип его работы.
6. Какие эксплуатационные свойства тракторов и автомобилей зависят от трансмиссии и ее технического состояния?

5.1. СЦЕПЛЕНИЕ
Классификация сцеплений и требования к ним. Сцеплением
называется механизм трансмиссии трактора или автомобиля, передающий крутящий момент двигателя и позволяющий кратковременно отсоединить двигатель от трансмиссии и вновь их плавно соединить. Временное разъединение
двигателя и трансмиссии необходимо при переключении передач, торможении
и остановке трактора и автомобиля, а плавное соединение — после переключения передач и при трогании с места. Кроме того, сцепление служит для предохранения двигателя и трансмиссии от перегрузки чрезмерным крутящим моментом, который может возникнуть в процессе работы.
Для оценки способности сцепления осуществлять передачу крутящего момента используется коэффициент запаса сцепления b = Мсц / Мmax, представляющий отношение максимального момента, передаваемого сцеплением (Мсц,
H×м), к максимальному крутящему моменту двигателя (Мmах, H×м).
К сцеплению трактора и автомобиля предъявляется ряд специфических
требований:
§ плавность включения. В эксплуатации обеспечивается за счет определенных элементов конструкции ведущих и ведомых частей;
§ чистота выключения;
§ абсолютное выключение, при котором крутящий момент на выходном валу
сцепления практически равен нулю;
§ надежная передача крутящего момента. Характеризуется значениями коэффициента запаса сцепления, которые составляют b = 1,5–2 для тракторов и грузовых автомобилей;
§ минимальная величина момента инерции ведомых частей. Это требование
позволяет улучшить процесс переключения передач;
§ удобство управления. Данное требование определяет допустимые значения хода педали привода сцепления и усилие ее нажатия.
Тракторные и автомобильные сцепления в зависимости от вида связи между ведущими и ведомыми элементами бывают: фрикционными (крутящий моГЛАВА 5. ТРАНСМИССИИ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

131

мент передается за счет сил трения); гидравлическими (момент передается жид$
костью, циркулирующей между лопастными колесами); электромагнитны
ми (момент передается за счет электромагнитного взаимодействия ведущих и
ведомых частей).
Подавляющая часть тракторов и автомобилей оснащается фрикционными
сцеплениями с дисковыми поверхностями трения, которые можно классифи$
цировать по различным признакам.
По числу ведомых элементов дисковые сцепления делятся на однодиско$
вые, двухдисковые и многодисковые. Однодисковые и двухдисковые работа$
ют, как правило, без смазочного материала (их называют сухими), многодис$
ковые в основном работают в масляной ванне.
По способу создания нажимного усилия на фрикционных поверхностях
сцепления подразделяются на пружинные и центробежные.
По возможности передачи крутящего момента при отсутствии внешне
го управляющего воздействия сцепления делятся на нормально замкнутые и
нормально разомкнутые. Нормально замкнутые сцепления имеют самое ши$
рокое распространение на тракторах и автомобилях, так как большую часть
времени сцепление должно быть включено.
По типу привода сцепления могут быть с механическим, гидравлическим
и электромагнитным приводом.
Конструкции механического привода сцепления включают в себя только
механические устройства, с помощью которых осуществляется управление
сцеплением. Сцепления с гидравлическим приводом включают в себя различ$
ные гидравлические устройства. Электромагнитный привод сцепления содер$
жит электромагнитные устройства, которые управляют сцеплением за счет
электромагнитных сил.
Механические приводы просты по конструкции и надежны в работе.
Гидравлические приводы имеют больший КПД по сравнению с механиче$
скими, обеспечивают более плавное включение сцепления. Однако они слож$
нее по конструкции и более трудоемки в обслуживании, менее надежны и бо$
лее дорогостоящи.
Для облегчения управления сцеплением в конструкции привода часто при$
меняют различные усилители механического, пневматического и вакуумного
типа.
На современных тракторах и автомобилях широкое распространение по$
лучили однодисковые сухие фрикционные сцепления.
Однодисковое сцепление (рис. 5.5а) состоит из ведущих и ведомых дета$
лей, а также деталей включения и выключения сцепления. Ведущими деталя$
ми являются маховик 3 двигателя, кожух 1 и нажимной диск 2, ведомыми —
ведомый диск 4, деталями включения — пружины 6, деталями выключения —
рычаг 12 и муфта с выжимным подшипником 7. Кожух 1 прикреплен болтами
к маховику. Нажимной диск 2 соединен с кожухом упругими пластинами 5,
которые обеспечивают передачу крутящего момента от кожуха на нажимной
диск и перемещение нажимного диска в осевом направлении при включении и
выключении сцепления. Ведомый диск 4 установлен на шлицах первичного
вала 9 коробки передач.
132

КОНСТРУКЦИЯ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

a

б

Рис. 5.5

Однодисковое фрикционное сцепление:
а — включено; б — выключено; 1 — кожух; 2 — нажимной диск; 3 — маховик; 4 — ведомый
диск; 5 — пластина; 6 — пружина; 7 — подшипник; 8 — педаль; 9 — вал; 10 — тяга;
11 — вилка; 12 — рычаг выключения сцепления.

В привод сцепления входят педаль 8, тяга 10 и вилка 11 выключения сце'
пления. При отпущенной педали 8 сцепление включено, так как ведомый
диск 4 прижат к маховику 3 нажимным диском 2 усилием пружин 6. Сцепле'
ние передает крутящий момент от ведущих деталей к ведомым через поверхно'
сти трения ведомого диска с маховиком и нажимным диском. При нажатии на
педаль 8 (рис. 5.5б) сцепление выключается, так как муфта с выжимным под'
шипником 7 перемещается к маховику, поворачивает рычаг 12, которые ото'
двигают нажимной диск 2 от ведомого диска 4, и между ведущими и ведомы'
ми деталями сцепления исчезают силы трения.
Однодисковые сцепления просты по конструкции, дешевы в изготовлении,
надежны в работе, удобны в обслуживании, обеспечивают хороший отвод тепло'
ты от трущихся поверхностей, чистоту выключения и плавность включения.
В однодисковых сцеплениях прижатие ведущих и ведомых деталей может
производиться цилиндрическими пружинами, равномерно расположенными
по периферии нажимного диска, либо одной диафрагменной или конической
пружиной, установленной в центре нажимного диска.
Сцепление с периферийными пружинами несколько сложнее по конструк'
ции. Кроме того, ухудшение упругих свойств пружин в процессе эксплуата'
ции может привести к неравномерности прижатия нажимного диска и повы'
шенному износу сцепления.
Сцепление с одной центральной пружиной проще по конструкции и на'
дежнее в эксплуатации. При установке центральной диафрагменной пружины
сцепление имеет меньшую массу, габаритные размеры и количество деталей,
так как лепестки диафрагменной пружины выполняют еще и функцию рыча'
гов выключения сцепления. Кроме того, такая пружина обеспечивает равно'
мерное распределение усилия на нажимной диск.
Для передачи крутящих моментов большой величины на тракторах и авто'
мобилях применяют двухдисковое сцепление, в котором в качестве ведомых
ГЛАВА 5. ТРАНСМИССИИ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

133

деталей используются два ведомых диска. Это позволяет увеличить максималь*
ный момент сцепления при сравнительно небольших габаритных размерах.
Двухдисковые сцепления могут иметь механические и гидравлические при*
воды, которые для облегчения управлением оснащаются как правило пневма*
тическими усилителями.
Конструкция и принцип работы тракторных и автомобильных сцеплений.
Сцепление автомобиля ГАЗ*33104 «Валдай» постоянно замкнутое, однодис*
ковое, сухое, с центральной нажимной диафрагменной пружиной и демпфер*
ным устройством в ведомом диске (рис. 5.6).
Сцепление и механизм выключения
расположены в картере сцепления 16,
который крепится к заднему листу дви*
гателя 11 десятью гайками. Центриро*
вание картера сцепления относительно
оси коленчатого вала двигателя осуще*
ствляется с помощью двух штифтов 15,
запрессованных в картер сцепления.
Нажимной диск 14 соединен с кожу*
хом 6 тремя группами пластин. Кожух
сцепления устанавливается на маховик
с помощью установочных штифтов 8 и
крепится к нему болтами 2.
Зазор между нажимной пружиной
13 и выжимным подшипником муфты
выключения сцепления 5 отсутствует,
поэтому внутреннее кольцо подшипни*
ка вращается с частотой вращения ко*
ленчатого вала двигателя.
В процессе эксплуатации сцепление
не требует регулировок.
Привод сцепления гидравлический
(рис.
5.7). Главный цилиндр 17, закреп*
Рис. 5.6
Сцепление автомобиля ГАЗ*33104
ленный на переднем щите кабины, при*
«Валдай»:
водится в действие подвесной педалью
1 — маховик; 2 — болты; 3 — вилка;
11. Рабочий цилиндр 26, закрепленный
4 — защитное кольцо; 5 — муфта выключе*
ния сцепления с подшипником; 6 — кожух;
на верхней части картера сцепления,
7 — кольцо опорное; 8, 15 — штифты;
соединен с главным цилиндром трубо*
9 — подшипник; 10 — вал первичный
коробки передач; 11 — задний лист;
проводом 21 и шлангом 25 и снабжен
12 — ведомый диск; 13 — нажимная пружи*
на; 14 — нажимной диск; 16 — картер
клапаном для удаления воздуха из гид*
сцепления.
росистемы.
При ненажатой педали полость под поршнем 1 главного цилиндра соедине*
на с бачком 4 через компенсационное отверстие В, которое исключает повыше*
ние давления в полости рабочего цилиндра. Поджатие подшипника муфты 35
выключения сцепления к нажимной пружине с усилием 70–100 Н осуществля*
ется с помощью пружины 36 через поршень 38, толкатель 28, вилку 3 (рис. 5.6)
и муфту 5. При износе накладок сцепления под действием нажимной пружины
134

КОНСТРУКЦИЯ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

Рис. 5.7

Привод сцепления автомобиля ГАЗ$33104 «Валдай»:
В — компенсационное отверстие; Г — перепускное отверстие; 1, 38 — поршни; 2, 29 — крышки;
3 — сетка; 4 — бачок; 5 — штуцер; 6 — опорное кольцо; 7 — прокладка; 8, 27 — колпаки защит$
ные; 9, 24, 36, 41 — пружины; 10 — втулки; 11 — педаль; 12 — муфта; 13 — гайка;
14, 28 — толкатели; 15, 19 — упорные шайбы; 16, 23, 39 — манжеты; 17 — главный цилиндр;
18 — клапан главного цилиндра; 20 — штуцер главного цилиндра; 21 — трубопровод; 22 — клапан
поршня; 25 — шланг; 26 — рабочий цилиндр; 30 — кольцо вилки; 31 — ось опоры вилки;
32, 34 — ролики; 33 — палец муфты; 35 — подшипник муфты; 37 — втулка; 40 — втулка
распорная.

ГЛАВА 5. ТРАНСМИССИИ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

135

связанная с ней система занимает новое положение, сжимая пружину 36
(рис. 5.7). Избыток жидкости из рабочего цилиндра через трубопровод и ком0
пенсационное отверстие в главном цилиндре попадает в бачок. Запас длины
рабочего цилиндра обеспечивает работу сцепления без регулировки при изно0
се накладок сцепления и соответствующем перемещении поршня рабочего ци0
линдра. Положение (ход) педали сцепления относительно пола регулируется
изменением длины толкателя 14.
Сцепление трактора Беларус01221 (рис. 5.8) — сухое, двухдисковое, по0
стоянно0замкнутого типа с периферийными пружинами и демпферными уст0
ройствами в ведомых дисках.
Ведущей частью сцепления является маховик 1, нажимной диск 3 и сред0
ний диск 2, имеющий на наружной поверхности три шипа, которые входят

Рис. 5.8

Сцепление трактора Беларус01221:
1 — маховик; 2 — диск средний; 3 — диск нажимной; 4 — вал ведущий привода ВОМ;
5 — ступица; 6 — подшипник; 7 — вал силовой; 8 — ступица; 9 — гаситель крутильных
колебаний; 10 — рычаг отжимной; 11 — накладка фрикционная; 12 — рычажный
механизм автоматической регулировки положения среднего диска; 13 — опорный диск;
14 — вилка отжимного рычага; 15 — шайба; 16 — гайка регулировочная; 17 — подшип0
ник выжимной; 18 — муфта выключения сцепления; 19 — кронштейн; 20 — втулка
соединительная; 21 — вилка; 22 — валик управления; 23 — стакан; 24 — пружина;
25 — прокладка теплоизолирующая; 26 — диск ведомый.

136

КОНСТРУКЦИЯ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

Рис. 5.9

Привод сцепления трактора Беларус#1221:
1 — педаль; 2 — регулировочный болт сервоустройства; 3 — кронштейн;
4 — болт крепления; 5 — рычаг; 6 — палец; 7 — вилка; 8 — тяга; 9 — рычаг;
10 — пружина сервоустройства.

в специальные пазы маховика. К ведомой части сцепления относятся два ве#
домых диска 26 с гасителями крутильных колебаний 9. Ведомые диски уста#
новлены на силовом валу 7. Усилие прижатия трущихся поверхностей веду#
щей и ведомой частей сцепления, необходимое для передачи крутящего мо#
мента двигателя, создается девятью пружинами 24.
Средний диск 2 имеет рычажные механизмы 12, обеспечивающие автома#
тическую регулировку его положения при выключении сцепления.
Опорами отжимных рычагов служат вилки 14, закрепленные на опорном
диске с помощью регулировочных гаек 16, фиксируемых шайбами 15.
Постоянный отбор мощности для привода вала отбора мощности независи#
мо от режима работы сцепления осуществляется ведущим валом 4 от ступи#
цы 8 закрепленной на опорном диске 13.
Привод выключения сцепления — механический с сервоусилителем (рис.
5.9). Выключение сцепления производится педалью сцепления 1 через рычаж#
ную передачу 9, 8, 5, муфту выключения сцепления 18 (рис. 5.8) и выжимной
подшипник 17.
Включение сцепления при отпускании педали 1 осуществляется нажим#
ными пружинами 24 (рис. 5.8). Пружина сервоустройства 10 облегчает выклю#
чение сцепления и постоянно поджимает рычаг педали 9 к полу кабины при
включенном сцеплении (рис. 5.9).
Техническое состояние сцепления контролируют по свободному ходу пе#
дали управления сцепления, полноте выключения сцепления, определяемой
ГЛАВА 5. ТРАНСМИССИИ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

137

легкостью включения передач и отсутствию его буксования. К основным неис*
правностям сцеплений относятся пробуксовывание сцепления, неполное вы*
ключение сцепления (сцепление ведет), увеличение усилия на педали сцепле*
ния и др. Основные работы по ЕТО сцепления заключаются в проверке дейст*
вия механизма сцепления путем трогания трактора и автомобиля с места и при
переключении передач в движении.
При каждом ТО*1 проверяется свободный ход педали сцепления, состояние
и крепление возвратной пружины, смазывается валик педали сцепления и под*
шипник муфты выключения сцепления. Кроме того, проверяется уровень жид*
кости в бачке привода сцепления и при необходимости проводится прокачива*
ние гидропривода сцепления.
При проведении ТО*2 проводится подтяжка резьбовых соединений сцепле*
ния, регулировка полного и свободного хода педали сцепления и смазывание
поверхности скольжения муфты выжимного подшипника, а также переднего
и заднего подшипников вала сцепления.
Регулировка фрикционных сцеплений тракторов и автомобилей сводится
к установлению зазора 3,5±0,5 мм между выжимным подшипником и голов*
ками отжимных рычагов. В двухдисковых сцеплениях дополнительно регули*
руют зазор между упорами и средним ведущим диском.
На современных тракторах и автомобилях стали широко применяться не*
обслуживаемые сцепления, в которых смазку в подшипник муфты выключе*
ния сцепления закладывают на заводе на весь срок эксплуатации сцепления.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ

1. Что представляет собой сцепление и для чего оно предназначено?
2. Приведите классификацию сцеплений: по связи между ведущими и ведомыми
частями, по числу ведомых дисков, по созданию нажимного усилия и по приводу.
3. Из каких основных частей состоят однодисковое и двухдисковое сцепления и как
в них передается крутящий момент от ведущих деталей к ведомым?
4. На каких тракторах и автомобилях и почему применяются одно* и двухдисковые
сцепления с различными типами нажимных пружин и приводов управления?
5. Какие типы усилителей приводов сцепления применяются на тракторах и авто*
мобилях?

5.2. КОРОБКИ ПЕРЕДАЧ
Классификация коробок передач и требования к ним. Короб*
ка передач представляет собой агрегат трансмиссии, преобразующий крутя*
щий момент по величине и направлению. Она изменяет передаточное число в
необходимых интервалах для обеспечения определенного скоростного режи*
ма и преодоления сопротивлений движению.
Коробка передач также изменяет направление крутящего момента для обес*
печения движения трактора и автомобиля задним ходом. Кроме того, она обес*
печивает долговременное разобщение двигателя и движителя, что необходимо
во время стоянки с работающем двигателем.
В зависимости от конструкции коробки передач классифицируются по сле*
дующим признакам: по количеству передач (двухступенчатые, трехступенча*
138

КОНСТРУКЦИЯ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

тые и т. д.); по способу установки валов (с неподвижными осями валов, пла!
нетарные и комбинированные, имеющие валы обоих типов); по количеству
валов (двухвальные, трехвальные и многовальные); по способу управления
(с прямым и дистанционным управлением).
Важными показателями, характеризующими коробки передач тракторов
и автомобилей, являются число передач и диапазон передаточных чисел.
Диапазоном передаточных чисел коробки передач называется отношение
наибольшего и наименьшего их значений. Диапазоны передаточных чисел со!
временных коробок передач составляют: 3–8 — для автомобилей, работающих
без прицепа, и 10–20 — для тракторов и автомобилей!тягачей.
К коробкам передач предъявляются следующие требования:
§ обеспечение высоких тягово!скоростных и топливно!экономических свойств
тракторов и автомобилей. Выполнение этого требования может быть до!
стигнуто увеличением ширины диапазона передаточных чисел коробки пе!
редач, большим количеством передач и правильным выбором их передаточ!
ных чисел;
§ легкость и удобство управления. Для выполнения этого требования стара!
ются избегать слишком большого количества передач;
§ высокий КПД. Для реализации этого требования конструкция должна быть
достаточно простой, с минимальным числом шестерен, передающих крутя!
щий момент на каждой передаче;
§ низкий уровень шума. Это качество коробки передач оказывает серьезное
влияние на комфортные условия работы.
Тракторные коробки передач с переключением с разрывом потока мощ
ности. Коробка передач трактора Беларус!1221 (см. рис. 5.10), механическая,
ступенчатая, диапазонная (4 диапазона переднего хода и 2 заднего хода), с пе!
реключением передач внутри диапазонов с помощью синхронизаторов. Короб!
ка передач обеспечивает 16 передач вперед и 8 назад, а также привод переднего
ведущего моста и синхронного вала отбора мощности. Она состоит из корпуса,
узла передач, вала пониженных передач и заднего хода, блока шестерен, вто!
ричного вала!шестерни, механизма управления и гидравлической системы.
Узел передач состоит из первичного вала 1 со свободно установленными на
игольчатых подшипниках шестернями. На шлицах вала размещены две шли!
цевые втулки 2, на которых установлены конические инерционные синхрони!
заторы 3. На промежуточный вал 38 посажены с небольшим натягом ведомые
шестерни 34, 35, 36, 37. На валу 26 пониженных передач и заднего хода уста!
новлены шестерня 28 I!го и II!го диапазонов и шестерня 27 заднего хода. На
шлицевой втулке 30 установлена шестерня 31 ходоуменьшителя. Ведомая ше!
стерня 32 установлена на валу на бронзовой втулке. При отсутствии ходоумень!
шителя шестерня 32, соединенная с валом шлицами шестерни 31, фиксирует!
ся стопорным кольцом на втулке 30. На валу 24 блока шестерен на шлицах
установлены шестерни 22 и 27. Задняя опора вала расположена в ступице шес!
терни 23 привода синхронного вала отбора мощности и переднего ведущего
моста. Вторичный вал!шестерня 18 установлен в корпусе коробки передач на
конических роликоподшипниках 10 и 17. На валу неподвижно посажена ве!
дущая шестерня 15 привода переднего ведущего моста, на ступице которой
ГЛАВА 5. ТРАНСМИССИИ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

139

Рис. 5.10

Коробка передач трактора Беларус!1221:
1 — вал первичный; 2, 20, 30 — втулки; 3 — синхронизатор; 4 — вилки; 5, 7 — поводки; 6 — корпус
вилок; 8 — шарик; 9 — пружина; 10, 17 — подшипники; 11, 14, 15, 22, 23, 27, 28, 29, 31, 32, 34, 35,
36, 37 — шестерни; 12 — полумуфта; 13, 25, 33 — зубчатые муфты; 16, 21 — прокладки регулиро!
вочные; 18 — вал вторичный; 19 — гайка; 24 — вал блока шестерен; 26 — вал пониженных передач;
38 — вал промежуточный.

140

КОНСТРУКЦИЯ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

Рис. 5.11

Механизм управления коробкой передач
трактора Беларус41221:
1 — ограничитель; 2 — шарик; 3 — пружина;
4 — рычаг; 5 — корпус вилок; 6, 7 — рычаги;
8 — корпус; 9 — сфера; 10 — чехол; 11 — вилка
переключения диапазонов; 12 — вилка переключе4
ния передач; 13 — пружина; 14 — крышка;
15, 16 — валы; 17 — рычаги; 18 — кулиса.

установлена на игольчатых подшипниках ведомая шестерня 14. На втулке 20
размещена ведомая шестерня 11. Между шестернями 11 и 14 на шлицах вала 18
посажена полумуфта 12. Комплект деталей на валу 18 затянут гайкой 19.
Механизм управления коробкой передач (рис. 5.11) состоит из механизмов
переключения передач и переключения диапазонов.
Механизм переключения передач смонтирован в корпусе вилок 5 и в кор4
пусе 8. Включение передач осуществляется вилкой 12 рукоятки переключения
передач через рычаг 7, вал 15 и рычаг 4. В корпусе вилок 6 (рис. 5.10) установ4
лены поводки 5 и 7, на которых закреплены вилки 4. Для предотвращения
одновременного включения двух передач между поводками 5 и 7 установлены
блокирующие шарики. Для фиксации вилок 4 в нейтральном и включенном
положениях служат подпружиненные шариковые 8 фиксаторы.
Механизм переключения диапазонов состоит из вилки 11 рукоятки пере4
ключения диапазонов, рычага 6, вала 16, рычагов 17 в корпусах 5 и 8 и дета4
лей, установленных в корпусе коробки передач.
Зубчатые муфты 13, 25, 33 (рис. 5.10) перемещаются вилками, закреплен4
ными на соответствующих поводках.
Тракторные коробки передач с переключением без разрыва потока мощ
ности. Коробка передач трактора К4744Р позволяет осуществлять переключе4
ние передач без разрыва потока мощности. Коробка передач — механическая,
164скоростная, с шестернями постоянного зацепления, механическим приво4
дом зубчатых муфт и гидравлическим управлением фрикционных муфт, обес4
печивающим переключение передач без разрыва потока мощности в диапазо4
не каждого режима. Коробка передач позволяет изменять скорость движения
трактора, осуществлять задний ход, отключать задний ведущий мост, а также
передавать вращение на вал отбора мощности. Коробка передач установлена на
четырех кронштейнах с амортизаторами, приваренных к лонжеронам перед4
ней полурамы. Картер коробки передач представляет собой отливку из серого
чугуна и состоит из верхней и нижней половин и поддона.
Редукторная часть коробки передач (см. рис. 5.12) состоит из ведущего
вала 1, промежуточного вала 5, грузового вала 9, составного раздаточного вала,
включающего вал привода переднего моста 14 и вал привода заднего моста 16,
и вал привода насоса 26.
ГЛАВА 5. ТРАНСМИССИИ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

141

Рис. 5.12

Редукторная часть коробки передач трактора К$744Р:
1 — ведущий вал; 2, 3, 4, 21, 22, 23, 24 — шестерни промежуточного вала; 5 — промежуточный вал;
6, 7, 8, 17, 19 — шестерни грузового вала; 9 — грузовой вал; 10, 13 — шестерни раздаточного вала;
11, 12, 15 — муфты раздаточного вала; 14 — вал привода переднего моста; 16 — вал привода заднего
моста; 18, 20 — муфты грузового вала; 25 — винтовая передача привода тахоспидометра; 26 — вал
привода насоса; 27, 29 — шестерни вала привода насоса; 28 — муфта; 30 — валик привода насоса;
31 — конический редуктор.

142

КОНСТРУКЦИЯ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

Рис. 5.13

Ведущий вал в сборе:
1 — ведущий вал; 2, 4, 5, 8, 10 — шестерни; 3 — гидроподжимная муфта IV передачи; 6 — гидропод%
жимная муфта III передачи; 7 — гидроподжимная муфта II передачи; 9 — гидроподжимная муфта
I передачи; 11 — средняя опора; 12 — маслопровод.

Ведущий вал (рис. 5.13) — трехопорный, вращается на двух роликовых и од%
ном шариковом подшипниках. На валу расположены четыре гидроподжим%
ных муфты 3, 6, 7 и 9 и пять прямозубых цилиндрических шестерен. Шестерня
4 является ведущей шестерней привода насосов. Ведущий вал 1 — пустотелый,
в нем установлены два маслопровода 12, подводящие масло к гидроподжим%
ным муфтам 3 и 9. Подвод масла к гидроподжимным муфтам 6 и 7 осуществля%
ется из средней опоры 11.
Промежуточный вал 5 (рис. 5.12) — трехопорный, вращается на двух роли%
ковых и одном шариковом подшипниках, на его шлицах установлено семь ше%
стерен. Четыре шестерни 3, 4, 22, 24 находятся постоянно в зацеплении с ше%
стернями ведущего вала, две (2 и 23) — с шестернями, свободно вращающими%
ся на грузовом валу, а шестерня 21 является ведущей шестерней заднего хода.
Грузовой вал 9 (рис. 5.12) — трехопорный, вращается на двух шариковых
и одном роликовом подшипниках. На валу установлены пять цилиндриче%
ских прямозубых шестерен 6, 7, 8, 17, 19 и две зубчатые муфты 18, 20. Ше%
стерни 7 и 8 установлены на шлицах вала и находятся постоянно в зацеплении
с шестернями 10, 13, свободно вращающимися на раздаточном валу. Шестер%
ни 6, 17, 19 установлены каждая на двух шарикоподшипниках и имеют как
наружные, так и внутренние зубья. Шестерня 17 соединена с шестерней 21
промежуточного вала через паразитную шестерню. Зубчатая муфта 18 при пе%
ремещении по шлицам влево входит в зацепление с шестерней 17. Этим дости%
гается изменение направления вращения грузового и раздаточного валов и
осуществляется задний ход трактора. Зубчатая муфта 20 при перемещении по
шлицам влево входит в зацепление с шестерней 19, при перемещении впра%
во — в зацепление с шестерней 6, что соответствует режимам I/III и II/IV.
Раздаточный вал (рис. 5.12) состоит из двух частей: 14 — вала привода пе%
реднего моста и 16 — вала привода заднего моста. Вал 14 установлен на одном
роликовом и одном шариковом подшипниках. Вал 16 установлен на одном
ГЛАВА 5. ТРАНСМИССИИ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

143

игольчатом и одном шариковом подшипниках. На валу 14 установлены две
шестерни 10, 13 и зубчатая муфта 11, которая в левом положении соединяет
шестерню 10 с муфтой 12 и в правом положении — шестерню 13 с муфтой 12,
что соответствует режимам III и IV (повышенный ход) и режимам I и II (пони4
женный ход).
Таким образом, в зависимости от включенной гидроподжимной муфты, при
одной частоте вращения ведущего вала промежуточный вал может иметь четы4
ре, грузовой — восемь, а раздаточный — шестнадцать различных частот вра4
щения при движении вперед. При движении назад раздаточный вал может
иметь восемь частот вращения.
Для включения заднего моста установлена муфта 15, которая в левом поло4
жении соединяет вал 16 привода заднего моста с валом 14.
Вал привода насоса 26 (см. рис. 5.12) установлен на верхней половине кар4
тера, параллельно ведущему валу коробки передач. Он приводится во враще4
ние от шестерни 29 через зубчатую муфту 28. От вала привода насоса через
конический редуктор 31 и валик привода насоса 30 получает вращение насос
гидросистемы коробки передач. Через винтовую передачу 25 от вала привода
насоса осуществляется привод тахоспидометра.
Для включения насосов гидросистем управления поворотом, навесного уст4
ройства и коробки передач от колес трактора на коробке передач установлен
рычаг переключения на буксировку. При фиксации его на штифте в переднем
положении происходит зацепление муфты 28 (рис. 5.12) с шестерней 27, вра4
щение на вал привода насоса передает от колес трактора через ведущий мост,
карданный, раздаточный, грузовой и промежуточный валы и паразитную ше4
стерню заднего хода. Шестерня 29 при этом свободно проворачивается на валу
на подшипниках.
У ведомых барабанов первой и четвертой передач установлены колодочные
тормоза4синхронизаторы с гидравлическим приводом. Тормоза4синхронизато4
ры обеспечивают безударное включение муфт на грузовом валу при выборе
необходимых режимов.
При установке рычага переключения передач в положение «Нейтраль»
после остановки трактора происходит включение тормозов4синхронизаторов.
При переводе рычага переключения передач в любое другое положение, а
также при выжиме педали слива масло из бустеров тормозов4синхронизаторов
сливается, тормоза4синхронизаторы выключаются.
Установленные на ведущем валу коробки передач гидроподжимные муфты
(рис. 5.14) имеют многодисковую конструкцию со стальными дисками и гид4
равлическое управление. Каждая фрикционная муфта состоит из ведущих и
ведомых частей и механизма включения. К ведущим частям фрикционной муф4
ты относятся: ведущий, или внутренний, барабан 13, ведущие диски трения 16,
нажимной диск 11 с пружинами 14 и стаканами 15. К ведомым частям фрик4
ционной муфты относятся ведомый, или наружный, барабан 12 и ведомые ди4
ски трения 17. К механизму включения относятся средний диск 9 с уплотни4
тельными кольцами 1 и 10, уплотнительные чугунные кольца 8 с манжетами 5
и кольцо 7. Ведущие части гидроподжимных муфт связаны с ведущим валом,
который вращается с частотой вращения коленчатого вала двигателя. Ведомые
144

КОНСТРУКЦИЯ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

Рис. 5.14

Гидроподжимная муфта коробки передач:
1, 10 — уплотнительные чугунные кольца;
2 — уплотнительное резиновое кольцо;
3 — стопорный винт; 4 — ведущий вал;
5 — манжета; 6 — пробка; 7 — кольцо;
8 — уплотнительное кольцо; 9 — средний диск;
11 — нажимной диск; 12 — наружный барабан;
13 —внутренний барабан; 14 — пружина;
15 — стакан; 16 — ведущий диск; 17 — ведомый
диск.

части гидроподжимных муфт соединены со свободно вращающимися шестер*
нями. Включение гидроподжимных муфт осуществляется давлением масла,
поступающего в бустер, — пространство между средним и нажимным дисками.
Перемещаясь под давлением масла, нажимной диск сжимает пакет дисков тре*
ния, и крутящий момент с ведущего вала передается на шестерню, прикреп*
ленную к ведомому барабану, и далее на промежуточный вал. Для исключения
утечек масла, поступающего в бустер через вращающийся средний диск, имеет*
ся торцовое уплотнение. Оно состоит из стального кольца 7 и среднего диска 9,
вращающихся вместе с валом 4, и уплотнительных колец из антифрикционного
чугуна 8, которые удерживаются от вращения стопорными винтами 3. Радиаль*
ное уплотнение осуществляется резиновыми манжетами 5, установленными в
кольцевые канавки чугунных колец.
Часть масла через отверстие в нажимном диске попадает в полость внутрен*
него барабана 13 и затем через отверстия в нем поступает на смазку дисков
трения. При выключении фрикционной муфты нажимной диск возвращается
в исходное положение под действием пружин 14.
Гидравлическая система коробки передач (см. рис. 5.15) служит для включе*
ния гидроподжимных муфт 15, 16, 17, 18 ведущего вала, гидроподжимной муф*
ты 13 привода вала отбора мощности, тормозов*синхронизаторов 12, а также для
смазки и охлаждения ведущего вала, редукторной части коробки передач, ре*
дуктора привода насосов и соединительной муфты вала отбору мощности.
При работающем двигателе масло, частично очищенное грубым сетчатым
фильтром и магнитом, установленным в сливной пробке, поступает к насосу,
ГЛАВА 5. ТРАНСМИССИИ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

145

Рис. 5.15

Схема гидросистемы коробки передач:
1 — масляный фильтр; 2 — перепускной клапан фильтра; 3 — редукционный клапан; 4 — клапан
ограничения давления смазки; 5 — гидроаккумулятор; 6, 19, 21 — перекидные золотники;
7 — золотник переключения передач тормозов(синхронизаторов; 8 — золотник слива;
9 — золотник ВОМ; 10 — указатель давления масла; 11 — маслозаливной бачок; 12 — бустер
тормозов(синхронизаторов; 13 — бустер гидроподжимной муфты привода ВОМ; 14 — насос;
15 — бустер гидроподжимной муфты первой передачи; 16 — бустер гидроподжимной муфты
второй передачи; 17 — бустер гидроподжимной муфты третьей передачи; 18 — бустер гидропод(
жимной муфты четвертой передачи; 20 — ведущий вал; 22 — полужесткая муфта с редуктором
привода насосов; 23 — масляный радиатор.

который подает масло в фильтр коробки передач 1. В фильтре масло очищает(
ся от механических частиц, образующихся в результате износа, а затем посту(
пает к редукционному клапану 3, предназначенному для поддержания необ(
ходимого давления в бустере гидроподжимной муфты включенной передачи
(или тормозах(синхронизаторах) и в гидроподжимной муфте соединительной
муфты вала отбора мощности при ее включенном положении.
Редукционный клапан отрегулирован на давление 0,85–1 МПа (8,5–10 кгс/
см2), которое обеспечивается на всех передачах при частоте вращения коленча(
того вала двигателя 700–2000 мин–1.
Так как величина утечек масла в гидроподжимных муфтах меньше произво(
дительности насоса, остальная часть масла через отверстия в корпусе редукци(
онного клапана поступает на смазку коробки передач редуктора привода насо(
сов, соединительной муфты вала отбора мощности и в масляный радиатор.
146

КОНСТРУКЦИЯ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

Для ограничения давления в системе смазки в верхней половине картера
установлен клапан 4, отрегулированный на давление 0,22 МПа (2,2 кгс/см2),
который одновременно выполняет функцию предохранительного клапана ра6
диатора.
Масляный насос установлен в поддоне коробки передач. Насос — односек6
ционный, шестеренного типа, приводится в действие от вертикального валика
коробки передач.
Фильтр 1 установлен в верхней половине картера коробки передач. Его
фильтрующий элемент представляет собой стальной каркас с натянутой на него
латунной сеткой, через которую проходит фильтруемое масло.
В крышке фильтра установлен перепускной клапан, срабатывающий при
перепаде давления в фильтре 0,3–0,55 МПа (3–5,5 кгс/см2).
При забивании фильтра продуктами износа деталей коробки передач и при
работе на густом масле в зимний период клапан открывается, и часть неочи6
щенного масла поступает непосредственно в масляную магистраль через ре6
дукционной клапан, который обеспечивает поддержание постоянного давле6
ния 0,85–1 МПа (8,5–10 кгс/см2) масла в гидросистеме коробки передач.
Механизм переключения передач установлен в верхней половине картера
коробки передач. Он содержит золотники слива 8, переключения передач и
включения тормозов6синхронизаторов 7, вала отбора мощности 9 и перекид6
ные золотники 6, 19, 21.
Золотник слива предназначен для быстрого снятия давления в бустерах гид6
роподжимных муфт, бустерах тормозов6синхронизаторов и в гидроаккумулято6
ре, а также для создания режима «плавный подъезд». Золотник выполняет роль
блокировочного устройства, т. е. не позволяет до воздействия на педаль слива
включать первую передачу. Перекидные золотники обеспечивают зарядку и раз6
рядку гидроаккумулятора на бустер при переходе с одной передачи на другую.
Привод механизма переключения передач установлен на крышке механиз6
ма переключения передач и состоит из рычага, который соединен с рейкой
данного механизма.
Гидроаккумулятор предназначен для накопления энергии масла при рабо6
те и поддержания давления в бустере фрикционной муфты выключенной пе6
редачи при переключении передач.
При включении первой передачи масло из золотника 7 (рис. 5.15) поступа6
ет одновременно в ее бустер и гидроаккумулятор, при этом перекидные золот6
ники 6, 21 отсекают подачу масла в бустера трех других передач. При перехо6
де с первой передачи на вторую золотник 7 (рис. 5.15), поворачиваясь, откры6
вает путь маслу в бустер второй передачи. В течение небольшого промежутка
времени давление масла в бустере первой передачи поддерживается за счет
подвода масла из гидроаккумулятора, т. е. фрикционная муфта первой переда6
чи остается включенной, пока идет заполнение бустера второй передачи. После
достижения необходимого давления масла в бустере второй передачи за счет
перемещения золотника 6 фрикционная муфта первой передачи постепенно
отключается.
Оставшееся в бустере первой передачи масло сливается через отверстие в на6
жимном диске. При переключении со второй на третью и с третьей на четвертую
ГЛАВА 5. ТРАНСМИССИИ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

147

передачи происходит аналогичный процесс, т. е. гидроаккумулятор разряжа+
ется в бустер отключаемой передачи и происходит переключение передач без
разрыва потока мощности.
Для исключения случаев трогания трактора на второй, третьей или четвер+
той передачах в механизме переключения передач предусмотрен механизм бло+
кировки (педаль слива в этом случае зависает и не возвращается в исходное
положение).
Для переключения муфт грузового вала на верхней половине коробки пере+
дач установлена кулиса, которая во избежание одновременного включения муфт
грузового вала и заднего хода имеет замковое устройство.
Автомобильные коробки передач. Коробки передач современных автомо+
билей могут иметь от 4 до 20 передач. Они представляют собой как одиночные
коробки передач, так и коробки передач со встроенными или совмещенными
дополнительными коробками передач.
При этом дополнительная коробка передач может быть повышающей или
понижающей.
Повышающая коробка передач называется делителем или мультиплика
тором. Делитель устанавливается перед основной коробкой передач, он увели+
чивает число передач и уменьшает разрыв между передаточными числами сосед+
них передач. Обычно делитель имеет две передачи: прямую и повышающую.
Понижающая коробка передач называется демультипликатором. Демуль+
типликатор устанавливается за основной коробкой передач, он увеличивает
число передач, передаточные числа коробки передач, значительно расширяет
их диапазон. Демультипликатор имеет две или три передачи, — прямую и по+
нижающие.
На рисунке 5.16 представлена конструкция коробки передач автомобилей
КамАЗ. Коробка передач пятивальная, десятиступенчатая, синхронизирован+
ная, с делителем и дистанционным управлением. Коробка передач состоит из
основной пятиступенчатой коробки передач и переднего двухступенчатого де+
лителя. Делитель имеет повышающую и прямую передачи и, в сочетании с
основной пятиступенчатой коробкой, позволяет получить десять передач пе+
реднего хода и две — заднего хода.
Основная коробка передач имеет картер 13, отлитый из серого чугуна.
В гнездах картера на шариковых и роликовых подшипниках установлены вто+
ричный 9, первичный 3 и промежуточный 10 валы. Зубчатые колеса второй,
третьей и четвертой передач косозубые, постоянного зацепления. Пятая пере+
дача прямая. Зубчатые венцы передачи заднего хода, первой и второй передач
промежуточного вала выполнены непосредственно на валу. Первая передача и
передача заднего хода включаются зубчатой муфтой 8, вторая, третья, четвер+
тая и пятая передачи — зубчатыми муфтами с синхронизаторами 7, 5. Переме+
щение кареток синхронизаторов и зубчатых муфт осуществляют рычагом, рас+
положенным в кабине автомобиля, через дистанционный привод.
Синхронизаторы II и III, а также IV и V передач имеют аналогичную конст+
рукцию. Синхронизатор II и III передач (рис. 5.17) состоит из двух фрикцион+
ных конусных колец 2 и 4, жестко связанных между собой блокирующими
пальцами 3, концы которых развальцованы.
148

КОНСТРУКЦИЯ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

Рис. 5.16

Коробка передач автомобилей КамАЗ с делителем:
1 — первичный вал делителя; 2 — шестерня первичного вала делителя; 3 — первичный вал коробки
передач; 4 — синхронизатор делителя; 5 — синхронизатор IV и V передач; 6 — механизм переключе+
ния передач; 7 — синхронизатор II и III передач; 8 — муфта включения первой передачи и передачи
заднего хода; 9 — вторичный вал коробки передач; 10 — промежуточный вал; 11, 12 — шестерни
соответственно III и IV передач; 13 — картер; 14 — шестерня привода промежуточного вала;
15 — промежуточный вал делителя; 16 — картер делителя; 17 — шестерня привода промежуточного
вала делителя.

Рис. 5.17

Синхронизатор второй
и третьей передачи:
1 — палец фиксатора; 2 — фрикци+
онное кольцо второй передачи;
3 — блокирующий палец;
4 — фрикционное кольцо третьей
передачи; 5 — каретка синхрониза+
тора; 6 — пружина фиксатора;
7 — шарик.

ГЛАВА 5. ТРАНСМИССИИ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

149

Пальцы в средней части имеют конические поверхности, являющиеся бло.
кирующими. Отверстия в диске каретки 5, через которые проходят блокирую.
щие пальцы, имеют также блокирующие поверхности в виде фасок с каждой
стороны отверстия. Фрикционные кольца не имеют жесткой связи с кареткой
и могут быть смещены относительно нее. Фиксация каретки в среднем поло.
жении осуществляется шариками 7, поджимаемыми пружинами в канавки
пальцев 1.
При передвижении каретки вилкой механизма переключения передач фрик.
ционное кольцо, двигаясь вместе с кареткой, подводится к конусу шестерни.
Вследствие разности частоты вращения каретки, связанной с вторичным ва.
лом, и шестерни, связанной через промежуточный вал с первичным валом,
происходит угловой сдвиг конусного кольца относительно каретки до сопри.
косновения блокирующих поверхностей пальцев с блокирующими поверхно.
стями каретки. Инерционная сила, действующая между блокирующими по.
верхностями, препятствует дальнейшему продвижению каретки. Эта сила дей.
ствует до выравнивания частоты вращения между коническими поверхностями
кольца и включаемой шестерни. Как только частоты вращения каретки и ше.
стерни сравняются, инерционная сила уменьшается настолько, что каретка,
выйдя из.под фиксирующего действия шариков, легко переместится для вклю.
чения передачи.
Делитель — механический редуктор, состоящий из одной пары цилиндри.
ческих зубчатых колес внешнего зацепления, первичного и промежуточного
валов, синхронизатора и механизма переключения передач.
Чугунный картер 16 делителя (рис. 5.16) отлит как одно целое с картером
сцепления. В гнездах картера на шариковых и роликовых подшипниках уста.
новлены первичный 1 и промежуточный 15 валы. Передний шариковый под.
шипник первичного вала делителя расположен в выточке коленчатого вала.
Передний конец первичного вала коробки передач установлен на специальных
роликовых подшипниках внутри первичного вала делителя. Промежуточные
валы делителя и коробки передач соединены между собой с помощью шлицево.
го соединения. При включении высшей передачи вращение передается от пер.
вичного вала 1 делителя на его промежуточный вал 15, соединенный с проме.
жуточным валом 10 основной коробки передач. При включении низшей пере.
дачи вращение передается непосредственно на первичный вал 3 основной
коробки передач. Передачи в делителе включаются кареткой синхронизатора,
которая перемещается поршнем пневмоцилиндра через рычаг и вилку.
В нижней части картера делителя и коробки передач имеются три слив.
ных отверстия, два из которых закрыты магнитными пробками для улавлива.
ния металлических частиц продуктов износа. Для принудительного смазыва.
ния переднего подшипника вторичного вала и подшипников зубчатых колес
коробки на первичном валу делителя установлено маслонагнетающее устрой.
ство, к которому масло поступает самотеком из маслонакопителя.
Масло к подшипникам подводится по каналам в валах и ступицах зубчатых
колес. Необходимый уровень масла в картере делителя поддерживается благо.
даря циркуляции его через два отверстия в стенках картера делителя и короб.
ки передач.
150

КОНСТРУКЦИЯ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

Рис. 5.18

Привод управления механизмом переключения передач:
1 — кран управления делителем; 2 — опора рычага переключения передач; 3 — переключатель
крана; 4 — рычаг переключения передач; 5 — трос крана управления с оплеткой; 6 — головка
передней тяги управления; 7 — рычаг наконечника; 8, 22 — контргайки; 9, 21 — установочные
винты; 10, 17 — передняя и промежуточная тяги управления; 11 — сухарь шаровой опоры;
12 — уплотнительное кольцо; 13 — сферическая втулка; 14 — пружина; 15 — крышка; 16 — рычаг
передней тяги; 18 — стяжной регулировочный фланец; 19 — болт; 20 — опора.

Механизм переключения передач имеет дистанционный механический при'
вод управления и размещен в верхней крышке картера коробки передач. Он
состоит из штока, рычага, трех штоков с вилками и головками штоков, трех
фиксаторов и замкового механизма шарикового типа для предотвращения од'
новременного включения двух передач.
Дистанционный привод управления механизмом переключения передач
(рис. 5.18) состоит из качающегося рычага переключения передач 4, опоры
рычага переключения передач 2, укрепленной на переднем торце блока ци'
линдров двигателя, передней и промежуточной тяг управления 10, переме'
щающихся в сферических втулках 13, изготовленных из порошкового мате'
риала. Втулки 13 уплотнены резиновыми кольцами 12 и прижаты пружиной 14.
Сферические опоры передней тяги размещены в расточке кронштейна опоры
рычага переключения передач и в картере маховика. Опора промежуточной
тяги установлена на картере сцепления. На задний конец промежуточной тяги
навернут на резьбе и закреплен стяжными болтами регулировочный фланец 18.
Для снижения вибрации рычага переключения передач, возникающей при
работе двигателя, в конструкции привода предусмотренно специальное уст'
ройство — фрикционная тормозная пара, гасящая вибрацию. Ее образует ма'
лая сфера рычага, соединенная без зазора с фрикционным диском, который
прижимается пружиной к торцу гайки крепления.
Механизм переключения передач делителя имеет пневматический привод
(см. рис. 5.19), который состоит из редукционного клапана 4, крана управле'
ния 3, механизма переключения передач 5, воздухораспределителя 6, клапа'
на включения делителя 1, упора штока клапана 2 и воздухопроводов.
ГЛАВА 5. ТРАНСМИССИИ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

151

Рис. 5.19

Схема пневмосистемы управления делителем:
1 — клапан включения делителя; 2 — упор штока клапана; 3 — кран управления; 4 — редукционный
клапан; 5 — механизм переключения передач; 6 — воздухораспределитель; I — от ресивера;
Н — низшая передача делителя; В — высшая передача делителя.

Воздух из пневмопривода тормозной системы под давлением 0,62–0,75 МПа
подается на вход редукционного клапана 4, на выходе из которого поддерживается постоянное давление 0,40–0,45 МПа.
Кран 3 управления делителем в зависимости от положения золотника направляет воздух, поступающий из редукционного клапана, в одну из полостей
под поршнем воздухораспределителя, обеспечивая таким образом подачу воздуха в полость А или Б цилиндра.
Предварительный выбор передачи в делителе производится смещением рычага переключателя в положение В или Н.
Воздух из редукционного клапана под поршнем цилиндра поступает через
клапан включения делителя 1, который открывается в конце хода толкателя
при полностью выключенном сцеплении, упором 2, закрепленным на толкателе поршня пневмогидравлического усилителя выключения сцепления. Таким
образом, переключатель можно включать заранее, однако переключение передач в делителе произойдет только при выключении сцепления. Такое полуавтоматическое переключение передач делителя значительно облегчает его применение.
Раздаточные коробки. Раздаточной коробкой называется механизм трансмиссии, распределяющий крутящий момент двигателя между ведущими мостами трактора или автомобиля.
152

КОНСТРУКЦИЯ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

Раздаточная коробка способствует увеличению тяговой силы и повыше)
нию проходимости трактора или автомобиля за счет увеличения числа веду)
щих мостов. Она также может выполнять функции демультипликатора, что
позволяет увеличить диапазон передаточных чисел коробки передач.
В зависимости от типа привода ведущих мостов на тракторах и автомоби)
лях применяются раздаточные коробки с блокированным, дифференциаль)
ным и временным приводом.
При блокированном приводе все выходные валы раздаточной коробки име)
ют жесткую механическую связь. В дифференциальном приводе связь выход)
ных валов раздаточной коробки обеспечивается через дифференциал. Разда)
точные коробки с временным приводом обеспечивают временное подключение
одной из ветвей трансмиссии посредством автоматических устройств отбора
мощности.
Преимуществами блокированного привода являются простота и так назы)
ваемая автоматичность перераспределения крутящего момента. Автоматиче)
ское перераспределение крутящих моментов обеспечивает максимально воз)
можную проходимость трактора или автомобиля в случае попадания на уча)
сток дороги с малым коэффициентом сцепления хотя бы одного из ведущих
мостов.
Однако при движении трактора и автомобиля с блокированным приводом
ведущих мостов на дороге с высоким коэффициентом сцепления практически
неизбежно кинематическое рассогласование между жестко связанными веду)
щими колесами, что приводит к возникновению циркулирующей мощности.
Циркулирующая мощность увеличивает нагрузки в трансмиссии, потери энер)
гии, затрачиваемой на движение, износы деталей трансмиссии и шин, а так)
же расход топлива. Поэтому в раздаточных коробках с блокированным при)
водом предусматривают механизмы отключения ведущих мостов трансмис)
сии (в основном передних) при движении по твердым сухим дорогам.
Раздаточные коробки с дифференциальным приводом ведущих мостов ис)
ключают возникновение перечисленных выше недостатков. Применяемый в
этих коробках межосевой дифференциал позволяет приводным валам веду)
щих мостов вращаться с разными скоростями и распределять крутящий мо)
мент двигателя между мостами в соответствии с воспринимаемыми ими верти)
кальными нагрузками. При одинаковых нагрузках на ведущие мосты исполь)
зуют симметричные дифференциалы, а при разных — несимметричные. При
дифференциальном приводе ведущие мосты постоянно включены, что в ре)
зультате приводит к снижению износа шин и улучшению показателей управ)
ляемости и устойчивости.
Однако и при дифференциальном приводе ведущих мостов обязательно
предусматривается возможность блокировки межосевого дифференциала для
повышения проходимости в тяжелых дорожных условиях.
Для исключения циркуляции мощности при блокированном приводе, а
также для повышения проходимости при дифференциальном приводе приме)
няются различные конструкторские решения по автоматическому включению
и выключению дополнительного ведущего моста или по автоматической бло)
кировке и разблокировке межосевого дифференциала.
ГЛАВА 5. ТРАНСМИССИИ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

153

Рис. 5.20

Раздаточная коробка полноприводных грузовых автомобилей КамАЗ:
1 — ведущий вал; 2, 4, 8, 14, 18, 29 — шестерни; 3 — крышка; 5, 19, 20, 28 — муфты; 6 — коробка
отбора мощности; 7 — маслосборник; 9 — подшипник; 10 — сателлиты; 11, 21 — валы привода
мостов; 12 — обойма; 13 — коронная шестерня; 15 — солнечная шестерня; 16 — дифференциал;
17 — картер; 22 — вилка; 23 — пневмокамера; 24 — шток; 25 — диафрагма; 26 — датчик блокировки
дифференциала; 27 — промежуточный вал.

Временный привод переднего ведущего моста может осуществляться с по4
мощью муфты свободного хода, которая устанавливается в приводе переднего
моста. Передний мост в этом случае имеет несколько большее в сравнении с
задним мостом передаточное отношение. При движении по хорошей дороге,
когда колеса заднего ведущего моста катятся без пробуксовывания, ведущая
154

КОНСТРУКЦИЯ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

часть муфты свободного хода опережает ведомую и не передает крутящий мо,
мент на передний мост. Если колеса заднего моста начинают пробуксовывать
при попадании на дорожную поверхность с низким коэффициентом сцепле,
ния, ведущая часть муфты свободного хода догоняет ведомую, муфта замыка,
ется, и передний мост автоматически включается в работу.
Вместо муфты свободного хода в приводе переднего моста может быть уста,
новлена вязкостная муфта или гидравлически управляемая фрикционная муф,
та, которые могут применяться также и в качестве механизмов блокировки
межосевых дифференциалов.
Раздаточная коробка полноприводных грузовых автомобилей КамАЗ пока,
зана на рисунке 5.20. Коробка имеет дифференциальный привод ведущих мо,
стов, а также повышающую и понижающую передачи.
Дифференциал цилиндрический, несимметричный, планетарного типа с
четырьмя сателлитами 10, коронной 13 и солнечной 15 шестернями; коронная
шестерня 13 соединена с валом 11 привода задних мостов. Момент вращения
солнечной шестерни передается на вал 21 привода переднего моста.
При движении автомобиля по хорошей дороге дифференциал должен быть
разблокирован, так как передний мост постоянно включен. В этом случае обе,
спечивается постоянная и равномерная тяга всех мостов и устраняются допол,
нительные нагрузки в трансмиссии.
При движении в тяжелых дорожных условиях для повышения проходи,
мости автомобиля дифференциал блокируется. Блокировка дифференциала
осуществляется зубчатой муфтой 20 с пневматическим приводом, содержащим
пневматическую камеру 23, между корпусом и крышкой которой установлена
диафрагма 25. При включении крана управления блокировкой дифференциа,
ла сжатый воздух поступает в полость между крышкой и диафрагмой 25, пере,
мещает диафрагму и через шток 24 вилкой 22 передвигает муфту 20. В резуль,
тате вал 21 привода переднего моста соединяется с корпусом дифференциа,
ла 16, дифференциал блокируется, а валы 21 и 11 привода переднего и задних
мостов жестко соединяются и вращаются с одинаковой скоростью.
Переключение передач в раздаточной коробке также осуществляется пнев,
матическим приводом, который содержит трехпозиционный кран переключе,
ния передач и обеспечивает управление двух пневматических камер с нажим,
ными пружинами, осуществляющими перемещение муфт 19 и 28. При вклю,
чении повышающей передачи муфта 19 вводится в зацепление с зубчатым
венцом шестерни 18. При включении понижающей передачи муфта 28 соеди,
няет шестерни 29 и 8. Для предотвращения одновременного включения двух
передач в раздаточной коробке имеется блокирующий механизм, обеспечи,
вающий поочередное перемещение муфт 19 и 28.
В раздаточной коробке имеется люк, закрытый крышкой 3, для установки
специальной коробки отбора мощности, а также маслосборник 7 для смазыва,
ния наиболее нагруженного роликового подшипника 9. К раздаточной коробке
прикреплена коробка отбора мощности 6 на лебедку с муфтой 5 включения и
выключения.
Привод переднего ведущего моста трактора Беларус,1221 временного типа
осуществляется от вторичного вала коробки передач через шестерню привода
ГЛАВА 5. ТРАНСМИССИИ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

155

Рис. 5.21

Привод переднего ведущего моста тракто7
ра Беларус71221:
1 — шестерня ведущая; 2 — муфта фрикцион7
ная; 3 — барабан; 4 — вал; 5 — полумуфта;
6 — толкатель; 7 — выключатель; 8 — втулка
шлицевая; 9 — вал торсионный; 10 — трубопро7
вод масла.

синхронного вала отбора мощности фрикционной гидроуправляемой муфтой
(рис. 5.21). Привод переднего ведущего моста расположен в корпусе коробки
передач с правой стороны по ходу трактора.
Включение и отключение привода осуществляется с помощью гидропод7
жимной муфты по сигналу датчика, на который воздействует механизм свобод7
ного хода в зависимости от буксования задних колес.
Привод состоит из следующих основных узлов и деталей. Вал 4 смонтиро7
ван в корпусе коробки передач на шариковых подшипниках. На валу свободно
вращается шестерня 1, находящаяся в постоянном зацеплении с шестерней
привода синхронного вала отбора мощности. При включенной муфте шестерня
соединяется пакетом фрикционных дисков с барабаном 3 гидроподжимной муф7
ты, под действием давления масла подаваемого по трубопроводу 10. Барабан и
кулачковая полумуфта 5 механизма свободного хода установлены на шлицах
вала 4, при этом шлицевое соединение позволяет барабану проворачиваться
относительно вала на угол 45°. Полумуфта постоянно поджата к кулачкам ба7
рабана пружиной и имеет возможность перемещаться в осевом направлении,
воздействуя на толкатель 6 датчика автоматического включения привода 7.
Торсионный вал 9 соединяет вал 4 через шлицевую втулку 8 со скользящей
вилкой карданного вала.
При движении трактора вперед без буксования вал 4, связанный с колесами
переднего ведущего моста, имеет частоту вращения на 5–6% большую, чем ше7
стерня 1, и барабан 3 поворачивается относительно вала. Кулачки барабана 3
перемещают полумуфту 5 по шлицам вала в осевом направлении, сжимая пру7
жину. При этом контакты выключателя 7 датчика автоматического включения
привода разомкнуты, и давление в бустере фрикционной муфты отсутствует.
При буксовании задних колес более установленного значения частота вра7
щения вала 4 по сравнению с шестерней 1 снижается настолько, что барабан 3
проворачивается в обратном направлении и пружина возвращает полумуфту 5
в исходное положение. Полумуфта конусной частью перемещает толкатель 6,
выключатель 7 замыкает электрическую цепь электромагнита распределите7
ля, и масло под давлением подается в бустер муфты. При этом пакет дисков
сжимается, блокируя шестерню 1 с барабаном 3 и обеспечивая передачу крутя7
щего момента.
156

КОНСТРУКЦИЯ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

Система управления приводом переднего ведущего моста имеет три режи$
ма: автоматическое управление; передний ведущий мост включен принуди$
тельно; передний ведущий мост выключен.
В режиме «Автоматическое управление» привод переднего ведущего моста
автоматически включается и выключается при движении передним ходом с
помощью датчика 7, подающего сигнал в зависимости от буксования на элек$
трогидрораспределитель, направляющий поток масла под давлением к муфте
привода. Автоматическое выключение привода переднего ведущего моста про$
исходит также и при повороте передних колес на угол более 25° в любую сторо$
ну. Сигнал выключения подается от датчика положения управляемых колес.
В режиме «Передний ведущий мост включен принудительно» привод перед$
него ведущего моста включен принудительно как на переднем, так и на заднем
ходу, независимо от углов поворота передних колес и буксования за счет посто$
янной подачи масла под давлением в полость гидроподжимной муфты.
Ходоуменьшители. Для выполнения некоторых сельскохозяйственных ра$
бот (посадка рассады овощей и их уборка) требуется, чтобы трактор работал на
пониженных скоростях — менее 1,3 км/ч. Для этого по заказу тракторы могут
оборудоваться ходоуменьшителем.
На тракторах Беларус$80.1 и Беларус$82.1 устанавливается механический
ходоуменьшитель, который крепится с левой стороны коробки передач. Ходо$
уменьшитель (рис. 5.22) представляет собой смонтированный в отдельном кор$
пусе 13 шестеренчатый редуктор планетарного типа с передаточным числом 7,1.
Редуктор состоит из промежуточной шестерни 17, вала$шестерни 1 и пла$
нетарного механизма, в который входят: водило 4 с тремя сателлитами 7, ко$
ронная 5 и солнечная 3 шестерни.

Рис. 5.22

Ходоуменьшитель трактора Беларус$80.1/82.1:
1 — вал$шестерня; 2 — втулка; 3 — солнечная шестерня; 4 — водило; 5 — коронная шестерня;
6, 16, 19 — подшипники; 7 — сателлит; 8 — ось сателлита; 9 — палец; 10 — рычаг; 11 — кольцо;
12 — валик; 13 — корпус; 14 — иглы; 15 — ось; 17 — шестерня промежуточная; 18 — заглушка;
20 — вилка; 21 — винт; 22 — фиксатор.

ГЛАВА 5. ТРАНСМИССИИ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

157

Промежуточная шестерня 17, входящая в зацепление в коробке передач с
шестерней включения ходоуменьшителя, вращается на роликовом подшип1
нике 16 на неподвижней оси 15, зафиксированной в корпусе 13 стопорным вин1
том 21. Промежуточная шестерня находится в постоянном зацеплении с ва1
лом1шестерней 1, установленным в корпусе на двух подшипниках 6, 19.
Двухвенцовая шестерня 3 вращается на втулке 2 относительно вала1ше1
стерни 1. Один венец шестерни 3 соединяется с ведомой шестерней первой пе1
редачи заднего хода в коробке передач, второй, выполняя роль солнечной ше1
стерни планетарного механизма, находится в постоянном зацеплении с сател1
литами 7.
Ступица водила 4 соединена шлицами с валом1шестерней 1. В расточках
водила 4 запрессованы оси 8, относительно которых на иглах 14 вращаются
сателлиты 7.
Коронная шестерня 5 неподвижна и фиксируется относительно корпуса 13
двумя пальцами 9, своими внутренними зубьями она постоянно соединена с
тремя сателлитами 7.
Управление ходоуменьшителем осуществляется с помощью наружного ры1
чага 10, который через валик 12 соединен с вилкой 20, заходящей в паз ше1
стерни включения ходоуменьшителя коробки передач. В выключенном и вклю1
ченном положениях вилка 20 с валиком 12 удерживается пружинным фикса1
тором 22. При включении ходоуменьшителя валик 12 перемещается назад,
вилка 20 вводит в зацепление шестерню включения ходоуменьшителя короб1
ки передач с промежуточной шестерней 17 и одновременно разъединяет ведо1
мую шестерню первой передачи и заднего хода коробки передач с валом пони1
женных передач.
В результате этого на первой и второй передачах переднего и заднего хода
крутящий момент от коробки передач подводится к большому венцу двухвен1
цовой шестерни 3 ходоуменьшителя и от нее, через планетарный механизм,
вал1шестерню 1, промежуточную шестерню 17, шестерню включения ходо1
уменьшителя возвращается на вал пониженных передач коробки передач, из1
менив при этом направление вращения. Поэтому для получения пониженных
скоростей переднего хода необходимо включать передачу заднего хода короб1
ки передач и наоборот. Кроме того, при работе трактора на пониженных скоро1
стях сначала следует включать ходоуменьшитель, а затем передачу коробки
передач.
Техническое состояние коробок передач контролируют по легкости вклю1
чения передач, отсутствию их самовыключения, посторонним шумам и подте1
каниям масла. К основным неисправностям механических коробок передач с
дистанционным приводом относятся: затрудненное включение всех передач
со скрежетом, самовыключение передач на ходу, затрудненное перемещение
рычага переключения передач, невозможность включения/переключения пе1
редач, повышенный шум при работе коробки передач и др.
При проведении ТО11 проверяется крепление коробки передач, уровень
масла и работа системы управления. При внешнем осмотре коробки передач
следует обращать внимание на состояние выходных уплотнений валов и уп1
лотнительных прокладок с целью предупреждения течи масла.
158

КОНСТРУКЦИЯ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

Углубленный осмотр коробки передач, проверка крепления крышек под)
шипников ведомого и промежуточного валов коробки передач проводится при
проведении ТО)2. При этом также проводят доливку или замену масла (соглас)
но инструкции) и меняют фильтр коробки передач.
При уходе за гидравлической системой управления фрикционными муфта)
ми и тормозами особое внимание необходимо обратить на состояние фильтров
всасывающей и нагнетательной системы маслопроводов и приборов контроля.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ

1.
2.
3.
4.
5.
6.

Каково назначение коробок передач?
Что представляют собой ступенчатые коробки передач?
Как устроены коробки передач тракторов и автомобилей?
Каково назначение дополнительных коробок передач?
Каково назначение раздаточных коробок?
Для каких целей на тракторы устанавливают ходоуменьшители?

5.3. ПРОМЕЖУТОЧНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ
И КАРДАННЫЕ ПЕРЕДАЧИ
Промежуточные соединения. Предназначены для передачи
крутящего момента от одного вала к другому, при этом геометрические оси
валов могут не совпадать. Несоосность валов может возникнуть при неточно)
стях изготовления, погрешностях сборки, деформации рам и корпусов, а так)
же изменений взаимного расположения сборочных единиц в процессе эксплуа)
тации.
Для компенсации несоосности между валом сцепления и валом коробки
передач на многих тракторах применяют промежуточные соединения.
По числу шарниров промежуточные соединения подразделяются на оди)
нарные и двойные, соответственно с одним или двумя шарнирами.
По конструкции шарниров соединения подразделяются на жесткие, мяг)
кие и комбинированные.
Жесткие шарниры состоят только из металлических деталей, а мягкие
имеют упругие неметаллические элементы.
У тракторов К)744Р для соединения двигателя с коробкой передач приме)
нено комбинированное промежуточное соединение, представляющее собой по)
лужесткую муфту (см. рис. 5.23), которая осуществляет передачу крутящего
момента от двигателя к коробке передач и обеспечивает привод к гидронасосам
рулевого управления и навесного устройства.
Полужесткая муфта устанавливается на маховик двигателя. Крутящий
момент передается ведущим диском 1 муфты через резиновые втулки 3 и паль)
цы 4 зубчатой муфте 2. Зубчатая муфта 2 внутренними зубьями связана с муф)
той 17, которая передает вращение на шлицевой вал 13. Муфта 17 на шлицах
вала 13 установлена с подвижной посадкой и предназначена для отключения
двигателя от трансмиссии. Вал 13 установлен на двух подшипниках: один —
в диске 1, второй — на ступице ведущей шестерни 10. На валу 13 установлен
перемещающийся по шлицам фланец 12, с которым связан карданный вал при)
вода коробки передач.
ГЛАВА 5. ТРАНСМИССИИ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

159

Рис. 5.23

Полужесткая муфта и редуктор привода насосов:
1 — ведущий диск; 2 — зубчатая муфта; 3 — резиновая втулка; 4 — палец; 5 — шлицевая втулка;
6 — плавающая муфта; 7, 10 — шестерни; 8 — корпус; 9 — муфта; 11 — штуцер; 12 — фланец;
13 — вал; 14 — труба; 15 — шарик; 16 — пружина; 17 — муфта.

160

КОНСТРУКЦИЯ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

Привод к гидронасосам осуществляется через шестерни 10 и 7 и далее че'
рез компенсирующее устройство: шлицевую втулку 5, плавающую муфту 6 и
муфту 9 на ведущий валик насоса.
При запуске двигателя в зимнее время или при неисправностях двигателя,
требующих его отключения при буксировке, трансмиссия трактора отключа'
ется рычагом, управляющим муфтой 17. Перевод рычага из одного положения
в другое производится только при остановленном двигателе.
Смазка редуктора привода насосов осуществляется от гидросистемы ко'
робки передач. Масло под давлением через штуцер 11, в котором имеются два
отверстия диаметром 1,8 мм, поступает в зону привода насосов, а затем путем
разбрызгивания смазываются подшипники, шестерни и другие детали, после
чего масло сливается по трубе 14 в коробку передач.
Карданные передачи. Карданной передачей называется механизм транс'
миссии трактора и автомобиля, осуществляющий передачу крутящего момен'
та внутри трансмиссии между агрегатами, оси валов которых не совпадают и
могут изменять свое положение.
В зависимости от типа, компоновки и конструкции трактора и автомобиля
карданная передача может передавать крутящий момент от двигателя к ко'
робке передач, от коробки передач к главной передаче ведущего моста, между
главными передачами ведущих мостов и другим механизмам трансмиссии.
Карданная передача также может применяться в приводе вспомогательных
механизмов и для связи рулевого колеса с рулевым механизмом.
В трансмиссиях тракторов и автомобилей применяются карданные пере'
дачи с шарнирами неравных и равных угловых скоростей, которые представ'
ляют собой подвижные соединения, обеспечивающие передачу крутящего мо'
мента между карданными валами, оси которых не совпадают и могут изме'
нять свое положение.
Шарниры неравных угловых скоростей имеют неравномерную угловую ско'
рость ведомого вала при равномерной угловой скорости ведущего. У шарниров
равных угловых скоростей скорости ведущего и ведомого валов всегда одина'
ковы.
Карданный шарнир неравных угловых
скоростей состоит из вилки 1 (рис. 5.24),
закрепленной на ведущем валу, вилки 3,
закрепленной на ведомом валу, и кресто'
вины 2, соединяющей вилки с помощью
игольчатых подшипников. Вилка 3 может
поворачиваться относительно оси ОО кре'
стовины и одновременно с крестовиной
поворачиваться относительно оси О1О1 при
передаче вращения с ведущего вала на ве'
Рис. 5.24
домый при изменяющемся угле g между Карданный шарнир неравных угловых
скоростей:
валами.
1, 3 — вилки; 2 — крестовина; j1, j2 — углы
При повороте ведущего вала на неко'
поворота соответственно ведущего
и ведомого вала; w 1, w 2 — угловые скорости
торый угол j1 ведомый вал за это время
ведущего и ведомого валов соответственно;
g — углы между валами.
повернется на угол j2, при этом соотно'
ГЛАВА 5. ТРАНСМИССИИ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

161

шение между углами поворота валов, согласно законам теоретической меха*
ники, равно tgj1 = tgj2cosg.
Таким образом, валы карданного шарнира вращаются с разными угловы*
ми скоростями (w1 и w2). При этом неравномерность вращения ведущего вала
тем больше, чем больше угол g между валами шарнира.
Для устранения неравномерного вращения используют два карданных шар*
нира неравных угловых скоростей, которые устанавливают на концах кардан*
ного вала. При этом вилки карданных шарниров, соединенные с карданным
валом, располагаются в одной плоскости. Тогда неравномерность вращения,
создаваемая первым карданным шарниром, выравнивается вторым, и ведо*
мый вал второго шарнира вращается равномерно со скоростью ведущего вала
первого шарнира.
Карданные шарниры неравных угловых скоростей допускают передачу
вращения при углах между валами до 15–20°.
На тракторах и автомобилях в зависимости от их габаритных размеров и
схемы трансмиссии применяются одновальные и двухвальные карданные пе*
редачи с шарнирами неравных угловых скоростей.
На тракторах для связи двигателя с коробкой передач и привода переднего
и заднего ведущих мостов в основном применяются одновальные карданные
передачи, которые состоят из карданного вала и двух карданных шарниров.
Одновальные карданные передачи применяются на автомобилях с корот*
кой базой для соединения коробки передач с задним ведущим мостом и в авто*
мобилях повышенной проходимости — для связи коробки передач с раздаточ*
ной коробкой и раздаточной коробки с ведущими мостами.
Двухвальная карданная передача применяется на автомобилях с длинной
базой для связи коробки передач с задним ведущим мостом. Передача включает
в себя два карданных вала, три карданных шарнира и промежуточную опору.
Карданная передача грузовых автомобилей ЗИЛ*433360 (рис. 5.25) — двух*
вальная, трехшарнирная, с карданными шарнирами неравных угловых скоро*
стей. Передача включает основной 6 и промежуточный 1 карданные валы с кар*

Рис. 5.25

Карданная передача грузовых автомобилей ЗИЛ*433360:
1, 6 — соответственно промежуточный и основной карданные валы; 2 — втулка; 3 — проме*
жуточная опора; 4 — кронштейн; 5 — карданный шарнир; 7 — обойма; 8 — подшипник; 9 —
крышка; 10 — компенсирующее устройство.

162

КОНСТРУКЦИЯ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

данными шарнирами 5, промежуточную опору 3 и компенсирующее устройст&
во 10. Промежуточная опора установлена на промежуточном карданном валу 1
и представляет собой шариковый подшипник 8, запресованный в упругую рези&
новую обойму 7 с кронштейном 4, закрепленным на раме автомобиля.
Компенсирующее устройство 10 карданной передачи представляет собой
подвижное в осевом направлении соединение. Оно состоит из шлицевой втул&
ки 2, приваренной к промежуточному карданному валу, и шлицевого нако&
нечника вилки карданного шарнира 5, соединяющего карданные валы.
Карданные передачи с шарнирами равных угловых скоростей на тракто&
рах и автомобилях применяются для привода передних управляемых и одно&
временно ведущих колес. На тракторах и автомобилях применяют сдвоенные,
кулачковые и шариковые шарниры равных угловых скоростей.
Сдвоенные карданные шарниры равных угловых скоростей представляют
собой карданную передачу с двумя шарнирами неравных угловых скоростей с
крестовинами и с укороченным до предельного значения соединяющим валом.
Сдвоенный карданный шарнир может работать при углах между осями
валов до 40°. Шарниры данного типа имеют широкое применение в передних
ведущих мостах тракторов «Беларус».
Одной из разновидностей кулачковых шарниров является кулачково&дис&
ковый шарнир (рис. 5.26), который состоит из связанных с ведущим и ведомым
валами вилок 1 и 4 и вставленных в них ци&
линдрических кулаков 2 и 3, в пазы кото&
рых входит диск 5, передающий крутя&
щий момент от ведущей вилки к ведомой.
Угловое перемещение его деталей осуще&
ствляется благодаря скольжению плоско&
стей вилок 1 и 4 относительно цилиндри&
ческих поверхностей фасонных кулаков 2
и 3 и диска 5.
Кулачковые шарниры обеспечивают
Рис. 5.26
Кулачково&дисковый шарнир равных
максимальное значение угла между вала&
угловых скоростей:
ми в 50°. Благодаря большой контактной
1, 4 — вилки; 2, 3 — цилиндрические
кулаки; 5 — диск.
поверхности деталей, воспринимающих
усилия, кулачковые шарниры имеют вы&
сокую несущую способность и применяются на грузовых автомобилях высо&
кой грузоподъемности — УРАЛ и КамАЗ. Основной недостаток кулачковых
шарниров заключается в том, что сопряженные детали работают в условиях
трения скольжения, что снижает их КПД.
Принцип действия шариковых шарниров равных угловых скоростей осно&
ван на том, что при любом относительном положении валов точки контакта
деталей, через которые они связаны между собой, находятся в плоскости бис&
сектрис углов, образованных осями валов. Точки контакта валов должны по&
стоянно находиться в биссекторной плоскости — это требование реализуется
различными способами.
В шариковых шарнирах с четырьмя рабочими и одним центрирующим ша&
риком обеспечение нахождения рабочих шариков в биссекторной плоскости
ГЛАВА 5. ТРАНСМИССИИ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

163

осуществляется за счет специального профиля делительных канавок, выполненных в ведущей и ведомой вилках. Средние линии канавок представляют
собой окружности одинакового радиуса, центры которых равноудалены от центра шарнира. При вращении вилок эти линии образуют две сферические поверхности, пересекающиеся по окружности, являющейся траекторией движения шариков. Благодаря симметричному расположению канавок в обеих вилках центры шариков всегда находятся в биссекторной плоскости.
В передаче крутящего момента в каждом направлении в данном шарнире
участвуют лишь два шарика, что приводит к большим контактным напряжениям и влияет на износостойкость шарнира.
Предельный угол между осями валов составляет 32–35°. Применяются данные шарниры на грузовых автомобилях малой грузоподъемности ГАЗ и УАЗ.
Шариковый шарнир с делительным рычажком (рис. 5.27) состоит из двух
кулаков: внутреннего 1, связанного с ведущим валом 5, и наружного 2, связанного с ведомым валом 6. В обоих кулаках имеется по шесть тороидных канавок, расположенных в плоскостях, проходящих через оси валов. В канавках
находятся шарики, положение которых
задается сепаратором 3, взаимодействующим с валами через делительный рычажок 4. Один конец рычажка поджимается пружиной к гнезду в вале, другой скользит в цилиндрическом отверстии вала 6.
При изменении относительного положения валов рычажок наклоняется и поворачивает сепаратор, который, в свою
очередь, изменяя положение шариков,
Рис 5.27
Шариковый шарнир с делительным
обеспечивает их пребывание в биссекторрычажком:
ной плоскости. В таком шарнире крутя1 — внутренний кулак; 2 — наружный
щий момент передается через все шесть
кулак; 3 — сепаратор; 4 — делительный
рычажок; 5 — ведущий вал; 6 — ведомый
шариков.
вал.
Шарнир надежен и хорошо работает
при углах между осями валов до 35–38°. Шариковый шарнир с делительным
рычажком применяется в конструкции передних мостов автомобилей повышенной проходимости ЗИЛ и ВАЗ.
Другой разновидностью шарикового шарнира является шарнир равных
угловых скоростей с угловым контактом, который отличается от вышеописанной конструкции отсутствием делительного рычажка и геометрией беговых дорожек. Установка шариков в биссекторную плоскость происходит благодаря эксцентричности сфер, в которых располагаются оси тороидальных
канавок кулаков.
Центры сфер, в которых лежат оси канавок наружного и внутреннего кулаков, смещены относительно друг друга, поэтому при повороте осей валов
шарики с сепаратором занимают бессекторное положение.
Работа таких шарниров подобна работе шарнира, имеющего делительный
рычажок, однако характеризуется менее точной кинематикой. Простота и надежность конструкции, высокая несущая способность при небольших габари164

КОНСТРУКЦИЯ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

тах являются причинами массового применения таких шарниров на современ%
ных переднеприводных автомобилях.
Техническое состояние промежуточных соединений и карданных передач
контролируют по посторонним шумам и вибрациям. К основным неисправно%
стям относятся: стуки при трогании с места и переключении передач, сильная
вибрация при движении трактора и автомобиля в определенном диапазоне ско%
ростей и др.
При проведении ТО%1 проверяется крепление фланцев карданных сочле%
нений и проводится смазка шлицевой муфты, крестовин и подвесного под%
шипника.
Проверка наличия люфта в карданных сочленениях и упругих соедини%
тельных муфтах осуществляется при ТО%2. Кроме этого проводится подтяжка
крепления деталей карданных передач и проверка состояния резиновых эле%
ментов. При существенном изменении формы резиновых элементов их заме%
няют новыми.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ

1.
2.
3.
4.

Каково назначение карданной передачи?
Перечислите основные части карданной передачи.
Для чего в карданной передаче необходимо подвижное шлицевое соединение?
Где применяются в трансмиссии карданные шарниры неравных и равных угло%
вых скоростей?
5. Какие типы шарниров равных угловых скоростей применяются на грузовых авто%
мобилях высокой грузоподъемности?
6. Как работают шариковые шарниры равных угловых скоростей?

5.4. ВЕДУЩИЕ МОСТЫ
Ведущим мостом называется агрегат трактора и автомобиля с
ведущими колесами, воспринимающий все виды усилий, действующих между
колесами и подвеской. В качестве ведущих мостов на тракторах и автомоби%
лях используются передние, задние или одновременно все мосты. Ведущие
мосты с управляемыми колесами называются комбинированными. Они при%
меняются в основном в качестве передних мостов тракторов и автомобилей.
Ведущий мост представляет собой пустотелую балку, на концах которой
установлены ступицы с ведущими колесами, внутри размещаются главная пе%
редача, дифференциал и полуоси. По конструкции балки ведущие мосты быва%
ют разъемные и неразъемные.
Картер разъемного ведущего моста состоит из двух соединенных между
собой частей, имеющих разъем в продольной вертикальной плоскости. Картер
неразъемного ведущего моста выполняется в виде цельной балки с утолщен%
ной центральной частью. Балка имеет трубчатое сечение и может состоять из
двух штампованных стальных половин, сваренных в продольной плоскости.
Картер неразъемного ведущего моста литой конструкции изготавливают из
ковкого чугуна или стали. Неразъемные литые ведущие мосты обладают высо%
кой жесткостью и прочностью, но имеют бóльшую массу и габаритные разме%
ры по сравнению со штампованными.
ГЛАВА 5. ТРАНСМИССИИ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

165

Неразъемные ведущие мосты удобнее в обслуживании, чем разъемные,
так как для доступа к главной передаче и дифференциалу не требуется сни0
мать мост с трактора и автомобиля.
Главные передачи. Главная передача представляет механизм трансмис0
сии, преобразующий крутящий момент. Она обеспечивает увеличение крутя0
щего момента двигателя, подводимого к ведущим колесам, и уменьшение ско0
рости их вращения.
На тракторах и автомобилях применяются одинарные и двойные главные
передачи.
Одинарные главные передачи состоят из одной пары цилиндрических или
конических шестерен. Цилиндрическая главная передана применяется при
поперечном расположении двигателя и валов коробки передач. Коническая
главная передача (рис. 5.28а) применяется при продольном расположении дви0
гателя и валов коробки передач. Оси ведущей 1 и ведомой 2 шестерен в кони0
ческой главной передаче лежат в одной плоскости и пересекаются.
Гипоидная главная передача (рис. 5.28б) широко применяется на совре0
менных автомобилях. Оси ведущей 1 и ведомой 2 шестерен гипоидной главной
передачи, в отличие от конической, не лежат в одной плоскости и не пересека0
ются. Передача может быть с верхним или нижним гипоидным смещением.
Гипоидная главная передача по сравнению с другими более прочная и бесшум0
ная, имеет высокую плавность зацепления. При нижнем гипоидном смещении
появляется возможность снизить центр тяжести трактора и автомобиля и по0
высить их устойчивость. Однако гипоидная главная передача требует высокой
точности изготовления, сборки, регулировки и применения специального мас0
ла для гипоидных передач.
Для передачи больших крутящих моментов на тракторах и автомобилях
применяются двойные главные передачи.
Двойные главные передачи могут быть центрального и разнесенного типов.
Они имеют две зубчатые пары и обычно состоят из пары конических шестерен
со спиральными зубьями и пары цилиндрических шестерен с прямыми или
косыми зубьями.
В центральной главной передаче (рис. 5.29а) коническая и цилиндрическая
пары шестерен размещены в одном картере в центре ведущего моста. Крутя0
щий момент от конической пары передается на цилиндрическую и через диф0
ференциал подводится к ведущим колесам.
В разнесенной главной передаче (рис. 5.29б) коническая пара шестерен 1
находится в картере в центре ведущего моста, а цилиндрические шестерни 2 —
в колесных редукторах, получивших название конечных передач.
При разделении главной передачи на две части уменьшаются нагрузки на
полуоси и детали дифференциала, а также уменьшаются размеры картера и
средней части ведущего моста, что позволяет увеличить дорожный просвет.
Дифференциал. Дифференциал представляет собой механизм трансмис0
сии, распределяющий подводимый к нему крутящий момент между выходны0
ми валами, соединенными с ведущими колесами. Дифференциал обеспечива0
ет вращение ведущих колес с разными угловыми скоростями, что необходимо
при движении трактора и автомобиля на поворотах и по неровным дорогам.
166

КОНСТРУКЦИЯ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

Рис. 5.28

Одинарные главные передачи:
а — коническая; б — гипоидная; 1 — ведущая шестерня; 2 — ведомая шестерня;
l — гипоидное смещение.

Рис. 5.29

Двойные главные передачи:
а — центральные; б — разнесенные; 1 — конические шестерни; 2 — цилиндрические
шестерни; 3 — полуось.

В зависимости от места расположения дифференциалы делятся на межко/
лесные и межосевые. Дифференциал, распределяющий крутящий момент ме/
жду ведущими колесами трактора и автомобиля, называется межколесным, а
распределяющий крутящий момент между ведущими мостами — межосевым.
На большинстве тракторов и автомобилей применяются конические сим/
метричные дифференциалы малого трения. Симметричный дифференциал
распределяет крутящий момент между выходными валами поровну. Его пере/
даточное число равно единице, а полуосевые шестерни 3 и 4 (см. рис. 5.30а)
ГЛАВА 5. ТРАНСМИССИИ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

167

Рис. 5.30

Кинематические схемы шестерен0
ных дифференциалов:
а — симметричного; б — несимметрич0
ного; 1 — корпус; 2 — сателлит;
3, 4 — шестерни.

a

б

Рис. 5.31

Работа дифференциала
при движении:
а — по прямой; б — на
повороте; 1, 4 — полуосевые
шестерни; 2 — корпус;
3 — сателлит; 5 — полуось.

a

б

Рис. 5.32

Кинематические схемы дифферен0
циалов повышенного трения:
а — кулачковый; б — червячный;
1 — корпус; 2 — обойма; 3 — кулачек;
4, 5 — звездочки; 6, 8 — червяки;
9, 10 — шестерни.

имеют одинаковые размеры. Симметричные дифференциалы применяются на
тракторах и автомобилях в качестве межколесных и межосевых, когда крутя0
щий момент между ведущими мостами распределяется поровну.
Несимметричный дифференциал распределяет крутящий момент между
выходными валами не поровну. Его передаточное число не равно единице, а
полуосевые шестерни 3 и 4 (рис. 5.30б) имеют разные размеры. Несимметрич0
ные дифференциалы применяют в качестве межосевых, когда крутящий мо0
мент необходимо распределять пропорционально нагрузкам, приходящимся
на ведущие мосты.
При прямолинейном движении трактора и автомобиля с симметричным
дифференциалом по ровной дороге ведущие колеса одного моста проходят оди0
наковые пути и вращаются с одной и той же скоростью, при этом корпус диффе0
ренциала, сателлиты и полуосевые шестерни вращаются как одно целое (рис.
5.31а). В этом случае сателлиты 3 не вращаются вокруг своих осей, а на полу0
168

КОНСТРУКЦИЯ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

осевые шестерни 4 и оба ведущих колеса передаются одинаковые крутящие
моменты.
При повороте трактора и автомобиля (рис. 5.31б) внутреннее по отношению
к центру поворота колесо вращается медленнее, чем наружное, и вместе с ним
замедляет свое вращение полуосевая шестерня внутреннего колеса. При этом
сателлиты 3 начинают вращаться вокруг своих осей и ускоряют вращение по8
луосевой шестерни наружного колеса. В результате ведущие колеса вращают8
ся с разными скоростями, что и необходимо при движении на повороте. При
движении по неровной дороге ведущие колеса также встречают различные со8
противления и проходят разные пути. В соответствии с этим дифференциал
обеспечивает им разную скорость вращения и качения без проскальзывания и
буксования.
При движении по бездорожью — когда одно из ведущих колес попадает на
скользкий участок дороги, а другое находится на твердой сухой дороге — воз8
можна остановка трактора или автомобиля. При этом колесо, находящееся на
сухой твердой дороге, будет неподвижным, а колесо на скользкой дороге — буксо8
вать. Для устранения этого недостатка применяют принудительную блокировку
дифференциала, жестко соединяя одну из полуосей с корпусом дифференциала.
Конический симметричный дифференциал является дифференциалом ма8
лого трения, так как его внутреннее трение невелико. Он прост по конструк8
ции, имеет небольшие размеры и массу, высокие КПД и надежность и обеспе8
чивает хорошую управляемость, устойчивость, а также уменьшает изнашива8
ние шин и расход топлива.
Межосевой дифференциал распределяет крутящий момент между главны8
ми передачами ведущих мостов тракторов и автомобилей. Дифференциал ус8
танавливается в раздаточной коробке или в картере главной передачи одного
из мостов. Межосевой дифференциал исключает циркуляцию мощности в
трансмиссии.
Для повышения проходимости тракторов и автомобилей применяют диф8
ференциалы повышенного трения кулачкового и червячного типов.
Кулачковые дифференциалы с радиальным расположением кулачков по8
лучили большее распространение на тракторах и автомобилях (рис. 5.32а). Ку8
лачки 3 размещаются в один или два ряда в отверстиях обоймы 2 корпуса 1
дифференциала между полуосевыми звездочками 4 и 5, которые установлены
на шлицах полуосей и выполняют роль сателлитов.
При прямолинейном движении трактора и автомобиля по ровной дороге
кулачки неподвижны относительно обоймы и полуосевых звездочек.
Своими концами они упираются в профилированные кулачки полуосевых
звездочек и расклинивают их. Все детали дифференциала вращаются как одно
целое, и оба ведущих колеса вращаются с одинаковыми скоростями.
При движении трактора и автомобиля на повороте или по неровной дороге
кулачки перемещаются в отверстиях обоймы и обеспечивают ведущим колесам
автомобиля разную скорость вращения без проскальзывания и буксования.
Кулачковые дифференциалы относительно просты по конструкции и име8
ют небольшую массу. Они применяются на автомобилях повышенной проходи8
мости ГАЗ.
ГЛАВА 5. ТРАНСМИССИИ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

169

При прямолинейном движении трактора и автомобиля по ровной дороге
корпус дифференциала, червяки и полуосевые шестерни вращаются как одно
целое (см. рис. 5.32б). При движении на повороте и по неровностям дороги
разная скорость вращения ведущих колес обеспечивается за счет относитель:
ного вращения, червяков и полуосевых шестерен.
Червячные дифференциалы обладают повышенным внутренним трением,
что способствует повышению тяговых свойств и проходимости тракторов и
автомобилей. Однако червячные дифференциалы наиболее сложны по конст:
рукции и в настоящее время на тракторах и автомобилях применяются очень
редко.
Полуоси и конечные передачи. Соединение ведущих колес трактора и авто:
мобиля с дифференциалом осуществляется с помощью валов трансмиссии, по:
лучивших название полуоси. Полуоси обеспечивают передачу крутящего
момента от дифференциала к ведущим колесам.
На тракторах и автомобилях применяются фланцевые и бесфланцевые кон:
струкции полуосей.
Фланцевая полуось представляет собой вал, изготовленный вместе с флан:
цем, который находится на наружном конце полуоси и служит для крепления
ее к ступице или диску колеса. Внутренний конец полуоси имеет шлицы для
соединения с полуосевой шестерней дифференциала. Бесфланцевая полуось
имеет с двух сторон шлицы. Шлицы наружного конца предназначены для ус:
тановки фланца крепления полуоси к ступице колеса, а шлицы внутреннего
конца — для соединения полуоси с шестерней дифференциала.
Кроме крутящего момента полуоси могут быть нагружены изгибающими
моментами от сил, действующих на ведущие колеса. Нагруженность полуосей
зависит от способа их установки в балке ведущего моста. Существуют полураз:
груженные и разгруженные полуоси.
Полуразгруженная полуось 1 (рис. 5.33а) наружным концом опирается на
подшипник 3, установленный в балке 2 заднего моста. Полуось не только пере:
дает крутящий момент на ведущее колесо, но и воспринимает изгибающие мо:
менты в вертикальной и горизонтальной плоскостях от сил, действующих на
ведущее колесо при движении автомобиля. Полуразгруженные полуоси при:
меняются в задних ведущих мостах грузовых автомобилей малой грузоподъем:
ности.
Разгруженная полуось 1 (рис. 5.33б) соединяется со ступицей 4 колеса,
установленной на балке 2 моста на двух подшипниках 3. В результате все изги:
бающие моменты воспринимаются балкой моста, а полуось передает только
крутящий момент. Разгруженные полуоси применяются в ведущих мостах
тракторов и грузовых автомобилей.
В конструкциях конечных передач тракторов и автомобилей повышенной
грузоподъемности широкое применение получили однорядные планетарные
колесные редукторы.
Солнечная шестерня 2 (рис. 5.34) приводится во вращение через полуось 1
и находится в зацеплении с тремя сателлитами 3, свободно установленными на
осях 4, жестко связанных с балкой моста. Сателлиты 3 входят в зацепление с
коронной шестерней 5, прикрепленной к ступице колеса и передают крутящий
170

КОНСТРУКЦИЯ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

Рис. 5.33

a

б

Полуоси:
а — полуразгруженная;
б — разгруженная;
1 — полуось; 2 — балка;
3 — подшипник;
4 — ступица.

Рис. 5.34

Планетарная конечная передача:
1 — полуось; 2 — солнечная шестерня;
3 — сателлит; 4 — ось сателлита; 5 — корон(
ная шестерня.

момент к ступице от солнечной шестерни 2. Для снижения динамических на(
грузок на детали конечной передачи коронную шестерню иногда изготавлива(
ют подпружиненной (плавающей).
Ведущие мосты колесных тракторов. Задний мост трактора Беларус(1221
(см. рис. 5.35) состоит из главной передачи, дифференциала с гидроуправляе(
мой фрикционной муфтой блокировки, бортовых передач, расположенных в
корпусе заднего моста, и конечных передач, расположенных в рукавах полу(
осей.
Главная передача — коническая с круговым зубом — состоит из ведущей
конической шестерни 16, выполненной как единое целое с вторичным валом
коробки передач, и ведомой шестерни 17, закрепленной болтами на корпусе
дифференциала 18.
Дифференциал — конический, малого трения, блокируемый, — состоит из
корпуса 18 и крышки 13, соединенных болтами, крестовины 15, четырех са(
теллитов 14 и двух полуосевых шестерен 12. Корпус дифференциала в сборе
установлен в корпусе заднего моста на двух роликоподшипниках 19. Для бло(
кировки дифференциала предусмотрена гидроуправляемая фрикционная мно(
годисковая муфта, которая блокирует крестовину, связанную с корпусом диф(
ференциала, с его левой полуосевой шестерней.
Бортовые передачи состоят из двух пар прямозубых цилиндрических шес(
терен 11, 2 и 20, 27. Ведущие шестерни 11, 20 бортовых передач установлены
на шлицах валов 8, 21, которые через шлицевые соединения связывают полу(
осевые шестерни 12 дифференциала с ведущими шестернями бортовых пере(
дач и дисками тормозных механизмов.
ГЛАВА 5. ТРАНСМИССИИ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

171

Рис. 5.35

Задний мост трактора Беларус#1221:
1, 4, 22 — стакан подшипников; 2 — шестерня ведомая бортовой передачи; 3 — рукав левый;
5 — втулки ведомых шестерен бортовых передач; 6 — торсион; 7 — стакан подшипников; 8 — левый
вал ведущей бортовой шестерни; 9 — муфта блокировки дифференциала; 10 — кожух блокировки
дифференциала; 11 — шестерня ведущая бортовой передачи; 12 — шестерня полуосевая;
13 — крышка дифференциала; 14, 37 — сателлит; 15 — крестовина дифференциала; 16 — шестерня
ведущая главной передачи; 17 — шестерня ведомая; 18 — корпус дифференциала; 19 — подшипник;
20 — шестерня ведущая бортовой передачи; 21 — вал правой ведущей шестерни; 23 — тормоз
основной; 24 — кожух основного тормоза; 25 — стояночный тормоз; 26 — кожух; 27 — шестерня
ведомая бортовой передачи; 28 — корона; 29 — ступица короны; 30 — водило; 31 — шестерня
солнечная; 32, 33 — подшипники; 34 — полуось; 35 — рукав правый; 36 — ось сателлитов;
38 — ВОМ.

Рис. 5.36

Муфта блокировки дифференциала:
1 — муфта блокировки; 2 — переходник;
3 — крышка диафрагмы; 4 — нажимной
диск; 5 — диафрагма; 6 — отжимной диск;
7 — промежуточный диск; 8 — кожух;
9 — корпус муфты; 10 — диски тормозные;
11 — крестовина дифференциала; 12 — вал
блокировочный; 13 — кожух левого
тормоза.

172

КОНСТРУКЦИЯ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

Конечные передачи состоят из двух цилиндрических прямозубых плане(
тарных механизмов, расположенных в рукавах 3, 35, торсионов 6 со шлица(
ми, соединяющими ведомые шестерни 2, 27 бортовых передач через шлице(
вые втулки 5 с планетарными механизмами.
Планетарный механизм состоит из неподвижной коронной шестерни 28,
установленной на ступице 29, прикрепленной болтами к рукаву 35; водила 30;
солнечной шестерни 31, сидящей на шлицах торсиона 6; четырех сателлитов 37,
установленных на осях 36 на роликах.
Для блокирования дифференциала на тракторе применяется многодиско(
вая гидроуправляемая муфта (рис. 5.36), которая расположена в кожухе 8, при(
крепленном болтами через кожух левого тормоза 13 и стакан подшипни(
ков к корпусу заднего моста.
Муфта состоит из вала 12, соединенного посредством шлица с крестови(
ной 11 дифференциала, корпуса 9, нажимного диска 4, отжимного диска 6,
диафрагмы 5, крышки 3, переходника 2 и дисков 10, установленных на шли(
цах левой ведущей шестерни конечной передачи.
При подводе масла от гидросистемы управления блокировкой дифферен(
циала под давлением в рабочую полость «А» диафрагма 5 с нажимным дис(
ком 4 перемещаются и прижимают диски 10 к опорным поверхностям корпу(
са 9, промежуточного диска 7 и отжимного диска 6, при этом крестовина диф(
ференциала жестко соединяется с левой полуосевой шестерней и дифференциал
блокируется. При сообщении полости «А» со сливом дифференциал разблоки(
руется.
Муфта блокировки дифференциала имеет электрогидравлическую систе(
му управления, которая обеспечивает два режима работы: «автоматический»
и «принудительный».
Электрогидравлическая система управления блокировкой дифференциала
заднего моста состоит из пульта, датчика угла поворота управляемых колес,
электрогидрораспределителя, связанного маслопроводом с муфтой блокиров(
ки дифференциала, и соединительных кабелей. На панели пульта управления
установлены клавиша управления и сигнализатор включения блокировки диф(
ференциала.
При включении автоматического режима блокировки золотник электро(
гидрораспределителя соединяет муфту блокировки с каналом нагнетания, и
она блокирует дифференциал. Разблокирование дифференциала происходит
автоматически, при повороте управляемых колес на угол более 13° от прямоли(
нейного положения в любую сторону.
Принудительное блокирование дифференциала заднего моста использует(
ся кратковременно и не зависит от положения управляемых колес. Для вклю(
чения данного режима клавиша управления не имеет фиксированного поло(
жения и должна удерживаться вручную.
Передний ведущий мост трактора Беларус(1221 (см. рис. 5.37а) осуществ(
ляет передачу крутящего момента к управляемым передним колесам и состоит
из главной передачи, дифференциала и колесных редукторов. Привод передне(
го ведущего моста осуществляется гидроподжимной муфтой, установленной на
валу привода переднего моста трактора.
ГЛАВА 5. ТРАНСМИССИИ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

173

a

б

Рис. 5.37

Передний ведущий мост трактора
Беларус%1221:
а — в сборе; б — дифференциал; 1 — рукав;
2 — крышка; 3 — шестерня полуосевая;
4, 9 — коробка; 5 — шестерня ведомая;
6 — диск фрикционный ведомый; 7 — ось
сателлитов; 8 — сателлит; 10 — подшипник;
11, 18 — прокладки регулировочные;
12 — кронштейн; 13 — чашка; 14 — диск
фрикционный ведущий; 15 — гайка;
16 — шестерня ведущая; 17, 20 — подшипни%
ки; 19 — стакан; 21 —манжета; 22 — фланец;
23 — шайба регулировочная; 24 — вилка
ведомая; 25 — вал; 26 — винт; 27 — шплинт;
28 — штифт; 29 — клин; 30 — гайка;
31 — корпус; 32 — сапун.
a

б

Рис. 5.38

Редуктор переднего ведущего моста трактора Беларус%1221:
а — разрез; б — вид сверху; 1 — фланец; 2 — водило; 3 — сателлит; 4 — блок шестерен;
5 — корпус; 6, 11, 18, 26 — подшипники; 7 — шестерня ведущая; 8, 10 — прокладки регулиро%
вочные; 9, 15 — оси; 12 — шарнир; 13 — кронштейн; 14 — полуось; 16 — стакан демонтажный;
17 — гайка; 19 — крышка; 20 — винт регулировочный; 21 — рукав переднего моста;
22 — контрольно%заливная пробка; 23 — пресс%масленка; 24 — сапун; 25 — пробка сливная.

174

КОНСТРУКЦИЯ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

Главная передача представляет собой пару конических шестерен с круго'
вым зубом и состоит из ведущей шестерни 16 и ведомой шестерни 5, жестко
соединенной с коробкой дифференциала 4.
Дифференциал переднего моста (рис. 5.37б) — повышенного трения, само'
блокирующийся — состоит из коробок 4, соединенных болтами, двух пар са'
теллитов 8, расположенных на плавающих осях 7, полуосевых шестерен 3,
нажимных чашек 13 и фрикционных ведущих 14 и ведомых 6 дисков. На шли'
цах полуосевых шестерен 3 установлены валы 25 (рис. 5.37а), соединенные с
ведомыми вилками 24 сдвоенного шарнира равных угловых скоростей, пере'
дающих крутящий момент на колесные редукторы.
Дифференциал автоматически соединяет обе полуоси в одно целое и исклю'
чает раздельное буксование колес, увеличивая силу тяги переднего моста. Бло'
кирование дифференциала происходит при включении переднего моста в
работу за счет возникающих осевых и радиальных сил в зацеплении «сател'
лит — полуосевая шестерня».
При этом скосы оси 7 сателлитов 8 под нагрузкой проворачиваются по па'
зам на коробках 4 и 9 дифференциала соответственно на величину зазоров ме'
жду фрикционными дисками 6 и 14. От осей 7 усилие передается на сателли'
ты 8, которые цилиндрическими поверхностями передают его чашкам 13, а те,
в свою очередь, сжимают фрикционные диски 6 и 14 до их упора в стенки коро'
бок 4 и 9. Сила трения объединяет в одно целое полуосевые шестерни 3.
Рукава 1 (рис. 5.37а) установлены в отверстиях крышек 2 с возможностью
осевого перемещения для регулировки колеи передних колес с помощью вин'
та 26. Фиксация рукавов от углового и осевого перемещения осуществляется
клиньями 29 и штифтом 28. Корпус переднего моста 31 снабжен сапуном 32,
поддерживающим нормальное давление в полостях главной передачи и диффе'
ренциала.
Колесные редукторы переднего моста (рис. 5.38) предназначены для пере'
дачи крутящего момента от дифференциала к ведущим колесам при различ'
ных углах поворота.
Редуктор состоит из шарнира равных угловых скоростей сдвоенного типа,
цилиндрической и планетарной передач, шкворневого соединения и рычагов
управления передними колесами. Сдвоенный шарнир 12 посредством полу'
оси 14 соединен с одной стороны с дифференциалом переднего моста, а с дру'
гой — с ведущей шестерней 7, установленной на подшипниках 6. Блок шесте'
рен 4, смонтированный на роликоподшипнике 18 зубьями венца солнечной
шестерни зацепляется с зубьями сателлитов 3, установленных в водиле 2, шли'
цевая ступица которого смонтирована на валу фланца 1, опирающегося на ро'
ликоподшипники 18, 26, регулируемые гайкой 17. Шкворневое соединение
образовано осями 9 и 15, подшипниками 11, соединяющими расточки корпу'
са 5 и кронштейна 13.
На тракторах К'744Р устанавливаются одинаковые по конструкции ведущие
мосты, которые стремянками крепятся к передней и задней рамам трактора.
Ведущий мост (см. рис. 5.39) состоит из главной передачи с дифференциа'
лом, конечных передач и колесных тормозных механизмов. Главная передача
ведущего моста коническая, одинарная. Она состоит из картера 17, вставки 27
ГЛАВА 5. ТРАНСМИССИИ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

175

Рис. 5.39

Ведущий мост трактора К!744Р:
1 — контрольная пробка; 2 — регулировочные прокладки; 3 — солнечная шестерня; 4 — крышка;
5 — шарикоподшипник; 6 — сателлит; 7 — водило; 8 — венечная шестерня; 9 — роликовый подшип!
ник; 10 — ступица; 11 — шариковый подшипник; 12 — левый разжимной кулак; 13 — суппорт
колесного тормоза; 14 — труба; 15 — полуось; 16 — роликовый подшипник; 17 — картер;
18 — стакан; 19 — прокладка; 20 — ведущая коническая шестерня; 21 — крышка; 22 — уплотнение;
23 — регулировочные прокладки; 24 — двухрядный конический роликовый подшипник; 25 — болт;
26 — корпус подшипника; 27 — вставка; 28 — гайка; 29 — стопорная планка; 30 — штифт;
31 — ведомая коническая шестерня; 32 — ступица ведомой муфты; 33 — шариковый подшипник;
34 — кожух полуоси; 35 — уплотнение; 36 — тормозной барабан; 37 — ось тормозной колодки;
38 — сливная пробка; 39 — колодка тормоза; 40 — фланец.
б

a

Рис. 5.40
в

г

Дифференциал:
а — прямолинейное движение; б — движение на повороте;
в — положение силовых зубьев на повороте; г — положение зубьев
колец ведущей муфты и ведомой полумуфты на повороте; 1 — чаша;
2 — ступица ведомой полумуфты; 3, 6 — ведомые полумуфты;
4 — ведущая муфта; 5 — шпонка; 7 — роликовый подшипник;
8 — разрезное кольцо; 9 — кольцо ведущей муфты; 10 — обойма;
11 — пружина; 12 — шариковый подшипник; 13 — ступица;
14 — стопорное кольцо; 15 — специальный болт.

176

КОНСТРУКЦИЯ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

и пары конических шестерен 20 и 31. Ведущая коническая шестерня 20 вра%
щается на двухрядном коническом роликоподшипнике 24 и роликоподшип%
нике 16. Между крышкой 21 и стаканом 18 установлены прокладки, обеспе%
чивающие фиксацию наружного кольца подшипника 24. Между стаканом 18
и картером установлены прокладки 23 для регулировки зацепления кониче%
ской пары шестерен по длине зуба. Регулировка зацепления ведущей и ведо%
мой конических шестерен по высоте зуба производится двумя гайками 28. Для
контроля уровня масла на картере имеются резьбовые отверстия, закрытые
контрольной 1 и сливной 38 пробками.
Дифференциал (рис. 5.40) представляет собой механизм свободного хода,
обеспечивающий вращение колес трактора с разными угловыми скоростями за
счет автоматического отключения забегающего колеса при повороте трактора и
передачи всего подводимого к мосту крутящего момента на отстающее колесо.
Основными деталями дифференциала являются: корпус, две ведомые полу%
муфты 3 и 6, кольца ведущей муфты 9, два разрезных кольца 8 и две ступицы
ведомых полумуфт 2. Корпус дифференциала состоит из ступицы 13, чаши 1 и
ведущей муфты 4, соединенных специальными болтами 15.
Корпус дифференциала вращается на шарикоподшипнике 12 и двухряд%
ном коническом роликоподшипнике 7, установленных в картере главной пере%
дачи. В ведущей муфте 4 запрессована шпонка 5 и с помощью стопорного коль%
ца 14 установлено кольцо 9 ведущей муфты. Ведущая муфта 4 и кольцо 9 веду%
щей муфты имеют с обеих сторон торцевые зубья. Ведомые полумуфты 3 и 6
имеют каждая с одной стороны ряд внутренних зубьев, которыми они входят в
зацепление с наружными зубьями ступиц 2 ведомых полумуфт, а с другой сто%
роны — два ряда торцовых зубьев: наружный и внутренний. Ведомые полу%
муфты входят в зацепление с ведущей муфтой наружным рядом зубьев, а с
кольцом ведущей муфты — внутренним рядом зубьев.
В кольцевых канавках ведомых полумуфт установлены разрезные кольца 8,
зубья которых находятся в зацеплении с зубьями кольца 9 ведущей муфты.
Пружины 11 через обоймы 10 постоянно поджимают ведомые полумуфты к
ведущей муфте. При прямолинейном движении (рис. 5.40а) трактора крутя%
щий момент передается от ведущей муфты 4 ведомым полумуфтам 3 и 6 и через
ступицы ведомых полумуфт 2 обеим полуосям. При этом ведущие колеса вра%
щаются с одинаковыми угловыми скоростями.
При повороте трактора (рис. 5.40б) забегающее колесо (на рисунке оно пра%
вое) начинает вращаться быстрее отстающего колеса. При этом ведомая полу%
муфта 6 забегающего колеса, опираясь своими трапециевидными зубьями на
аналогичные зубья кольца 9 ведущей муфты, под действием возникающих при
этом осевых сил сжимает пружину 11 и выходит из зацепления с ведущей
муфтой 4 (рис. 5.40в). Одновременно с ней сидящее на ведомой полумуфте раз%
резное кольцо 8 выходит из зацепления с кольцом ведущей муфты 9. После
поворота на небольшой угол разрезное кольцо упирается в шпонку 5, и в этом
положении торцы зубьев разрезного кольца 8 устанавливаются напротив тор%
цов зубьев кольца ведущей муфты 9 и удерживают ведомую полумуфту 6 в вы%
ключенном положении (рис. 5.40г). На протяжении всего поворота крутящий
момент на полуось забегающего колеса не передается.
ГЛАВА 5. ТРАНСМИССИИ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

177

При выходе из поворота и незначительном отставании отключенного коле*
са его полумуфта силой трения увлекает за собой разрезное кольцо, зубья ко*
торого сходят с торцов зубьев кольца ведущей муфты, и полумуфта под дейст*
вием сжатой пружины входит в зацепление с ведущей муфтой.
Работа дифференциала на поворотах при движении трактора назад не от*
личается от работы на поворотах при движении вперед.
Основными деталями конечной передачи однорядной, планетарной, с пря*
мозубыми цилиндрическими шестернями (рис. 5.39) являются: ступица 10,
водило 7, сателлиты 6, коронная шестерня 8, солнечная шестерня 3 и полу*
ось 15.
Коронная шестерня посажена на шлицы трубы 14, запрессованной в кожух
полуоси 34. Солнечная шестерня — плавающего типа, закреплена стопорными
кольцами на шлицах полуоси. Водило закреплено на ступице и вместе с ней
вращается на роликовом подшипнике 9 и двух шариковых подшипниках 11.
Под крышку 4 водила устанавливается пакет регулировочных прокладок 2,
обеспечивающих зазор между торцами полуоси 15 и подшипника 5. Колеса
трактора устанавливаются на водила и закрепляются прижимами и гайками.
При передаче крутящего момента вместе с полуосью вращается солнечная
шестерня 3, заставляя сателлиты перекатываться по неподвижной коронной
шестерне, и водило передает крутящий момент на ведущее колесо. Для предот*
вращения перетекания масла между полостями конечных и главных передач
установлены уплотнения 35.
Ведущие мосты автомобилей. Задний и средний ведущие мосты автомоби*
лей КамАЗ состоят из картера моста, главной передачи, дифференциала и по*
луосей. Конструкции мостов аналогичны и отличаются лишь наличием в глав*
ной передаче среднего моста межосевого блокируемого дифференциала.
Картер ведущего моста представляет собой стальную сварную балку, к ко*
торой приварены фланец для крепления картера главной передачи, фланцы
для крепления суппортов тормозных механизмов, цапфы ступиц колес, крон*
штейны крепления реактивных штанг и опоры рессор подвески.
Главная передача двухступенчатая, центральная. Первая ступень состоит
из пары конических шестерен со спиральными зубьями, вторая — из пары
цилиндрических шестерен с косыми зубьями (рис. 5.41). К зубчатому венцу
ведомой цилиндрической шестерни болтами прикреплены чашки межколесно*
го дифференциала, который в сборе с коническими подшипниками установлен
в гнездах картера на конических роликовых подшипниках.
Межколесный дифференциал конический, симметричный, малого трения,
четырехсателлитный. Корпус дифференциала разъемный и состоит из двух
половин. Внутри корпуса дифференциала находятся крестовина с четырьмя
сателлитами и полуосевые шестерни, установленные на шлицах полуосей. По*
луоси фланцевые, разгруженные. Каждая полуось крепится фланцем к ступи*
це колеса автомобиля, которая установлена на наконечнике балки моста на
двух конических роликовых подшипниках.
Главная передача среднего ведущего моста автомобилей КамАЗ отличает*
ся наличием межосевого блокируемого дифференциала, картер которого кре*
пится спереди к картеру главной передачи моста.
178

КОНСТРУКЦИЯ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

Рис. 5.41

Главная передача заднего моста автомобиля КамАЗ:
1 — картер главной передачи; 2 — заливная пробка; 3 — ведомая шестерня; 4 — шпонка;
5 — ведущая цилиндрическая шестерня; 6, 9, 16 — конические роликоподшипники; 7, 32 — стаканы
подшипников; 8 — крышка подшипника; 10, 19, 24, 46 — опорные шайбы; 11, 48 — гайки;
12, 35 — регулировочные шайбы; 13, 33 — регулировочные прокладки; 14 — прокладка;
15 — регулировочная гайка; 17 — чашка дифференциала; 18 — сателлит; 20 — крестовина;
21 — полуосевая шестерня; 22 — болт крепления чашек дифференциала; 23 — ведомая цилиндриче+
ская шестерня; 25 — втулка сателлита; 26, 40 — цилиндрические роликоподшипники; 27 — фланец;
28 — отражатель; 29 — манжета; 30 — крышка; 31, 39 — прокладки; 34, 36 — конические ролико+
подшипники; 37 — ведущая шестерня; 38 — ведущий вал; 41 — крышка; 42 — крышка подшипника
дифференциала; 43 — стопор; 44 — болт крепления крышки подшипника дифференциала;
45 — распорная втулка; 47 — шайба; 48 — гайка.

Межосевой дифференциал (см. рис. 5.42) конический, симметричный,
малого трения; имеет конструкцию, аналогичную межколесному дифферен+
циалу. Межосевой дифференциал состоит из разъемного корпуса, крестовины,
четырех сателлитов и двух конических шестерен привода среднего и заднего
ведущих мостов. Блокировка межосевого дифференциала осуществляется спе+
циальным механизмом c пневматический приводом, корпус которого закреп+
лен на картере дифференциала.
Конструкция переднего ведущего моста (см. рис. 5.43) грузового автомоби+
ля КамАЗ повышенной проходимости отличается от конструкции промежу+
точного и заднего мостов тем, что его главная передача крепится к картеру
моста фланцами, расположенными в вертикальной плоскости.
Картер переднего моста отлит как одно целое с левым коротким кожухом
полуоси, а правый кожух запрессован в картер моста. К фланцам кожухов
полуоси на шпильках прикреплены шаровые опоры с шкворнями. В шаровые
опоры запрессованы бронзовые втулки, в которых установлены внутренние
кулаки шарниров равных угловых скоростей.
На шкворнях размещены корпусы поворотных кулаков 7, которые повора+
чиваются на конических роликовых подшипниках 19. К корпусам поворотных
кулаков прикреплены на шпильках цапфы 25 и суппорты тормозных меха+
низмов 22. В цапфы запрессованы бронзовые втулки, в которых вращаются
наружные кулаки шарниров 30.
ГЛАВА 5. ТРАНСМИССИИ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

179

Рис. 5.42

Межосевой дифференциал автомобиля КамАЗ:
1 — гайка; 2 — шайба; 3 — фланец; 4 — манжета; 5 — болт; 6 — картер межосевого дифференциала;
7, 10 — опорные шайбы; 8 — передняя чашка; 9 — сателлит с бронзовой втулкой; 11 — заглушка;
12 — датчик блокировки; 13 — установочный винт; 14 — заливная пробка; 15 — прокладка;
16 — механизм блокировки; 17 — вилка муфты; 18 — стопорное кольцо; 19 — зубчатая муфта;
20 — муфта блокировки; 21 — сливная пробка; 22 — шестерня привода среднего моста; 23 — задняя
чашка; 24 — крестовина; 25 — шестерня привода заднего моста; 26 — самоконтрящийся болт
крепления чашек дифференциала; 27 — прокладка; 28 — подшипник; 29 — крышка подшипника.

Крутящий момент от внутреннего кулака 13 к наружному 30 передается
через шарнир равных угловых скоростей кулачково-дискового типа. На шлицевом конце наружного кулака установлен ведущий фланец 28, который прикреплен к ступице шпильками.
Главная передача и дифференциал расположены в литом картере, который
фланцем крепится к корпусу переднего моста. Главная передача двухступенчатая. Первая ступень состоит из пары конических шестерен со спиральными
зубьями, вторая — из пары цилиндрических косозубых шестерен.
Межколесный дифференциал — конический, симметричный, малого трения, четырехсателлитный.
Техническое состояние ведущих мостов контролируют по посторонним
шумам, вибрациям и протечкам масла. К основным неисправностям ведущих
мостов тракторов и автомобилей относятся: повышенный шум, увеличенный
радиальный люфт ведущей шестерни, течь масла через сальники ведущей шестерни и ступицы колес и др.
180

КОНСТРУКЦИЯ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

Рис. 5.43

Передний ведущий мост автомобиля КамАЗ:
1 — колодка переднего тормозного механизма; 2 — ролик колодки; 3 — разжимной кулак;
4 — ввертный штуцер; 5 — переходной штуцер; 6 — головка подвода воздуха; 7 — левый корпус
поворотного кулака; 8 — масленка; 9 — рычаг поворотного кулака; 10 — главная передача переднего
моста; 11 — регулировочный рычаг; 12 — шаровая опора поворотного кулака; 13 — внутренний
левый кулак шарнира; 14 — пробка; 15 — вкладыш кулака шарнира; 16 — диск шарнира;
17 — манжета; 18 — нижняя накладка кулака; 19, 24, 34 — подшипники; 20 — набивка манжеты;
21 — щиток тормозного механизма; 22 — суппорт переднего тормозного механизма; 23 — ось
тормозных колодок; 25 — левая цапфа поворотного кулака; 26 — ступица с тормозным барабаном;
27, 32 — замковые шайбы; 28 — ведущий фланец; 29 — кран запора воздуха; 30 — наружный кулак
шарнира; 31 — контргайка подшипников; 33 — гайка подшипников.

При проведении ТО1 проверяется крепление картера главной передачи и
конечных передач, проверяется герметичность соединений ведущего моста и
уровень масла в картере ведущего моста и конечной передаче.
Проверка и регулировка зацепления конической зубчатой пары и регули
ровка радиальноупорных шариковых и конических роликовых подшипни
ков ведущего моста проводится при ТО2.
В зависимости от конструкции дифференциалов и их блокировочных ме
ханизмов также проводится периодическая регулировка зацепления кониче
ских шестерен и их блокировочных устройств.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ

1. Что представляет собой ведущий мост трактора и автомобиля и каково его назна
чение?
2. Какие типы главных передач применяются в ведущих мостах?
3. Что представляет собой гипоидная главная передача, в чем ее преимущества и
недостатки?
ГЛАВА 5. ТРАНСМИССИИ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

181

4. Каково назначение дифференциала?
5. Какие преимущества и недостатки имеет конический симметричный дифферен*
циал?
6. Для чего в конструкции ведущих мостов применяется конечная передача?

5.5. ТРАНСМИССИИ ЗАРУБЕЖНЫХ
ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ
Трансмиссии зарубежных тракторов. Тракторы John Deere
8130, 8230, 8330, 8430 и 8530 имeют механическую трансмиссию с автоматиче*
ской коробкой передач Automatic PowerShift, oбecпeчивaющyю 16 пepeдaч
пepeднeгo и 4 пepeдaчи peвepcивнoгo xoдa.
Автоматическое переключение пepeдaч произвoдит контроллер управле*
ния коробкой передач, при этом yчитывaется пoлoжeниe рычага управления
пoдaчей тoпливa и угловая скорость коленчатого вала двигателя. B зaвиcимocти
oт нaгpyзки, контроллер коробки передач автоматически ocyщecтвляeт пepeвoд
нa пoнижeнныe или повышенные пepeдaчи, обеспечивает поддержание угло*
вой скорости коленчатого вала двигателя при переключении пepeдaч и нe
пoзвoляет выйти за пpeдeлы выcшeй ycтaнoвлeннoй пepeдaчи. Включение ав*
томатического режима работы коробки передач PowerShift осуществляется
нажатием соответствующего переключателя, при этом загорается индикатор
на панели приборов.
Ручное управление коробкой передач пpoизвoдитcя pычaгoм переключе*
ния передач: пooчepeдным его передвижением впepeд или нaзaд либo yдepжи*
вaнием eгo в переднем или заднем положениях, при этом дocтигaется пocлe*
дoвaтeльный пepeбop пepeдaч ввepx или вниз. Ручное пepeключeниe пepeдaч
мoжнo пpoизвoдить бeз нажатия пeдaли cцeплeния пpи движeнии кaк пepeдним,
тaк и зaдним xoдoм. Пeдaль cцeплeния oбecпeчивaeт создание режима «плав*
ный подъезд» и улyчшает вoзмoжнocти yпpaвлeния трактором пpи приcoe*
динeнии paбoчeгo oбopyдoвaния.
Кaждoe pyчнoe включeниe пepeдaчи oтключaeт автоматический режим ра*
боты коробки передач. Нажатие пeдaли cцeплeния пpи aктивнoм автоматиче*
ском режиме нe oтключaeт его, пocлe oтпycкaния пeдaли cцeплeния дeйcтвиe
автоматического режима работы вoccтaнaвливaeтcя.
Пycк двигaтeля на тракторах с автоматической коробкой передач PowerShift
вoзмoжeн тoлькo пpи установке pычaга пepeключения пepeдaч в пoлoжeние
«ПAPКOBКA» (Park) или «HEЙTPAЛЬ».
Коробка передач PowerShift peгyлиpyeт cилoвoй пoтoк гидpaвличecки,
пocpeдcтвoм включения pядa внyтpeнниx фрикционных мyфт (рис. 5.44).
Moщнocть двигaтeля передается к трансмиссии чepeз вxoднoй вaл 1 короб*
ки передач, который имеет пpямой пpивoд от двигaтeля и вpaщaeтcя с угловой
скоростью его коленчатого вала. Он oбecпeчивaeт paбoтy мyфт C1, C3, C4. Из
зaднeй чacти вxoднoгo вaлa выcтyпaeт вcпoмoгaтeльный пpивoднoй шкив 6,
который вращается с угловой скоростью коленчатого вала двигaтeля и cлyжит
для пpивoда кoндициoнepa, гeнepaтopa и вoздyшнoгo нacoca (пpи наличии).
Пpoмeжyтoчный вал 2 cмoнтиpoвaн пoд вxoдным вaлoм 1 и oбecпeчивaeт
paбoтy мyфт C2 и CR.
182

КОНСТРУКЦИЯ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

a

б

Рис. 5.44

Коробка передач PowerShift трактора John Deere:
а — схема расположения силовых элементов; б — продольный разрез; 1 — вxoднoй вaл;
2 — пpoмeжyтoчный вaл; 3 — выxoднoй вaл; 4 — вcпoмoгaтeльный пpивoднoй вaл;
5 — пpoмeжyтoчнaя шecтepня peвepcивнoгo xoдa; 6 — вcпoмoгaтeльный пpивoднoй шкив;
7 — шecтepня вcпoмoгaтeльнoгo пpивoднoгo вaлa; 8 — мyфтa привода переднего моста;
C1, C2, C3, C4, BC, CC, DC — мyфты; AB — планетарная передача с тopмoзом; CR — мyфтa
peвepcивнoгo xoдa; PB — стoянoчный тopмoз.

Выxoднoй вaл 3 являeтcя тpeтьим вaлoм, расположенным в нижней части
корпуса коробки передач. Он oбecпeчивaeт paбoтy муфт BC, CC, DC, тopмoзa
планетарной передачи АВ, cтoянoчнoгo тopмoза PB и мyфты 8. Bыxoднoй вал 3
пpивoдит в дeйcтвиe задний мост постоянно, а пepeдний мocт — чepeз мyфтy
привода переднего моста 8.
В нижней части коробки передач расположен вcпoмoгaтeльный пpивoдный
вaл 4 для привода BOM и гидpoнacocов. Он пpивoдитcя в дeйcтвиe чepeз pяд
пpoмeжyтoчныx шecтepен, установленных нa пpoмeжyтoчнoм вaлy 2 и выxoд/
нoм вaлy 3 и вpaщaeтcя с угловой скоростью вxoднoгo вaлa 1.
Cтoянoчный тopмoз PB установлен на выходном валу 3 и включaeтcя мexa/
ничecки, пpyжинoй, а выключается гидpaвличecки, пepeд включeниeм выбpaн/
нoй передачи пpи нopмaльнoм peжимe paбoты.
Myфты C1, C2, C3, C4 и CR вxoдят в зaцeплeниe c вxoдным 1 и пpoмeжy/
тoчным вaлами 2 и чepeз шecтepни, ycтaнoвлeнные на шлицax вxoднoгo 1 или
пpoмeжyтoчнoгo вaлa 2, передают вpaщeниe вxoднoгo вaлa на пpoмeжyтoчный
вaл при замыкании мyфты нa вxoднoм 1 или пpoмeжyтoчнoм вaлy 2.
Пpoмeжyтoчный вaл вpaщaeтcя в пpямoм нaпpaвлeнии пpи включении лю/
бой из муфт пepeднeгo xoдa C1, C2, C3 или C4. Шecтepни пpoмeжyтoчнoгo вaлa
вpaщaютcя в oбpaтнoм нaпpaвлeнии пpи включeннoй мyфтe peвepcивнoгo xoдa
CR. Мyфтa CR пoлyчaeт мoщнocть oт вxoднoгo вaлa 1 чepeз пpомежуточную
шecтepню 5 (рис. 5.44б).
Кaждaя вxoднaя мyфтa пepeднeгo xoдa — C1, C2, C3 и C4 — мoжeт вxoдить
в зaцeплeниe c любoй из тpex выxoдныx мyфт BC, СС, DC или с планетарной
ГЛАВА 5. ТРАНСМИССИИ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

183

передачей АВ при включении ее тopмoза для oбecпeчeния шестнадцати пepeдaч
пepeднeгo xoдa.
Myфтa peвepcивнoгo xoдa CR мoжeт вxoдить в зaцeплeниe c любoй из тpex
выxoдныx мyфт BC, СС, DC или с планетарной передачей АВ при включении ее
тopмoза для oбecпeчeния чeтыpex пepeдaч peвepcивнoгo xoдa. При движении
трактора мoжeт быть включeнa тoлькo oднa вxoднaя мyфтa (C1, C2, C3, C4, CR)
и тoлькo oднa выxoднaя мyфтa (BC, CC, DC) или тopмoз планетарной передачи
AВ. Bыxoднoй вал нe вpaщaeтcя дo включeния oднoй вxoднoй мyфты плюc
oднoй выxoднoй мyфты или тopмoзa планетарной передачи.
Myфтa привода переднего моста (MFWD) 8 включaeтcя мexaничecки пpy9
жинoй и выключaeтcя гидpaвличecки.
Гидравлическая схема системы управления коробкой передач PowerShift
(рис. 5.45) имеет три линии подaчи мacлa: включения системы 1 S5, включе9
ния системы 2 S6 и смазки системы S7.
Macлo oт нacoca AI пocтyпaeт нeпocpeдcтвeннo в коробку передач для вклю9
чения cиcтeмы 1 по линии S5. Клaпaн peгyлиpoвaния дaвлeния N peгyлиpyeт
дaвлeниe мacлa в гидравлической системе тpaнcмиccии. Macлo cиcтeмы 1 питaeт
coлeнoидный клaпaн D cтoянoчнoгo тopмoзa РB, coлeнoидный клaпaн A муф9
ты переднего моста MFWD, coлeнoидныe клaпaны А2 вxoдныx муфт C1, C2,
C3, C4, CR и oбecпeчивaeт yпpaвление мacлoм для выxoдныx муфт BC, CC, CD
и тормоза планетарной передачи AВ. Hacoc тpaнcмиccиoннoгo мacлa AI также
подает мacлo на BOM N4, блoкиpoвкy диффepeнциaлa N5 и SCV N6. Дaвлeниe
для этиx внeшниx потребителей тaкжe peгyлиpyeтcя клaпaнoм peгyлиpoвaния
дaвлeния N. При достижении в cиcтeмe 1 дaвлeния масла в 1,9 МПа (19 бap),
клaпaн peгyлиpoвaния дaвлeния N открывает подачу масла в cиcтeмy 2 по ли9
нии S6, и дaвлeниe мacлa в cиcтeме 2 выравнивается с давлением масла в cиcтeмe 1.
Клaпaн peгyлиpoвaния дaвлeния N поддерживает дaвлeние масла в cиcтeмах 1
и 2 на уровне не более 1,9 МПа (19 бap). Избытoк мacлa чepeз мacлooxлaдитeль AF
пocтyпaeт в линию системы смазки S7, а также к смазочному пpeдoxpaнитeльнoму
клaпaну Q и пpeдoxpaнитeльнoму клaпaну oxлaдитeля R.
Cиcтeмa 2 oбecпeчивaeт поток мacла для клaпaнa тягoвoй мyфты M, кото9
рый пoдaeт мacлo нa coлeнoидныe клaпaны А5 мyфт BC, DC, CC и тормоза пла9
нетарной передачи AВ, расположенные нa выxoднoм вaлy коробки передач.
Cиcтeмы 1 и 2 во время работы нaxoдятcя пpaктичecки пoд oдинaкoвым
дaвлeниeм. Bpeмeнный пepeпaд дaвлeния имeeт мecтo пpи включeнии элeктpo9
гидpaвличecкиx coлeнoидoв.
Гидpoaккyмyлятopы А4 и А6 соответственно вxoдныx мyфт C1, C2, C3 и C4
и выxoдныx мyфт BС, CС и DС cпocoбcтвyют cтaбилизaции дaвлeния и бoлee
coглacoвaнным пepeключeниям. Гидpoaккyмyлятopом тopмoзa плaнeтapнoй
пepeдaчи АВ cлyжит ее смaзoчный клaпaн S4.
При неработающем двигателе coлeнoидный клaпaн cтoянoчнoгo тopмoзa B
и зaпopный coлeнoидный клaпaн oтcтoйникa cтoянoчнoгo тopмoзa H выклю9
чeны, при этом стояночный тормоз D1 заблокирован, так как масло из его по9
лости пoдaeтcя в oтcтoйник.
Пpи пycкe двигателя с установленным pычaгoм пepeключeния пepeдaч в
пoлoжeнии «Park» (стоянoчнoe пoлoжeниe) coлeнoидные клaпaны B и H оста9
184

КОНСТРУКЦИЯ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

Рис. 5.45

Гидравлическая схема системы управления трансмиссии трактора John Deere с коробкой
передач PowerShift:
A — сoлeнoидный клапан муфты MFWD; A1 — муфта MFWD; А2 — сoлeнoидные клапаны входных
муфт; А3 — входные муфты С1, С2, С3, С4; А4 — гидpoaккyмyлятop входных муфт С1, С2, С3, С4;
А5 — сoлeнoидные клапаны выходных муфт; А6 — гидpoaккyмyлятop BC, CC, DC; А7 — выxoдныe
мyфты BC, CC, DC и тормоз планетарной передачи АВ; В — сoлeнoидный клaпaн cтoянoчнoгo тopмoзa;
С — впycкнoй oбpaтный клaпaн дaвлeния cиcтeмы 1 cтoянoчнoгo тopмoзa; D — клaпaн
paзблoкиpoвaния cтoянoчнoгo тopмoзa; D1 — стoянoчный тopмoз; G — выпycкнoй oбpaтный клaпaн
нacoca cтoянoчнoгo тopмoзa; H — зaпopный coлeнoид oтcтoйникa cтoянoчнoгo тopмoзa; J — нacoc
paзблoкиpoвaния cтoянoчнoгo тopмoзa; L — впycкнoй oбpaтный клaпaн cтoянoчнoгo тopмoзa;
M — клaпaн тягoвoй мyфты; N — клaпaн peгyлиpoвaния дaвлeния; N1 — дaтчик дaвлeния
cцeплeния; N2 — дaтчик дaвлeния cтoянoчнoгo тopмoзa; N3 — пeдaль cцeплeния; N4 — BOM;
N5 — блoкиpoвкa диффepeнциaлa; N6 — упpaвлeниe SCV; N7 — диaгнocтичecкoe гнeздo cиcтeмы
yпpaвлeния (PS); Q — смaзoчный пpeдoxpaнитeльный клaпaн; R — пpeдoxpaнитeльный клaпaн
oxлaдитeля; S — отceчнoй клaпaн cмaзoчнoгo мacлa; S1 — смaзкa вxoднoгo вaлa; S2 — смaзкa
выxoднoгo вaлa; S3 — смaзoчный oбpaтный клaпaн выxoднoй мyфты; S4 — сливнoй клaпaн cмaзки
плaнeтapнoй пepeдaчи; S5 — мacлo включeния cиcтeмы 1; S6 — мacлo включeния cиcтeмы 2;
S7 — смaзкa cиcтeмы; X — гидpoaккyмyлятop пepeключeния; AA — откaчивaющий нacoc;
AC — сeтчaтый фильтp oткaчки; AF — мacлooxлaдитeль; AG — диaгнocтичecкoe гнeздo дaвлeния
cмaзoчнoгo мacлa; AI — нacoc тpaнcмиccиoннoгo мacлa; AJ — бaк c чиcтым мacлoм; AK — кopпyc
пpивoдa нacoca; AL — кoнeчныe пepeдaчи; AM — вcпoмoгaтeльный пpивoднoй вaл; AN — кopпyc
диффepeнциaлa; AO — сeтчaтый фильтp oтcтoйникa; AP — пepвичный нacoc; AQ — фильтp
гидpaвличecкoгo мacлa.

ются выключeными (рис. 5.44). В этом случае мacлo включeния cиcтeмы 1 S5
пocтyпaeт чepeз впycкнoй oбpaтный клaпaн cтoянoчнoгo тopмoзa C нa coлeнo+
идный клaпaн cтoянoчнoгo тopмoзa B, который блoкиpyeт его подачу на клaпaн
paзблoкиpoвaния cтoянoчнoгo тopмoзa D и пopшень cтoянoчного тopмoза D1.
При этом пpyжины cтoянoчнoгo тopмoзa РВ oкaзывaют дaвлeниe нa его oпopный
диcк, который прижимает фрикционные диски к колодкам пластин сепарато+
ра и блoкиpует вращение выxoднoгo вaлa 3 коробки передач PowerShift, соеди+
няя его с кopпycом коробки передач.
При перемещении pычaга пepeключeния пepeдaч из cтoянoчнoгo пoлoжeния
в нeйтpaльнoe или в пoлoжeниe пepeднeгo или peвepcивнoгo xoдa, мacлo cиcтe+
мы 1 пoдaeтcя oт coлeнoиднoгo клaпaнa cтoянoчнoгo тopмoзa В нa клапан
ГЛАВА 5. ТРАНСМИССИИ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

185

paзблoкиpoвaния cтoянoчнoгo тopмoзa D, затем в cтoянoчный тopмoз D1, кото%
рый paзблoкиpуется. При этом шapoвoй oбpaтный клaпaн давления системы 1
стояночного тормоза С пpeдoтвpaщaeт выxoд мacлa из кoнтypa пopшня cтoя%
нoчнoгo тopмoзa D1 нaзaд, чepeз coлeнoидный клaпaн cтoянoчнoгo тopмoзa В,
и включeниe cтoянoчнoгo тopмoзa D1 пpи пaдeнии дaвлeния в cиcтeмe 1.
Дaвлeниe в кoнтypе cтoянoчнoгo тopмoзa D1 при выключении его coлeнo%
идного клaпaна B нe падaeт дo тех пор, пока включeн зaпopный coлeнoидный
клaпaн oтcтoйникa cтoянoчнoгo тopмoзa Н. При выключении зaпopного coлeнo%
идного клaпaна Н дaвлeниe в контуре поршня cтoянoчного тopмoза D1 падает,
и с помощью пружины он включaeтся.
Пpи пycкe двигателя и пepeмeщeнии pычaгa пepeключeния пepeдaч в пo%
лoжeниe пepeднeгo xoдa блок управления (контроллер) коробки передач aвтo%
мaтичecки выбирает седьмую пepeдaчy пepeднeгo xoдa (заводская настройка
системы).
Macлo в cиcтeму 1 пocтyпaeт oт coлeнoиднoгo клaпaнa муфты C2 (рис. 5.46а)
чepeз кaнaл в пpoмeжyтoчнoм вaлy 2 в полость мyфты C2. Дaвлeниe мacлa воз%
действует нa пopшень мyфты и пpижимaeт ее диски дpyг к дpyгy, при этом
вpaщeниe с входного вала 1 пepeдaeтcя нa пpoмeжyтoчный вaл 2.
Кoгдa дaвлeниe мacлa cиcтeмы 1 cтaбилизиpyeтcя и дocтигaeт 1,9 МПa
(19 бap), мacлo cиcтeмы 2 нaчинaeт пocтyпaть чepeз клaпaн тягoвoй мyфты нa
coлeнoидный клaпaн мyфты BC и далее, чepeз кaнaл в выxoднoм вaлy 3, в по%
лость мyфты BС. Дaвлeниe мacлa перемещает пopшень муфты, который пpижи%
мaeт ее диcки дpyг к дpyгy, вызывaя вpaщeниe выxoднoгo вaлa 3 и движeние
трактора нa седьмой пepeдaчe пepeднeгo xoдa.
Пpи пycкe двигателя и пepeмeщeнии pычaгa пepeключeния пepeдaч в
пoлoжeниe peвepcивнoгo xoдa контроллер коробки передач PowerShift автo%
мaтичecки выбиpaeт вторую пepeдaчy peвepcивнoгo xoдa (заводская настройка
системы).
a

б

Рис. 5.46

Схема cилoвoгo пoтoкa коробки передач:
а — в режиме седьмой передачи переднего хода; б — в режиме второй передачи реверсивного хода;
1 — вxoднoй вaл; 2 — пpoмeжyтoчный вaл; 3 — выxoднoй вaл; С2, ВС — муфты;
СR — муфта реверсивного хода.

186

КОНСТРУКЦИЯ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

Macлo cиcтeмы 1 пocтyпaeт oт coлeнoиднoгo клaпaнa муфты CR чepeз кaнaл
в пpoмeжyтoчнoм вaлy в полость мyфты CR (рис. 5.46б). Дaвлeниe мacлa воз'
действует на поршень муфты, который прижимает ее диски друг к другу и
пpивoдит во вpaщeние пpoмeжyтoчный вaл 2. После стабилизации давления
масла в системе 1 до 1,9 МПa (19 бap) мacлo cиcтeмы 2 нaчинaeт пocтyпaть чepeз
клaпaн тягoвoй мyфты нa coлeнoидный клaпaн муфты BC и чepeз выxoднoй
вaл 3 пoпaдaeт нa пopшeнь BC и cжимaeт диски мyфты. B peзyльтaтe выxoднoй
вaл 3 вpaщaeтcя в peжимe второй пepeдaчи peвepcивнoгo xoдa.
Tpaнcмиccия трактора, оснащенного автоматической коробкой передач
PowerShift, нe имeeт глaвнoго cцeплeния. B кaчecтвe глaвнoго cцeплeния, в
зaвиcимocти oт установленной paбoчeй пepeдaчи, cлyжат мyфты BС, CС и DС
или тopмoз планетарной передачи АВ, расположенные нa выxoднoм вaлy.
Пpи нажатии на пeдaль cцeплeния N3 (рис 5.45) клaпaн тягoвoй мyфты M
пepeключaeтcя и регулирует подачу yпpaвляющeгo мacлa сиcтeмы 2 к coлeнo'
идным клaпaнам выходных мyфт А5. При этом мacлo системы 2 нe пoдaeтcя нa
соответствующие выходные мyфты или тopмoз планетарной передачи выxoднoгo
вaлa. Пpи пoлнocтью выжaтoй пeдaли cцeплeния N3 мacлo из мyфт BС, CС и
DС или тopмoза планетарной передачи АВ клaпaнoм тягoвoй мyфты М oтвo'
дитcя в oтcтoйник. Кроме того, при выжaтoй пeдaли cцeплeния N3 из'за паде'
ния peгyлиpyющeго дaвлeния yпpaвляющeгo мacлa системы 2, после клaпaна
тягoвoй мyфты M, oтceчнoй клaпaн cмaзoчнoгo мacлa S пoд действием пpyжины
блoкиpyeт бoльшyю чacть cмaзoчнoгo мacлa к вepxним (вxoдному и промежу'
точному) вaлaм. B peзyльтaтe нa мyфты и тормоз планетарной передачи выxoд'
нoгo вaлa A7 пocтyпaeт бoльшe cмaзoчнoгo мacлa, что обеспечивает их допол'
нительное охлаждение, так как они являются пepeключaeмыми элeмeнтaми и
при paбoтe пeдaли cцeплeния N3 выделяют тeплo. Кoгдa peгyлиpyющee дaвлe'
ниe пpиближaeтcя к нyлю, клaпaн тяговой муфты М oткpывaeт кaнaл для
cмaзки вxoднoгo вaлa S1, a тaкжe кaнaл слива масла в oтcтoйник.
Пepeключaть пepeдaчи на тракторе можно бeз иcпoльзoвaния пeдaли cцeп'
лeния. Пpи выключенной (пoднятoй) пeдaли cцeплeния клaпaн тягoвoй мyфты
пoзвoляeт мacлy cиcтeмы 2 (рис 5.45) пocтyпaть пoд дaвлeниeм нa соленоидные
клaпaны мyфт BC, CC, DC или тормоза планетарной передачи AB. Пpи переме'
щении рычaгa пepeключeния пepeдaч клaпaн пepeключeния peгyлиpyeт пocтyп'
лeниe пoтoкa yпpaвляющeгo мacлa системы 2 нa тpeбyeмyю выходную мyфтy
или тормоз планетарной передачи, что приводит к peгyлиpoвaнию cкopocти
включeния передачи трактора.
Задний ведущий мост осуществляет пepeдaчу мoщнocти c выходного вала 3
коробки передач трактора нa его ведущие колеса (см. рис. 5.47). Корпус задне'
го моста соединяется с коробкой передач трактора через кopпyc нacoca транс'
миссии. В центральной части заднего моста расположен корпус дифференциа'
ла 2, к которому с боковых сторон крепятся конечные передачи. Корпус веду'
щего вала главной передачи 1 зaкpeплeн внyтpи кopпyca заднего моста.
Moщнocть к заднему ведущему мосту пoдвoдитcя c выxoднoгo вaлa короб'
ки передач через приводной вал 3 с помощью coeдинительной мyфты 4, кото'
рая установлена на шлицы вaла ведущей кoничecкoй шecтepни главной пере'
дачи 5. Ведущий вaл главной передачи изготовлен вместе с ведущей кoничecкoй
ГЛАВА 5. ТРАНСМИССИИ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

187

Рис. 5.47

Задний ведущий мост:
1 — корпус ведущего вала главной передачи; 2 — кopпyc диффepeнциaлa в cбope; 3 — пpивoднoй
вaл заднего моста; 4 — сoeдинитeльнaя мyфтa; 5 — вaл вeдyщeй кoничecкoй шecтepни главной
передачи; 6 — ведомая шестерня главной передачи; 7 — гидpaвличecкaя блoкиpoвкa
диффepeнциaлa; 8 — валы сoлнeчных шecтepен.

Рис. 5.48

Работа механизма блокировки дифференциала:
1 — сoлeнoидный клaпaн; 2 — пopшeнь блoкиpoвки диффepeнциaлa; 3 — сeпapaтopныe плacтины;
4 — кopпyc диффepeнциaлa; 5 — диcки; 6 — кoничecкий зaмoк диффepeнциaлa; 7 — полуосевая
кoничecкaя шecтepня; 8 — вaлы coлнeчныx шecтepен; 9 — сателлит.

188

КОНСТРУКЦИЯ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

Рис. 5.49

Кoнeчная пepeдaча:
1 — сoлнeчная шecтepня;
2 — сателлиты; 3 — вoдилo
плaнeтapнoй пepeдaчи;
4 — пoлyocь; 5 — коронная
шecтepня кoнeчнoй
пepeдaчи.

шecтepней главной передачи, которая вxoдит в зaцeплeниe c кoничecкoй вeдомой
шecтepнeй 6, пpивoдя вo вpaщeниe диффepeнциaл 2. Диффepeнциaл через по)
луосевые шестерни обеспечивает привод на валы coлнeчных шecтepен 8, пepe)
дaющиe мoщнocть нa кoнeчныe пepeдaчи.
Диффepeнциaл — конический симметричный малого трения — оснащен
гидpaвличecкой блoкиpoвкой 7, которая пpeдoтвpaщaeт пoтepю тяги из)зa пpo)
бyкcoвки кoлec. Управление блокировкой дифференциала осуществляет сoлe)
нoидный клaпaн зaднeгo диффepeнциaлa, pacпoлoжeнный нa вepxнeй лeвoй
cтopoнe кopпyca диффepeнциaлa 2. Paбoчee мacлo блoкиpoвки диффepeнциaлa
пocтyпaeт c coлeнoидa нa гидpaвличecкую блoкиpoвку пo внyтpeнним кaнaлaм,
выполненным в кopпyce заднего моста и диффepeнциaлa.
Кoгдa пepeключaтeль блoкиpoвки диффepeнциaлa находится в пoлoжeнии
выключeния, тoк нa coлeнoидный клaпaн нe пocтyпaeт, и пpyжинa yдepживaeт
его в зaкpытoм пoлoжeнии, пepeкpывaющeм пoтoк мacлa нa гидравлическую
блoкиpoвкy диффepeнциaлa. При этом масло, находящееся в гидравлической
блoкиpoвке диффepeнциaлa, cтaнoвитcя бeзнaпopным, а блoкиpoвкa диффepeн)
циaлa в данном случае выключeнa.
Пpи включeннoй блoкиpoвкe диффepeнциaлa тoк проходит чepeз кaтyшкy
coлeнoиднoгo клaпaнa 1, и он открывается (рис. 5.48).
Пpи oткpытoм клaпaнe мacлo пoд дaвлeниeм воздействует на пopшeнь
блoкиpoвки диффepeнциaлa 2. Пopшeнь пpижимaeт ceпapaтopныe плacтины 3
с внeшними шлицами пoд кopпyc диффepeнциaлa 4, к диcкaм 5 c внyтpeнними
шлицaми пoд кoничecкий зaмoк диффepeнциaлa 6 и пpeдoтвpaщaeт нeзaвиcимoe
вpaщeниe вaлoв coлнeчныx шecтepeн 8, пoлyoceвoй кoничecкoй шecтepни 7,
кoничecкoгo зaмкa диффepeнциaлa 6 и сателлитов 9.
Блoкиpoвкa диффepeнциaлa ocтaeтcя включeннoй дo нaжaтия oднoй из
пeдaлей тopмoзa трактора или выключeния двигaтeля. Пpи oднoвpeмeннoм
нaжaтии oбeиx пeдaлeй тopмoзa блoкиpoвкa диффepeнциaлa нe выключaeтcя.
От дифференциала мoщнocть подается нa кoнeчные пepeдaчи заднего мос)
та, которые осуществляют пoвышeние кpyтящего мoмeнта и приводят во вpaщe)
ние левое и правое вeдyщие колеса трактора (рис. 5.49).
ГЛАВА 5. ТРАНСМИССИИ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

189

a

б

Рис. 5.50

Myфтa MFWD пpивoдa переднего ведущего моста:
а — мyфта включена; б — мyфта выключена; 1 — выходной вал коробки передач; 2 — диcкoвaя
пpyжинa; 3 — опopный диcк; 4 — сeпapaтopныe плacтины; 5 — бapaбaн мyфты; 6 — диcки;
7 — стyпицa мyфты; 8 — пpивoднoй вaл переднего мocтa; 9 — поршень; 10 — сoлeнoидный клaпaн.

Coлнeчныe шecтepни 1 диффepeнциaлa вpaщaют три сателлита 2 в кaждoй
кoнeчнoй пepeдaчe. Сателлиты yдepживaютcя вoдилoм 3 плaнeтapнoгo pядa,
имеющим внутренние шлицы, в которые установлена пoлyocь 4. При враще2
нии coлнeчной шecтepни 1, сателлиты 2 oбeгaют нeпoдвижную коронную ше2
стерню 5 кoнeчнoй пepeдaчи, пpивoдя вo вpaщeниe вoдилo 3 и пoлyocь 4.
Cмaзкa элементов заднего моста трактора oбecпeчивaeтcя разбpызгиванием
масла, находящегося в его корпусе.
Привод пepeднего ведущего мocта тракторов John Deere осуществляется
чepeз мyфтy MFWD пpивoдным вaлoм 8 (рис. 5.50). Муфта пpиcoeдинeнa к
пepeднeй чacти коробки передач PowerShift и пpивoдитcя в дeйcтвиe ее выxoд2
ным вaлoм 1.
Myфтa включaeтcя мexaничecки пoд действием пpyжины 2 и выключaeтcя
гидpaвличecки, нaпopным мacлoм тpaнcмиccии, воздействующим на поршень 9.
Кaнaлы в выходном вaлу коробки передач oбecпeчивaют пoдaчy cмaзoчнoгo
и нaпopнoгo мacлa в мyфтy. Cмaзoчнoe мacлo пocтyпaeт чepeз кaнaлы, распо2
ложенные в cтyпицe мyфты для oxлaждeния пaкeтa пластин мyфты и cмaзки
шapикoпoдшипникa cтyпицы, и далее вoзвpaщaeтcя в oтcтoйник тpaнcмиccии.
Работой муфты MFWD управляет сoлeнoид 10, который пpивoдитcя в дeйcт2
виe блoкoм управления нa ocнoвe вxoдныx cигнaлoв. Пpивoд MFWD aвтoмa2
тичecки выключaeтcя пpи cкopocти выше 20,5 км/ч, а также пpи нaжaтии лeвoй
или пpaвoй тopмoзнoй пeдaли. Пpи зaдeйcтвoвaнии обеих пeдaлeй тopмoзa
пpи любoй cкopocти трактора мyфтa MFWD включaeтcя для oбecпeчeния
вcпoмoгaтeльнoгo тopмoзa и бyдeт ocтaвaтьcя включeннoй, пoкa тopмoзa нe
бyдyт oтпyщeны.
190

КОНСТРУКЦИЯ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

Кoгдa мyфтa MFWD включeнa (рис. 5.50а), тoк управления нe пocтyпaeт нa
coлeнoидный клaпaн 10, и клапан пepeкpывaет пoтoк мacлa нa мyфтy. Диcкoвaя
пpyжинa 2 при этом дaвит нa oпopный диcк 3, ceпapaтopныe плacтины 4, кoтo/
pыe имeют нapyжныe шлицы пoд бapaбaн мyфты 5, и диcки 6, кoтopыe имeют
внyтpeнниe шлицы пoд cтyпицy мyфты 7. Пpи тaкoм положении соленоидного
клапана бapaбaн муфты пpивoдит вo вpaщeниe ее cтyпицy и далее вaл пpивoда
переднего моста через шлицевое соединение.
Кoгдa мyфтa MFWD выключeнa (рис. 5.50б), тoк управления пocтyпaeт нa
coлeнoидный клaпaн 10, yдepживaя eгo в oткpытoм пoлoжeнии. Haпopнoe
мacлo пocтyпaeт нa мyфтy чepeз coлeнoидный клaпaн и выxoднoй вaл коробки
передач, oтвoдит пopшeнь 9 oт бapaбaнa мyфты 5 и пpивoдит в движeниe oпop/
ный диcк 3. Oпopный диcк cжимaeт диcкoвyю пpyжинy 2, оcвoбoждaя пaкeт
дисков мyфты. При этом бapaбaн мyфты cвoбoднo вpaщaeтcя бeз вpaщeния
cтyпицы мyфты.
Пpивoднoй вaл 1 переднего ведущего мocта трактора John Deere (рис 5.51)
coeдинeн c вeдyщeй шecтepнeй 2, кoтopaя вxoдит в зaцeплeниe c вeдoмoй
шecтepнeй 3, coeдинeннoй c вaлoм вeдyщeй кoничecкoй шecтepнeй главной
передачи 4. Вeдyщая кoничecкая шecтepня жестко закреплена на вале и вpaщaeт

Рис. 5.51

Передний ведущий мост трактора John Deere:
1 — пpивoднoй вaл переднего моста; 2 — ведущая шecтepня; 3 — вeдoмaя шecтepня; 4 — вaл вeдyщeй
кoничecкoй шecтepни главной передачи; 5 — ведомая шестерня главной передачи; 6 — диффepeн/
циaл; 7 — пoлyocь; 8 — шарнир равных угловых скоростей; 9 — coлнeчная шecтepня; 10 — сателли/
ты; 11 — вoдилo плaнeтapнoй пepeдaчи; 12 — коронная шecтepня плaнeтapнoй пepeдaчи; 13 — кopпyc
цaпфы кoлeca.

ГЛАВА 5. ТРАНСМИССИИ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

191

ведомую шecтepню главной передачи 5, пpивoдя вo вpaщeниe корпус диффe+
peнциaлa 6. Диффepeнциaл пoдaeт мoщнocти нa пoлyocь 7 с шарниром равных
угловых скоростей 8 и солнечные шестерни 9 планетарных передач.
Сoлнeчная шecтepня 9 вpaщaeт сателлиты 10, pacпoлoжeнныe на вoдилe
плaнeтapнoй пepeдaчи 11. Пpи вpaщeнии сателлиты oбeгaют неподвижную
внyтpeннюю коронную шecтepню плaнeтapнoй пepeдaчи 12, кoтopaя зaкpeп+
лeнa нa кopпyce цaпфы кoлeca 13 и вpaщaют вoдилo со ступицей, на котором
крепится колесо.
Macлo, находящееся в нижнeй пoлoвинe кopпyca переднего моста, cмaзывaeт
вxoднoй блoк шecтepeн и диффepeнциaл. Элементы колесного peдyктopa cмaзы+
вaются мacлoм, имeющимся внутри его корпуса.
Пepeдний ведущий мocт cepии 1300 трактора John Deere ocнaщeн диффepeн+
циaлoм пoвышeннoгo тpeния, который имeeт внyтpeннюю фyнкцию самобло+
кирования. Для самоблокирования диффepeнциaла иcпoльзyются чeтыpe пpя+
мoзyбых кoничecких сателлита, вeдoмыe кoничecкиe полуосевые шecтepни и
двa блoкa фpикциoнныx диcкoв и ceпapaтopныx плacтин. Фpикциoнныe диcки
имеют внyтpeннe шлицы пoд вeдoмыe кoничecкиe полуосевые шecтepни, a
ceпapaтopныe плacтины имeют нapyжныe шлицы пoд кopпyc диффepeнциaлa.
Кoгдa oбa кoлeca нaxoдятcя нa твepдoй пoвepxнocти и вpaщaютcя c oди+
нaкoвoй cкopocтью, сателлиты, вeдомые кoничecкиe полуосевые шecтepни,
фpикциoнныe диcки и ceпapaтopныe плacтины вpaщaютcя вместе с кopпycом
диффepeнциaлa.
Пpи пoтepe тяги на oднoм кoлece сателлиты нaчинaют oбeгaть пoлyoceвyю
кoничecкyю шecтepню, нa которую дeйcтвyeт oгpaничивaющee ycилиe, пepe+
дaвaeмoe c шины. При этом пoлyoceвaя кoничecкaя шecтepня колеса с хоро+
шим сцеплением cдaвливaeт вмecтe диcки и сепараторные плacтины диффе+
ренциала за счет возрастания осевой силы, действующей в ее зацеплении с
сателлитом, шестерня блокируется с корпусом дифференциала, и пpocкaльзывa+
ниe колеса с малым сцеплением yмeньшaeтcя по мере yвeличeнии cилы cжaтия
дисков.
Пpи выпoлнeнии пoвopoтa нa твepдoй пoвepxнocти из+зa тpeния мeждy
гpyнтoм и шинaми cкopocть внeшнeгo кoлeca бyдeт бoльшe cкopocти внyтpeн+
нeгo. B peзyльтaтe фpикциoнныe диcки пpocкaльзывaют oтнocитeльнo ceпapa+
тopныx плacтин. B тaкoй cитyaции пpocкaльзывaниe мeждy диcкaми и плacти+
нaми являeтcя жeлaтeльным и oбычнo дocтигaeтcя дocтaтoчнo лeгкo, пocкoлькy
предварительное сжатие фpикциoнныx диcкoв и ceпapaтopныx плacтин, опре+
деляемое условиями сборки дифференциала, являетcя oтнocитeльнo нeбoльшим.
Пepeдний ведущий мocт cepии 1500 трактора John Deere ocнaщeн диффepeн+
циaлoм с гидpaвличecкой блoкиpoвкой, yпpaвлeниe кoтopoй выпoлняeтcя па+
раллельно с блокировкой дифференциала заднего моста coлeнoидoм блoкиpoвки
зaднeгo диффepeнциaлa чepeз питaющyю мaгиcтpaль (рис. 5.48).
Тракторы, выпускаемые под маркой Fendt, в настоящее время оснащают+
ся бесступенчатой трансмиссией с коробкой передач Vario.
В коробке передач Vario объединены гидравлический и механический при+
воды. Мощность, передаваемая от двигателя к колесам, разделяется на пер+
вичном валу коробки Vario на два потока — гидравлический и механический
192

КОНСТРУКЦИЯ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

(см. цв. вкл., ил. 8), — которые затем вновь соединяются на суммирующем валу.
Разделение потока мощности, передаваемого двигателем в коробке передач
Vario, на механическую и гидравлическую части осуществляется с помощью
планетарной передачи. При этом при малой скорости движения трактора по4
ток мощности передается в большей степени через гидравлическую часть. Ко4
гда же трактор набирает скорость, механическая передача мощности начинает
преобладать над гидравлической. При скорости движения более 30 км/ч пере4
дача мощности осуществляется только посредством механического потока.
Механическая часть силового потока возникает на солнечной шестерне пла4
нетарной передачи и, пройдя через дополнительный шестеренчатый привод,
подается на суммирующий вал.
Гидравлическая часть привода состоит из гидронасоса, соединенного с ко4
ронной шестерней планетарной передачи, и двух гидромоторов с большими
углами отклонения в 45°, установленных на суммирующем валу. В зависимо4
сти от положения синхронно управляемых частей гидравлического привода
(насоса и моторов) скорость движения трактора регулируется бесступенчато.
Благодаря гидравлическому приводу, рассчитанному на широкий диапазон
рабочих параметров, при помощи всего лишь двух диапазонов движения ско4
рость трактора варьируется от 0,02 до 50 км/ч.
Таким образом, коробка передач Vario объединяет в себе преимущества гид4
равлического привода на низких скоростях движение и механического — на
высоких, что обеспечивает высокий КПД и отсутствие механического износа
при изменении скорости движения. Применение коробки передач Vario суще4
ственно упрощает процесс управления трактором Fendt.
Трансмиссии зарубежных автомобилей. Большинство современных зару4
бежных автомобилей оснащается автоматическими трансмиссиями. Одним из
примеров автоматической трансмиссии является трансмиссия автомобиля
Volkswagen, в которой применяется 74ступенчатая коробка передач (КП) со
сдвоенным сцеплением. Данная конструкция трансмиссии обладает высоким
уровнем комфорта и обеспечивает автоматическое переключение передач без
разрыва потока мощности.
КП со сдвоенным сцеплением состоит из двух независимых друг от друга
делительных механизмов Д1 и Д2 (см. рис. 5.52). Каждый делительный меха4
низм функционирует как механическая КП, которой соответствует одно сцеп4
ление. Через сцепление К1 и делительный механизм Д1 передается крутящий
момент на I, III, V и VII передачах; на II, IV, VI передачах и передаче заднего
хода R крутящий момент передается через сцепление К2 и делительный меха4
низм Д2.
Во время движения только один делительный механизм находится в со4
стоянии силового замыкания.
Конструкция 74ступенчатой КП со сдвоенным сцеплением включает 3 смон4
тированных в одном агрегате независимых модуля: сцепление, механизм ко4
робки передач и модуль управления. Модуль управления переключает переда4
чи, размыкает и замыкает диски обоих сцеплений в зависимости от включае4
мой передачи. Режимы работы КП со сдвоенным сцеплением устанавливаются
рычагом управления.
ГЛАВА 5. ТРАНСМИССИИ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

193

Рис. 5.52

Принципиальная схема трансмиссии:
1 — первичный вал делительного механизма Д1; 2 — вторичный вал делительного механизма Д1;
3 — вторичный вал делительного механизма Д2; 4 — вторичный вал заднего хода делительного
механизма Д2; 5 — первичный вал делительного механизма Д2; К1 — первое сцепление; К2 — второе
сцепление; Мк — крутящий момент двигателя.

Передача крутящего момента на сдвоенное сцепление осуществляется двух0
массовым маховиком 1, закрепленным на коленчатом валу через внутренний
зубчатый венец, который входит в зацепление с наружным зубчатым венцом
несущего кольца 11 сдвоенного сцепления (рис. 5.53).
Сдвоенное сцепление расположено в картере сцепления и состоит из двух
сцеплений сухого типа К1 и К2, объединенных в один узел.
Сцепление К1 — разомкнутого типа и при замыкании передает крутящий
момент на первичный вал 2, который проходит внутри полого первичного
вала 3. От первичного вала 2 крутящий момент для I и III передач передается
на вторичный вал 6, а для V и VII передач — на вторичный вал 7.
Сцепление К2 также разомкнутого типа, и при замыкании передает крутя0
щий момент на первичный вал 3. Откуда крутящий момент для II и IV передач
передается на вторичный вал 6, а для VI передачи и передачи заднего хода R —
на вторичный вал 7 с которого через промежуточную шестерню RI передачи
заднего хода крутящий момент передается на вторичный вал 8.
Все три вторичных вала соединены с зубчатым колесом 5 главной передачи
дифференциала 4. На вторичном валу 6 расположены шестерни0каретки вклю0
чения I, II, III и IV передач. На вторичном валу 7 расположены: шестерни0
каретки включения V, VI и VII передач, а также промежуточная шестерня RI
передачи заднего хода. На вторичном валу 8 расположена шестерня0каретка
для передачи заднего хода R. Для каждой передачи предусмотрен механизм
синхронизации переключения передач.
194

КОНСТРУКЦИЯ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

Рис. 5.53

Схема трансмиссии автомобиля Volkswagen:
1 — двухмассовый маховик; 2 — первичный вал
делительного механизма Д1; 3 — первичный вал
делительного механизма Д2; 4 — дифференциал;
5 — ведомая шестерня главной передачи;
6 — вторичный вал делительного механизма Д1;
7 — вторичный вал делительного механизма Д2;
8 — вторичный вал заднего хода делительного
механизма Д2; 9 — подшипник; 10 — ведущий
диск; 11 — несущее кольцо; К1 — первое сцепле/
ние; К2 — второе сцепление.

При замыкании одного из двух сцеплений крутящий момент двигателя
передается через несущее кольцо 11 и ведущий диск 10, прочно соединенные
друг с другом, на соответствующий диск сцепления и далее на соответствую/
щий первичный вал.
Сцепления могут находиться в двух возможных положениях: при нерабо/
тающем двигателе и в режиме холостого хода оба сцепления разомкнуты; в
режиме движения замкнуты диски только одного из сцеплений.
Сцепление К1 включается в действие рычагом выключения сцепления 1
(см. рис. 5.54а), который прижимает выжимной подшипник 3 к диафрагмен/
ной пружине 2. За счет этого нажимной диск 4 прижимается к диску сцепле/
ния 7 и к ведущему диску 6, и осуществляется передача крутящего момента на
первичный вал 5 делительного механизма Д1. Рычаг выключения сцепления
приводится от исполнительного механизма привода сцепления К1.
Сцепление К2 приводится в действие рычагом выключения сцепления 8 (рис.
5.54б), который через выжимной подшипник 9 перемещает диафрагменную
ГЛАВА 5. ТРАНСМИССИИ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

195

a

б

Рис. 5.54

Работа сцеплений:
а — сцепление К1; б — сцепление К2; 1 — рычаг выключения сцепления К1; 2 — диафрагмен+
ная пружина сцепления К1; 3 — выжимной подшипник сцепления К1; 4 — нажимной диск
сцепления К1; 5 — первичный вал делительного механизма Д1; 6 — ведущий диск; 7 — диск
сцепления К1; 8 — рычаг выключения сцепления К2; 9 — выжимной подшипник сцепления
К2; 10 — диафрагменная пружина сцепления К2; 11 — нажимной диск сцепления К2;
12 — диск сцепления К2; 13 — первичный вал делительного механизма Д2.

пружину 10 и прижимает нажимной диск 11 к диску сцепления 12 и ведуще+
му диску 6, обеспечивая передачу крутящего момента на первичный вал 13
делительного механизма Д2. Рычаг выключения сцепления приводится от ис+
полнительного механизма привода сцепления К2.
КП со сдвоенным сцеплением работает с двумя независимыми друг от дру+
га масляными контурами с различными маслами, адаптированными под спе+
цифические условия каждого контура: масляный контур механической КП и
масляный контур модуля управления.
Модуль управления коробки передач со сдвоенным сцеплением закреплен
на КП при помощи фланца и объединяет в себе электронный и электрогидравли+
ческий блоки, его масляный контур не зависит от контура механической КП.
В электронный блок модуля управления (рис. 5.55а) встроены 12 датчиков.
Он осуществляет управление и регулирование электромагнитных клапанов гид+
равлической системы включения семи передач и привода сцепления. Кроме того,
электронный блок проводит адаптацию положения сцеплений и положений эле+
ментов механизма переключения передач при включенной передаче.
Электрогидравлический блок модуля управления (рис. 5.55б) с помощью
гидравлического насоса 12, приводимого во вращение электродвигателем 14,
создает давление масла, необходимое для переключения передач и включения
привода сцеплений. Гидравлический насос шестеренчатого типа подает масло
в масляный контур модуля управления под давлением 7 МПа, при возрастании
давления масла в масляном контуре выше 7 МПа электронный блок модуля
196

КОНСТРУКЦИЯ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

a

б

Рис. 5.55

Блоки модуля управления:
а — электронный, б — электрогидравлический: 1 — переключатели V и VII передач, VI передачи
и передачи заднего хода; 2 — датчик хода переключателя VI передачи и передачи заднего хода;
3 — датчик частоты вращения второго первичного вала КП; 4 — электрический разъем; 5 — датчик
хода переключателя II и IV передач; 6 — датчик частоты вращения первого первичного вала КП;
7 — переключатели II и IV передач, I и III передач; 8 — датчик хода переключателя I и III передач;
9 — датчик хода переключателя V и VII передач; 10 — штоки управления сцеплением; 11 — масля'
ный ресивер; 12 — гидравлический насос; 13 — электромагнитные клапаны управления переключе'
нием передач и приводом сцепления делительного механизма Д2; 14 — электродвигатель гидравли'
ческого насоса; 15 — электромагнитные клапаны управления переключением передач и приводом
сцепления делительного механизма Д1.

управления отключает электродвигатель и соответственно гидравлический на'
сос. Масляный ресивер 11 выполняет функцию аккумулятора давления и обе'
спечивает давление масла в гидравлической системе при выключенном насосе.
Электромагнитные клапаны управления по сигналам электронного блока
модуля управления регулируют объем масла, поступающего к переключате'
лям передач и к приводам сцеплений. При выключенной передаче переключа'
тели передач давлением масла удерживаются в нейтральном положении. В обе'
сточенном состоянии электромагнитные клапаны приводов сцеплений откры'
ты, и диски сцеплений разомкнуты. Переключение передач осуществляется
вилками переключения передач, расположенными в корпусе КП так же, как и
в механической КП (см. рис. 5.56). Перемещение вилок включения в процессе
переключения передач осуществляется цилиндрами переключателей пере'
дач 2, встроенными в модуль управления (см. рис. 5.57). При переключении
передач на поршень переключателя 3 воздействует давление масла, подавае'
мого электромагнитным клапаном, за счет чего поршень перемещается и пере'
мещает вилку включения 6 и каретку 4, которая приводит в действие синхро'
низатор 5 и включает передачу. Привод сцепления (см. рис. 5.58) состоит из
цилиндра 1 и поршня 5. Поршень приводит рычаг выключения сцепления 8.
На поршне расположен постоянный магнит 3, который служит для распозна'
вания положения поршня с помощью датчика хода сцепления. Во избежание
негативного воздействия на процесс распознавания положения поршня ци'
линдр и поршень сделаны из немагнитных материалов.
ГЛАВА 5. ТРАНСМИССИИ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

197

Рис. 5.56

Механизм переключения
передач:
1 — вилка переключения
VI передачи и передачи заднего хода;
2 — вилка переключения
V и VII передач; 3 — вилка переклю&
чения I и III передач; 4 — вилка
переключения II и IV передач.

Рис. 5.57

Механизм переключения
передач:
1 — датчик положения для переклю&
чателя передач; 2 — цилиндр
переключателя передач;
3 — поршень переключателя
передач; 4 — каретка; 5 — синхрони&
затор; 6 — вилка переключения
передач; 7 — постоянный магнит.

Рис. 5.58

Привод сцепления:
1 — цилиндр привода сцепле&
ния К1; 2 — корпус привода
сцепления К2; 3 — постоян&
ный магнит; 4 — манжета;
5 — поршень привода сцепле&
ния К1; 6 — шток поршня;
7 — пыльник; 8 — рычаг
выключения сцепления К2;
9 — корпус привода сцепления
К2; 10 — направляющее
кольцо; 11 — опорное кольцо.

198

КОНСТРУКЦИЯ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

При выключенном сцеплении поршень привода сцепления находится в
исходном положении, а его электромагнитный клапан управления закрыт.
При необходимости приведения соответствующего сцепления в действие
модуль управления подает сигнал на его электромагнитный клапан, который
открывает масляный канал, ведущий к приводу сцепления, и масло под давле3
нием подается в полость цилиндра привода сцепления. Поршень привода пе3
ремещается, приводит в действие рычаг выключения сцепления, и диски сце3
пления замыкаются.
Сигнал о точном положении сцепления модуль управления получает от
датчика хода сцепления.
Степень пробуксовки сцепления определяется как разность частот враще3
ния первичного и выходного вала КП и регулируется электромагнитым клапа3
ном путем распределения давления масла между приводом сцепления и обрат3
ной магистралью.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ

1.
2.
3.
4.
5.

Как устроена трансмиссия трактора John Deere?
Что представляет собой автоматическая коробка передач PowerShift?
Какие типы дифференциалов применяются на тракторах John Deere?
Как устроена трансмиссия Vario трактора Fendt?
Как устроена 73ступенчатая коробка передач со сдвоенным сцеплением автомоби3
лей Volkswagen?
6. Как работают сдвоенные сцепления 73ступенчатой коробки передач автомобилей
Volkswagen?

ГЛАВА 5. ТРАНСМИССИИ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

199

ГЛАВА

ХОДОВАЯ ЧАСТЬ
ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

Общие сведения. Ходовая часть предназначена для передачи
на грунт веса трактора или автомобиля и преобразования вращательного дви+
жения движителей в поступательное движение машины.
Проходимость трактора — это его способность выполнять технологические
процессы в различных природных и почвенно+климатических условиях. Агро+
технические требования, предъявляемые к проходимости: низкое уплотнение
почвы и способность работать в междурядьях пропашных культур без травми+
рования растений. К показателям, характеризующим проходимость и завися+
щим от устройства ходовой части, относятся: удельное давление движителей
на почву, дорожный и агротехнический просвет, колея трактора.
Среднее удельное давление движителей на почву по агротребованиям до+
пускается не более 45 кПа для гусеничных машин и не более 90–110 кПа —
для колесных.
Дорожный просвет (клиренс) — это расстояние от опорной поверхности до
нижней точки днища трактора. Агротехнический просвет трактора определя+
ется высотой обрабатываемых растений с учетом некоторой возможности их
подгибания.
Колея трактора — это расстояние между осевыми линиями, проведенны+
ми через середины профилей движителей.
Ходовая часть трактора состоит из остова, движителя и подвески.
Остов является основанием машины, связывающим все механизмы в еди+
ное целое. Он может быть рамный, полурамный и безрамный. Рамный остов
тракторов (ХТЗ+150, ХТЗ+150К, ДТ+75М, К+744Р) представляет собой клепан+
ную или сварную раму из балок различного профиля. Полурамный остов трак+
торов (Беларус+80.1/82.1, Беларус+1221, Т+130, Т+402) образуется путем соеди+
нения узлов трансмиссии с балками полурамы, на которую устанавливается дви+
гатель. Безрамный остов — это жестко соединенные блок+картер двигателя и
элементы трансмиссии (применяется на тракторах малой мощности).
На грузовые автомобили устанавливают раму, представляющую собой ба+
лочную конструкцию, которая состоит из двух продольных балок, соединен+
ных поперечинами, и называется лонжеронной.
200

КОНСТРУКЦИЯ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

У легковых автомобилей роль рамы выполняет кузов, называемый несу/
щим. Для крепления двигателя и передней подвески служит короткая рама
(подрамник), прикрепленная к полу кузова.
Движитель колесного трактора (автомобиля) составляют колеса, приводя/
щие его в движение. Все отечественные колесные тракторы имеют движитель с
пневматическими шинами низкого давления. Обладая высокой эластичностью,
шины низкого давления обеспечивают большую опорную поверхность движи/
теля, снижают давление на почву и сопротивление качению, смягчают удары,
передающиеся остову от поверхности дороги, улучшают сохранность механиз/
мов и повышают плавность хода.
Шины подразделяют по размерам, конструкции и назначению. Размеры
шины и ее конструктивные особенности включены в ее обозначение. Напри/
мер: шины 13,6R38 или 18,4–30. Первое число соответствует номинальной
ширине профиля шины в дюймах (шины более ранних конструкций были мар/
кированы в миллиметрах), второе — посадочному диаметру обода. Буквой R
обозначают шины с радиальным расположением нитей корда в каркасе, чер/
точка «–» между числами маркирует шины с диагональным расположением
нитей корда. Буква L на месте R обозначает низкопрофильную шину.
По форме профиля шины подразделяются в зависимости от отношения
высоты профиля Н шины к ее ширине В. Различают шины: обычного профиля
(Н/В = 0,9–1,1); широкопрофильные (Н/В = 0,75–0,85); арочные (Н/В = 0,4–
0,6); пневмокатки (Н/В = 0,1–0,4).
Колеса трактора и автомобиля подразделяются на ведущие и управляемые.
Первые сообщают трактору движение, а вторые придают ему соответствующее
направление. Направляющие колеса могут быть одновременно ведущими.
Пневматическое колесо состоит из диска, обода и эластичной шины.
Внутреннее давление воздуха в шинах автомобилей колеблется в пределах
0,17–0,5 МПа. У тракторов оно находится в пределах 0,08–0,25 МПа.
Различают камерные и бескамерные шины. Основные части камерной
шины: покрышка, камера с вентилем и ободная лента. Ободная резиновая лен/
та размещается между камерой и ободом, предохраняя их от трения между
собой. Ободные ленты применяют только в колесах грузовых автомобилей.
Бескамерные шины широко применяют на автомобилях и тракторах. В та/
ких шинах пространство, заполняемое воздухом, образуется в результате гер/
метичного соединения обода колеса с покрышкой, вентиль при этом размеща/
ется на ободе. Герметичная посадка бескамерной шины на обод достигается
при помощи специальной конструкции борта, плотно прижимающегося к за/
краинам обода внутренним давлением воздуха. Бескамерные шины могут быть
обычного типа, широкопрофильные и арочные.
Арочная шина способствует повышению проходимости автомобиля в труд/
ных дорожных условиях. Это шины низкого давления (0,05–0,08 МПа).
Подвеска состоит из устройств, обеспечивающих соединение остова трак/
тора (автомобиля) с осями колес. В эту группу могут входить упругие элементы
(рессоры), амортизаторы и направляющее устройство.
Упругие элементы вводят в подвеску с целью смягчения толчков и ударов,
передаваемых на остов при движении трактора (автомобиля) по неровностям
ГЛАВА 6. ХОДОВАЯ ЧАСТЬ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

201

пути. Амортизаторы применяют с целью гашения колебаний остова трактора
(автомобиля).
Направляющее устройство обеспечивает необходимую траекторию пере3
мещения колес при движении трактора (автомобиля) по неровностям пути,
ограничивает эти перемещения и разгружает в большинстве случаев упругие
элементы от продольных и боковых усилий, а также от реактивных моментов,
возникающих в результате передачи на колесные движители крутящего мо3
мента от двигателя и при торможении.
Подвески автомобилей делятся на зависимые и независимые. В первом слу3
чае оба колеса подвешены к раме по общей оси, в результате чего перемещение
каждого из них происходит вместе с осью; во втором — каждое колесо подве3
дено к раме независимо, при помощи рычагов. В качестве упругих элементов в
различных подвесках используют рессоры, пружины, торсионы, пневмоподуш3
ки и др.
Подвески грузовых автомобилей — зависимые и чаще всего выполняются
на пластинчатых рессорах. Так, например, передняя подвеска автомобилей
КамАЗ (рис. 6.1) состоит из двух продольных полуэллиптических рессор 1, ра3
ботающих совместно с двумя телескопическими амортизаторами 2 и полыми
резиновыми буферами сжатия 3. В средней части рессоры прикреплены двумя
стремянками к площадке балки передней оси.
Амортизаторы передней подвески соединены с рамой автомобиля и перед3
ней осью при помощи пальцев и резиновых втулок. Втулки компенсируют
перекосы и смягчают ударные нагрузки. При движении автомобиля по дороге
с небольшими препятствиями амплитуда колебаний подвески незначительна,
и сопротивление, создаваемое амортизаторами, невелико. На неровной дороге
амплитуда колебаний подвески возрастает, при этом амортизатор оказывает
большое сопротивление, предотвращая раскачивание автомобиля и поглощая
энергию как при плавном, так и при резком сжатии и отдаче рессор.
Особенностью задних, наиболее нагруженных рессорных подвесок многих
грузовых автомобилей является наличие подрессорника, который повышает
эффективность работы подвески. Если автомобиль порожний или загружен
частично, прогиб рессор небольшой и нагрузка воспринимается только основ3
ными рессорами. При полной загрузке автомобиля в работу вступает дополни3
тельная рессора (подрессорник). Благодаря такой конструкции жесткость ос3
новной рессоры можно уменьшить, что позволяет повысить плавность движе3
ния малогруженного автомобиля.
Для эффективного гашения колебаний применяют амортизаторы 2. Пре3
имущественное распространение получили гидравлические амортизаторы дву3
стороннего действия. Их работа основана на том, что при относительных пере3
мещениях подрессоренных и неподрессоренных масс автомобиля (трактора)
находящаяся в амортизаторе жидкость перетекает из одной его полости в дру3
гую через небольшие проходные сечения, вследствие чего создается сопротив3
ление, поглощающее энергию колебаний.
Универсально3пропашные тракторы оборудуют независимыми подвесками
передних колес (рис. 6.2). Подрессоривание передних колес 1 трактора выпол3
няют пружины 3, размещенные внутри кронштейнов 2.
202

КОНСТРУКЦИЯ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

Рис. 6.1

Передняя подвеска автомобилей КамАЗ:
1 — полуэллиптические рессоры; 2 — амортизатор; 3 — буфер рессоры; 4 — стремянка рессоры.

Рис. 6.2

Схема передней подвески универсально2
пропашного трактора:
1 — переднее управляемое колесо; 2 — кронштейн;
3 — пружина; 4 — передний брус; 5 — трубчатая
балка; 6 — полая труба; 7 — радиально2упорные
роликовые подшипники.

Рис. 6.3

Схемы гидропневматических упругих элементов:
а — с одной ступенью давления; б — с противодавлением; в — с двумя ступенями
давления: 1 — поршень; 2 — амортизационный блок; 3 — диафрагма; 4 — клапан;
А, Б, В — камеры со сжатым газом; С — подпоршневая полость упругого элемента.

ГЛАВА 6. ХОДОВАЯ ЧАСТЬ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

203

На колесных тракторах общего назначения со всеми ведущими колесами
одного диаметра широко применяется полужесткая зависимая подвеска (под.
рессорен только передний мост), где в качестве упругих элементов применя.
ются полуэллиптические рессоры. Примером такой подвески является подвес.
ка трактора ХТЗ.150К. По конструкции данная подвеска схожа с конструкци.
ей вышеописанной передней подвески автомобиля КамАЗ.
В конструкции зарубежных тракторов в последние годы стали применять
гидропневматические подвески, возможные принципиальные схемы упругих
элементов которых представлены на рисунке 6.3. Здесь упругая характеристи.
ка подвески зависит от изменения объема газа, заключенного в жесткую обо.
лочку. При этом усилие от колеса трактора на объем газа передается через
жидкость.
Гидропневматические подвески подразделяются на три типа: с одной сту.
пенью давления, когда предварительно сжатый газ расположен над поршнем в
одном объеме (камера А) (рис. 6.3а); с противодавлением, когда предваритель.
но сжатый газ находится как над поршнем (камера А), так и под поршнем
(камера Б), причем давление газа в камере А больше, чем в камере Б (рис. 6.3б);
с двумя ступенями давления (рис. 6.3в), когда две камеры с предварительно
сжатым газом находятся над поршнем, но давление зарядки камер А и В раз.
лично. При этом в камере А газ сжимается в течение всего хода подвески, а в
камере В газ начинает сжиматься только при открытии клапана 4 по достиже.
нии давления большего, чем зарядное давление этой камеры.
Передача усилий от поршня к газу осуществляется через масло. В ряде слу.
чаев масло может иметь непосредственный контакт с газом (камера Б на рисун.
ке 6.3б). Однако в современных конструкциях масло отделяют от газа плаваю.
щим поршнем или гибким разделителем (диафрагмой) 3, так как при непосред.
ственном контакте масла с газом в ходе работы упругого элемента подвески
происходит вспенивание масла, что отрицательно сказывается на характери.
стике упругого элемента.
Применение жидкости в таких упругих элементах позволяет встраивать в
них амортизационный блок 2, состоящий из калиброванных отверстий и кла.
панов, как и в гидравлическом амортизаторе. В результате получается ком.
пактный агрегат, в котором размещены упругий элемент подвески и гидрав.
лический амортизатор.
Примером может служить работа передней подвески трактора Fendt серии
Favorit 800. Мост с качающимися полуосями копирует неровности почвы и
передает ударный импульс на балку моста. На балке находится гидравличе.
ский цилиндр двойного действия. Цилиндр соединен с двумя мембранными
резервуарами, заполненными азотом, которые амортизируют посредством га.
зовой подушки возникающие ударные колебания и толчки.
Ходовая часть гусеничных тракторов. Назначение ходовой части и ее ос.
новных элементов (остова, движителя и подвески) гусеничных тракторов такое
же, как и колесных. На гусеничных тракторах в основном применяются осто.
вы рамной конструкции.
Гусеничная цепь снабжена почвозацепами и служит дорожкой для качения
по ней остова трактора (рис. 6.4). Ролики 6 поддерживают гусеничную цепь
204

КОНСТРУКЦИЯ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

Рис. 6.4

Гусеничный движитель:
1 — ведущая звездочка; 2 — гусеничная цепь; 3 — опорные катки; 4 — направляющее
колесо; 5 — натяжное устройство; 6 — поддерживающие ролики; 7 — внутренний
балансир; 8 — внешний балансир; 9 — шарнир; 10 — пружина балансиров подвески.

и удерживают ее от бокового раскачивания во время движения трактора. На*
правляющее колесо 4 и натяжное устройство 5 предназначены для обеспече*
ния правильного направления движения гусеничной цепи 2, ее натяжения и
амортизации гусеничного движителя.
Работает движитель следующим образом. Ведущий момент, приложенный
к звездочкам 1, заставляет гусеничные цепи 2 перематываться и расстилаться
под опорными катками 3. При этом возникающие от взаимодействия гусени*
цы с грунтом касательные реакции передаются остову и приводят трактор в
движение, заставляя опорные катки 3 перекатываться по внутренним бего*
вым дорожкам цепи 2, как по рельсам.
К преимуществам гусеничного движителя можно отнести высокие сцеп*
ные качества и проходимость, низкое среднее давление на грунт. Вместе с тем
гусеничные тракторы уступают колесным по массе, скорости движения, уни*
версальности использования в сельском хозяйстве. К основным требованиям,
предъявляемым к гусеничным тракторам, можно отнести обеспечение высо*
кой плавности хода, хорошее сцепление с грунтом, малое давление на него,
самоочищаемость гусениц, меньший шум.
По типу направляющих устройств подвески гусеничных тракторов подраз*
деляются на жесткие, полужесткие и упругие (эластичные).
В жесткой подвеске оси опорных катков жестко прикреплены к гусенич*
ным тележкам, которые, в свою очередь, жестко соединены с остовом тракто*
ра. Такой тип подвески применяется на тихоходных тракторах специализиро*
ванного назначения (трубоукладчики, погрузчики).
Полужесткая подвеска (см. рис. 6.5) представляет собой гусеничную те*
лежку 2, шарниром 3 соединенную сзади с остовом трактора 1; впереди остов
на нее опирается через упругий элемент 4 (тракторы Т*130, Т*402). Полужест*
кой подвеска называется потому, что в момент наезда движителя на препятст*
вие одной или двумя гусеницами сразу происходит их упругое угловое переме*
щение относительно задних шарниров крепления тележек к остову трактора,
и последний как бы «мягко» наезжает на препятствие. Однако, по мере пересе*
ГЛАВА 6. ХОДОВАЯ ЧАСТЬ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

205

Рис. 6.5

Схема полужесткой
подвески:
1 — остов трактора; 2 — рама
тележки; 3 — шарнир;
4 — упругий элемент.

Рис. 6.6

Ходовая часть с резинотросовой
гусеницей:
1 — ведущее колесо; 2 — направляющее колесо; 3 — резинотросовая
гусеница; 4 — опорный каток;
5 — устройство регулировки ширины
колеи; 6 — натяжное устройство.

чения препятствия, остов поднимается на всю его высоту и резко («жестко»)
сходит с него, что сопровождается возникновением динамических нагрузок
во всем тракторе.
В упругой (эластичной) подвеске опорные катки соединены с остовом трактора системами, позволяющими каткам перемещаться в вертикальной плоскости относительно остова и друг друга.
Все разнообразие этих систем можно подразделить на две основные группы: балансирные и индивидуальные подвески.
В балансирных подвесках (см. рис. 6.4) катки 3 объединены между собой
попарно в каретку балансирной подвески. В тракторах сельскохозяйственного
назначения с каждой стороны предусмотрено по две каретки балансирной подвески. Каретка состоит из соединенных между собой шарниром 9 стальных литых балансиров 7 и 8, имеющих общую ось качения. Функцию этой оси выполняет шарнир, закрепленный на раме трактора. Опорные катки 3 вращаются в
подшипниках на осях, каждая из которых закреплена в своем балансире. Катки 3 имеют возможность независимого упругого перемещения, для чего в верхних частях балансиров установлены цилиндрические рессорные пружины 10.
Эластичная подвеска позволяет каждому опорному катку копировать рельеф
грунта, что улучшает плавность хода при движении на повышенных скоростях.
206

КОНСТРУКЦИЯ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

В индивидуальных подвесках каждый опорный каток в отдельности упру)
го соединен с остовом трактора.
В номенклатуре зарубежных тракторов доля гусеничных тракторов невели)
ка. Наибольший процент выпуска гусеничных тракторов приходится на фирму
Caterpillar. Особенность ходовой системы тракторов Challenger (рис. 6.6) — при)
менение резинотросовых гусениц, что позволяет увеличить максимальную ско)
рость движения этих тракторов до 40 км/ч. Также конструкция ходовой части
этих тракторов позволяет изменять ширину колеи и гусеницы. Это позволяет
увеличить годовую загрузку трактора на сельскохозяйственных работах.
Движитель с резинотросовой гусеницей (рис. 6.6) состоит из ведущего 1 и
направляющего 2 обрезиненных колес, опорных катков 4, гусеницы 3 и меха)
низма натяжения гусеницы 6. Данная ходовая часть имеет возможность изме)
нения ширины колеи. Гусеница данной ходовой части находится под большим
натяжением (до 110 кН). Поэтому для натяжения гусеницы применяется рабо)
чая гидросистема трактора, которая подает в натяжной гидроцилиндр масло под
давлением 20 МПа.
С целью уменьшения воздействия на почву и снижения буксования на ко)
лесных тракторах в настоящее время широко применяются широкопрофиль)
ные шины, сдваивание и даже страивание колес.
Техническое обслуживание ходовой системы колесного трактора и авто)
мобиля заключается в проверке и подтяжке резьбовых соединений, периодиче)
ской смазке элементов ходовой системы в соответствии с инструкцией завода)
изготовителя, в своевременном регулировании осевого зазора подшипников
передних и задних колес, в повседневном наблюдении за состоянием пневмати)
ческих шин и величиной давления воздуха в них, периодической проверке
состояния рессор и подрессорников.
Уход за ходовой частью гусеничных тракторов состоит в периодической
очистке всех механизмов ходовой системы от грязи, проверке болтовых и иных
соединений и соответствующих уплотнений, проведении смазки и необходи)
мых регулировок. Особое внимание необходимо обращать на состояние шарни)
ров гусеничной цепи, внешним признаком износа которых является увеличи)
вающееся провисание ее верхней ветви.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ

1. Каково назначение ходовой части и какие требования к ней предъявляются?
2. Перечислите типы остовов, дайте им характеристику и приведите соответствую)
щие марки тракторов.
3. Расшифруйте марку шины 13,6R38.
4. Приведите классификацию шин по форме профиля.
5. Для чего предназначена подвеска и из чего она состоит?
6. Каковы особенности конструкции подвесок грузовых автомобилей?
7. Каковы особенности конструкции подвесок универсально)пропашных тракторов?
8. На каком принципе основана работа гидропневматических подвесок и каких ти)
пов они бывают?
9. Расскажите об особенностях конструкции передней подвески трактора Fendt се)
рии Favorit 800.
10. Перечислите составные части ходовой системы гусеничного трактора.
11. Какие типы подвесок применяются на гусеничных тракторах?

ГЛАВА 6. ХОДОВАЯ ЧАСТЬ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

207

ГЛАВА

МЕХАНИЗМЫ УПРАВЛЕНИЯ
ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

7.1. РУЛЕВОЕ УПРАВЛЕНИЕ КОЛЕСНЫХ МАШИН

Общие сведения. Рулевое управление предназначено для обес$
печения движения машины по заданному водителем направлению.
Рулевое управление должно быть легким и удобным. Кроме того, необхо$
димо, чтобы рулевое управление обеспечивало правильную кинематику пово$
рота и безопасность движения, а поворот колес происходил так, чтобы их ка$
чение не вызывало проскальзывания. Это обеспечивается соединением руле$
вого управления в форме трапеции.
К рулевому управлению предъявляют следующие требования:
§ обеспечение высокой маневренности, при которой возможны крутые и бы$
стрые повороты на сравнительно ограниченных площадях; легкость управ$
ления, оцениваемая усилием, прилагаемым к рулевому колесу;
§ высокая степень надежности действия, поскольку выход из строя рулевого
управления (в отличие от многих других агрегатов и механизмов автомо$
биля) в большинстве случаев заканчивается аварией или катастрофой;
§ правильная кинематика поворота, при которой колеса всех осей автомоби$
ля катятся по концентрическим окружностям (невыполнение этого требо$
вания приводит к скольжению шин по дороге, интенсивному их изнашива$
нию, излишнему расходу мощности двигателя и топлива);
§ умеренное ощущение толчков на рулевом колесе при езде по плохим доро$
гам (при ощущениях толчков на рулевом колесе водитель быстрее утомля$
ется, что снижает безопасность движения);
§ точность следящего действия, в первую очередь кинематического, при ко$
тором любому заданному положению рулевого колеса будет соответство$
вать вполне определенная, заранее рассчитанная крутизна поворота;
§ отсутствие в рулевом управлении больших зазоров, приводящих к плохому
держанию дороги, к вилянию, особенно при движении на больших скоро$
стях или по ухабистым дорогам.
Различают следующие способы поворота: управляемыми колесами только
передней или задней оси; управляемыми колесами обеих осей двухосных ма$
шин; бортом, за счет создания разности крутящих моментов на ведущих коле$
208

КОНСТРУКЦИЯ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

сах кинематически или торможением; комбинация первого или второго спосо+
ба с третьим; с помощью шарнирно сочлененной рамы.
Первый способ поворота применяют во всех автомобилях и тракторах с ко+
лесными формулами 4К2 и 4К4, у которых диаметр передних колес меньше, чем
задних (задней осью управление осуществляется в основном у комбайнов).
Основной недостаток способа управления поворотом с помощью шарнирной
рамы, применяемый на тракторах 4К4б (ХТЗ+150К, К+744Р), состоит в том, что
при маневрировании передний и задний мосты поворачиваются одновременно,
но в разные стороны, что не позволяет использовать их при работе с пропашными
агрегатами. Этот недостаток присущ и трактору с четырьмя управляемыми коле+
сами. Торможение одного из задних колес при повороте как вспомогательное
используют практически на всех универсально+пропашных тракторах. В эксплуа+
тации подтормаживанием борта пользуются при выполнении крутых поворотов.
Рулевое управление состоит из рулевого механизма и рулевого привода.
Рулевой механизм обеспечивает передачу усилия, приложенного водителем к
рулевому колесу, на рулевой привод. Рулевой привод осуществляет передачу
усилий от рулевого механизма к управляемым колесам или полурамам.
Рулевые механизмы должны обеспечивать: устойчивое прямолинейное дви+
жение, при котором свободный ход рулевого колеса (люфт) не должен превы+
шать 10–15°; необходимую обратимость, позволяющую управляемым колесам
возвращаться в положение прямолинейного движения при освобождении руле+
вого колеса; усилие на рулевом колесе должно быть не менее 60 и не более 120 Н
при движении трактора на повороте и не должно превышать 400 Н при повороте
его на месте или при выходе из строя усилителя; отсутствие толчков и ударов на
рулевом колесе при движении управляемых колес по неровностям пути.
Расположение рулевого управления тракторов правое — для лучшего на+
блюдения за работой агрегата и более точного его вождения при выполнении
ряда технологических операций (пахота, косьба и т. д.). На отечественных ав+
томобилях применяется левое (по ходу) рулевое управление, обеспечивающее
лучший обзор.
Различают рулевые механизмы червячные (глобоидальный червяк+ролик;
цилиндрический червяк+сектор), реечные (рейка+сектор, зубчатое колесо+рей+
ка) и шестеренные (пара конических шестерен).
Рулевой привод может быть механическим или гидравлическим. Механи+
ческий привод применяется на автомобилях и тракторах с колесной формулой
4К2 и 4К4а, а гидравлический привод обычно применяется для взаимного
поворота полурам остова тракторов колесной формулы 4К4б с неповоротными
ведущими колесами.
По принципу действия рулевые управления можно разделить на механиче+
ские, механические с усилителями и гидрообъемные.
В механических рулевых управлениях рулевой привод кинематически свя+
зан с рулевым механизмом, и поворот управляемых колес осуществляется толь+
ко силой тракториста, приложенной к рулевому колесу.
В механическом рулевом управлении с усилителем рулевой привод также
кинематически связан с рулевым механизмом, но поворот управляемых колес
или полурам остова тракторов 4К4б производится специальным усилителем.
ГЛАВА 7. МЕХАНИЗМЫ УПРАВЛЕНИЯ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

209

В гидрообъемном рулевом управлении нет механической связи рулевого
привода с рулевым механизмом. Исполнительным элементом рулевого приво/
да является гидроцилиндр двойного действия, соединенный трубопроводами с
управляющим элементом рулевого управления — насосом/дозатором. Послед/
ний совместно с рулевым колесом представляет собой рулевой механизм.
Углы установки управляемых колес. Способность управляемых колес со/
хранять нейтральное положение при прямолинейном движении и самостоя/
тельно возвращаться в это положение в случае отклонения от него называется
стабилизацией колес. При хорошей стабилизации управляемых колес машина
может длительно сохранять прямолинейность движения без вмешательства
водителя.
Стабилизация управляемых колес основана главным образом на использо/
вании различных реакций почвы, действующих на колеса, для создания соот/
ветствующих стабилизирующих моментов относительно осей поворота цапф
колес. Способность колес к стабилизации зависит от углов установки шквор/
ней и цапф колес, а также от боковой упругости шин.
Различают четыре вида углов установки управляемых колес: развал колес,
наклон шкворней (продольный и поперечный) и схождение колес (рис. 7.1).
Угол развала колес a (рис. 7.1а) оп/
ределяется установкой цапф колес с на/
клоном их шипов вниз. Это позволяет
уменьшить нагрузки на внешний под/
шипник за счет прижимающей силы,
направленной к внутреннему подшип/
нику ступицы. Если бы этой силы не
было, то колесо, даже при небольшом
осевом зазоре в подшипниках, находи/
лось бы в неустойчивом положении, что
вызывает повышенный износ шин и под/
шипников колес. Угол развала колес
различных машин a < 2°.
Поперечный наклон шкворня (рис.
7.1а) определяется углом b, лежащим в
поперечной плоскости машины. При по/
перечном наклоне шкворней поворот
Рис. 7.1
колес сопровождается некоторым подъ/
Углы установки направляющих колес:
емом передней оси, а под действием веса
а — развал колес и поперечный наклон
шкворней; б — продольный наклон шквор/
машины колеса возвращаются в сред/
ней; в — схождение колес.
нее положение, сохраняя устойчивость.
Поперечный наклон шкворня совместно с развалом колес уменьшает расстоя/
ние «с» (рис. 7.1а) между средней плоскостью колеса и точкой пересечения
оси шкворня с поверхностью дороги. Это расстояние называют плечом обката
колеса.
Уменьшение плеча обката (до некоторых пределов) положительно влияет
на устойчивость движения и одновременно способствует снижению усилий,
необходимых для поворота колеса. Угол b, характеризующий поперечный на/
210

КОНСТРУКЦИЯ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

клон шкворня, составляет у автомобилей 6–8° и определяется соответствую+
щей формой передней оси.
Продольный наклон шкворня (рис. 7.1б) определяется углом g, образован+
ным линией, перпендикулярной плоскости качения колеса, и осью шкворня.
При продольном наклоне шкворня геометрическая ось его пересекается с плос+
костью дороги впереди точки касания колеса. За счет этого во время поворота
центробежная сила, стремящаяся сдвинуть машину, помогает возвратить ко+
леса в среднее положение. Угол g лежит в пределах 0–40° и определяется уста+
новкой цапфы передней оси в наклонном положении. В процессе эксплуата+
ции машин углы регулировкам не подлежат.
Схождение колес (рис. 7.1в) находят по разнице размеров А и Б, замерен+
ных между колесами впереди и сзади, если смотреть на них сверху. Схожде+
ние колес дает правильное параллельное качение колес при наличии у них
развала, зазоров в шкворнях, рулевых тягах и подшипниках колес. В руко+
водстве к каждой машине указывают требуемые размеры А и Б, которые про+
веряют специальными приспособлениями и регулируют. Схождение колес на+
ходится в пределах 2–12 мм.
Нарушение регулировок управляемых колес в эксплуатации сказывается
не только на их стабилизации, но и на износе шин.
На современных зарубежных автомобилях находят применение электрон+
ные системы стабилизации траектории, такие как ESP (Electronic Stability
Programm) и AFS (Active Front Steering — активная система управления пе+
редними колесами). В задачу системы ESP входит предотвращение выхода
автомобиля за пределы полосы движения на поворотах при ошибочных дейст+
виях водителя (например, при попытке пройти поворот со слишком высокой
скоростью в момент начала заноса и т. д.). Система AFS анализирует парамет+
ры криволинейного движения автомобиля в каждый момент времени и, уве+
личивая или уменьшая угол и угловую скорость поворота управляемых колес,
помогает водителю оптимально управлять автомобилем.
Рулевое управление с механическим приводом. Усилие к рулевому меха+
низму передается от рулевого колеса. В отечественной и зарубежной практике
широко применяются червячные, реечные и др. рулевые механизмы. Широ+
кое применение получили червячные механизмы (червяк+ролик). Рулевое
управление автомобиля ГАЗ+3307 совмещенное, т. е. вал 2 непосредственно
соединен с червяком 4 (см. рис. 7.2а). Трехгребневой ролик 6 посажен на ось с
помощью двух шарикоподшипников. Ось ролика установлена в щеках голов+
ки вала 7 сошки. Между торцами ролика и щеками размещены упорные шай+
бы. Вал 7 поворачивается в двух подшипниках: бронзовой втулке и роликовом
подшипнике 13. На мелкие конические шлицы вала посажена сошка 1. Пра+
вильность установки сошки обеспечивается четырьмя сдвоенными шлицами.
Зазор в зацеплении червяк+ролик регулируют с помощью винта 15, ввернуто+
го в боковую крышку картера.
Рулевой привод имеет заднее расположение цельной трапеции. Его про+
дольная тяга шарнирно соединена задним концом с рулевой сошкой 1, а перед+
ним концом через рычаг левого поворотного кулака — с рулевой трапецией.
Рычаги рулевой трапеции жестко соединены с правым и левым поворотными
ГЛАВА 7. МЕХАНИЗМЫ УПРАВЛЕНИЯ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

211

Рис. 7.2

Рулевое управление (а) и шарнирные устройства (б) автомобиля ГАЗ93307:
1 — рулевая сошка; 2 — рулевой вал; 3 — колонка руля; 4 — глобоидальный червяк;
5 — пружина сальника; 6 — трехгребневый ролик; 7 — вал рулевой сошки;
8 — стяжной хомут; 9, 30 — подшипник червяка; 10 — нижняя крышка картера;
11 — регулировочная прокладка; 12 — верхняя крышка картера; 13 — подшипник
вала сошки; 14 — стопорная шайба; 15 — регулировочный винт; 16 — контргайка;
17 — масленка; 18 — пята; 19 — коническая пружина; 20 — сменный вкладыш;
21 — труба продольной тяги; 22 — наконечник; 23 — обойма; 24 — палец;
25 — резиновый колпак; 26 — труба поперечной тяги; 27 — хомут; 28 — крышка;
29 — сухарь.

кулаками, а между собой — шарнирно через поперечную тягу (на рисунке не
показано).
Продольная и поперечная тяги с помощью шарнирных устройств соединены
с рычагами. К трубе 21 (рис. 7.2б) продольной тяги приварены наконечники 22,
в которые установлены сменные вкладыши 20, сухарь 29 и полусферический
палец 24, опирающийся на пяту 18. Пята поджата к пальцу конической пружи9
ной 19, которая упирается в крышку 28, закрепляемую стопорным кольцом. На
палец шарнира с небольшим натягом надет резиновый колпак 25, закреплен9
ный обоймой 23 на наконечнике. Смазывают шарнир через масленку 17.
На современных легковых автомобилях широкое распространение полу9
чил реечный рулевой механизм (рис. 7.3). Его преимущество состоит в том,
что он имеет высокий КПД (0,9–0,95) и меньшую стоимость.
212

КОНСТРУКЦИЯ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

Рис. 7.3

Рулевой механизм автомобиля ВАЗ&2110 в сборе с приводом:
1 — наконечник рулевой тяги; 2 — шаровой шарнир наконечника; 3 — поворотный рычаг;
4 — регулировочная тяга; 5 и 7 — рулевые тяги; 6 — болты крепления рулевых тяг к рейке;
8 — опора рулевого механизма; 9 — скоба крепления рулевого механизма; 10 — защитный
чехол; 11 — резинометаллический шарнир; 12 — демпфирующие кольца; 13 — опорная
втулка рейки; 14 — рейка; 15 — картер рулевого механизма; 16 — промежуточный вал
рулевого управления; 17 — упор рейки; 18 — пружина; 19 — гайка упора; 20 — роликовый
подшипник; 21 — приводная шестерня; 22 — гайка подшипника; 23 — пыльник;
24 — фланец эластичной муфты; 25 — защитный колпак; 26 — эластичная муфта.

Рулевой механизм автомобиля ВАЗ&2110 (рис. 7.3) в сборе с рулевыми тя&
гами крепится в моторном отсеке к щитку передка кузова на двух его крон&
штейнах при помощи скоб 9 через резиновые подушки (опоры) 8.
В картере 15 рулевого механизма на роликовом 20 и шариковом подшип&
никах установлена приводная шестерня 21, которая находится в зацеплении с
рейкой 14. Внутренняя обойма шарикового подшипника фиксируется на валу
шестерни стопорным кольцом, а наружная обойма поджимается гайкой 22 к
торцу гнезда подшипника в картере рулевого механизма. В выточке гайки рас&
полагается уплотнительное кольцо.
Гайка 22 стопорится в картере шайбой и закрывается пыльником 23, на&
саженным на вал приводной шестерни. На пыльнике 23 и на картере рулево&
го механизма выполнены метки для обеспечения установки рейки рулевого
механизма в среднее положение. Промежуточный вал 16 соединен с привод&
ной шестерней 21 эластичной муфтой 26.
Рейка 14 поджимается к зубьям приводной шестерни 21 пружиной 18 че&
рез металлокерамический упор 17, который уплотняется в картере резиновым
ГЛАВА 7. МЕХАНИЗМЫ УПРАВЛЕНИЯ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

213

кольцом. Пружина 18 поджимается гайкой 19 со стопорным кольцом, создающим сопротивление отворачиванию гайки.
На картер рулевого механизма 15 с левой стороны надевается защитный
колпак 25, с правой — напрессовывается труба, имеющая продольный паз. Через паз трубы и отверстия в защитном чехле 10 проходят распорные втулки
резинометаллических шарниров 11 внутренних наконечников рулевых тяг 5
и 7. Тяги рулевого привода крепятся к рейке 14 болтами 6, которые проходят
через соединительную пластину и распорные втулки резинометаллических
шарниров 11.
Рулевой привод состоит из двух составных рулевых тяг 5, 7 и поворотных
рычагов 3 приваренных к телескопическим стойкам передней подвески. Длина каждой рулевой тяги регулируется.
Рулевое управление с усилителем. Усилители можно классифицировать,
прежде всего, по виду применяемой энергии усиления. Различают электрические, пневматические и гидравлические усилители.
Электрические усилители применяются только на легковых автомобилях
и на некоторых специальных колесных шасси с большим числом ведущих и
управляемых колес, обеспечивающих разнообразные траектории их поворота.
На тракторах сельскохозяйственного назначения они применения не имеют.
Пневматические усилители в настоящее время применяются очень ограниченно и только на тракторах, имеющих пневматическую тормозную систему. Основные их недостатки — медленное срабатывание (из-за сжимаемости
воздуха) и большие габаритные размеры.
Наибольшее распространение на современных тракторах и грузовых автомобилях получили гидравлические усилители с золотниковыми распределителями. К преимуществам гидравлических усилителей относятся: малое время
срабатывания; малые габаритные размеры; поглощение ударов при наезде
управляемых колес на препятствие, предотвращающее их передачу на рулевое
колесо; относительная простота их конструкции (тракторы «Беларус», К-744Р,
ХТЗ-150К, автомобиль КамАЗ-5320).
Рулевое управление тракторов «Беларус» серии 800 и 900 имеет рулевой
механизм с гидроусилителем. Рулевой механизм, распределитель, гидроцилиндр и датчик автоматической блокировки дифференциала составляют общий узел. Рулевое колесо и рулевой механизм раздельного типа. Сошка, поворотные рычаги и продольные тяги составляют трапецию управления, предназначенную для поворота колес. Основанием рулевой трапеции служит балка
передней оси.
Усилие к рулевому механизму передается от рулевого колеса через карданную передачу.
Рулевой механизм (рис. 7.4) представляет собой пару «червяк 11 — сектор 12», который, в свою очередь, находится в зацеплении с рейкой 14, соединенной со штоком 24 силового цилиндра. Червяк 11 установлен в эксцентричной втулке 10 на радиальных шариковых подшипниках. Обоймы подшипников помещены во втулке 10 с некоторым зазором, что позволяет червяку 11 с
прикрепленным к нему золотником 4 гидроусилителя перемещаться вдоль
своей оси.
214

КОНСТРУКЦИЯ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

Рис. 7.4

Схема гидроусилителя рулевого привода тракторов «Беларус»
серии 800 и 900:
1 — редукционный клапан; 2 — крышка распределителя; 3 — гайка;
4 — золотник; 5 — ползун; 6 — центрирующая пружина; 7 — предохранительный клапан; 8 — бак; 9 — насос; 10 — эксцентричная втулка;
11 — червяк; 12 — сектор; 13 — сошка; 14 — рейка; 15 — упор рейки;
16 — цилиндр блокировки; 17 — маслопровод датчика; 18 — маховичок
крана; 19 — кран датчика; 20 — щуп; 21 — золотник датчика; 22 — корпус
гидроусилителя; 23 — задняя крышка цилиндра; 24 — шток; 25 — поршень;
26 — передняя крышка цилиндра; 27 — маслопровод клапана блокировки;
28 — поворотный вал; А — бесштоковая полость; Б — штоковая полость.

Гидравлический усилитель включает в себя насос 9, реверсивный распределитель, редукционный 1 и предохранительный 7 клапаны, гидроцилиндр,
бак 8 с фильтром и датчик автоматической блокировки дифференциала (АБД)
заднего моста. Функцию бака и радиатора выполняет корпус 22. Действием
гидроусилителя управляет золотник 4 распределителя.
При работе двигателя шестеренный насос 9 под давлением подает масло в
реверсивный распределитель, где этот поток направляется в полость А или Б
гидроцилиндра, в зависимости от поворота рулевого колеса, и на слив — через
редукционный клапан 1 и фильтр или через кран 19 и золотник датчика 21 АБД.
При прямолинейном движении трактора золотник 4 занимает нейтральное
положение, фиксируемое тремя парами ползунов 5, поджатых пружинами 6.
При этом рабочая жидкость от насоса 9 поступает к центральному пояску
золотника 4, и далее идет на слив в бак 8.
При повороте рулевого колеса направо червяк 11, ввинчиваясь в зубчатый
сектор 12, поворачиваемый несимметричным гидроцилиндром против хода
часовой стрелки, преодолевает неуравновешенную часть силы предварительного сжатия пружин 6, дополнительно сжимает их и, вместе с золотником 4,
смещается вперед. Это вызывает соединение полости Б с напорной гидролинией
ГЛАВА 7. МЕХАНИЗМЫ УПРАВЛЕНИЯ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

215

насоса 9, а полости А — со сливной гидролинией, по которой масло поступает
через редукционный клапан 1 в бак 8 и в кран 19, соединенный с полостью 21
АБД. Под действием давления масла поршень 25 через шток 24 и зубчатую
рейку 14 помогает червяку 11 поворачивать зубчатый сектор 12 и вал 28 сош2
ки по ходу часовой стрелки, а управляемые колеса — направо.
При повороте налево червяк 11, вывинчиваясь из зубчатого сектора 12, пре2
одолевает силу предварительного сжатия пружин 6 и вместе с золотником 4
стремится сместиться назад. При этом зубчатый сектор 12, поворачиваемый
гидроцилиндром, смещает их вперед. Это вызывает соединение полости А гид2
роцилиндра с напорной гидролинией насоса 9, а полости Б — со сливной гид2
ролинией, по которой масло также поступает через редукционный клапан 1 в
бак 8, и в кран 19, соединенный с полостью 21 АБД. Под действием давления
масла поршень 25 через шток 24 и зубчатую рейку 14 помогает червяку 11 по2
ворачивать зубчатый сектор 12 и вал 28 сошки против хода часовой стрелки, а
управляемые колеса — налево. Редукционный клапан 1 поддерживает в гид2
ролинии слива избыточное давление 0,7–1 МПа, необходимое для срабатыва2
ния короткоходного гидроцилиндра 16 АБД.
Рулевое управление с неуправляемыми колесами применяется на тракто2
рах с шарнирно2сочлененной рамой (ХТЗ2150К, К2701, К2744Р). Взаимное уг2
ловое смещение полурам осуществляется гидравлическими силовыми цилин2
драми поворота гидромеханического рулевого управления, состоящего из гид2
равлических и механических частей. Рулевое управление (рис. 7.5) состоит из
рулевого механизма II с гидрораспределителем VI, запорных клапанов III, кла2
пана расхода VII, двух гидравлических силовых цилиндров IX, тяги обратной
связи I и бака V.
Поворот трактора происходит во время подачи рабочей жидкости от насоса
к исполнительному органу рулевого управления — гидравлическим силовым
цилиндрам. Поток рабочей жидкости направляет регулирующий орган —
распределитель рулевого механизма VI, который состоит из корпуса втулки
золотника 13 и восьми плунжеров 15 и 17 с четырьмя распорными пружина2
ми. Положение золотника распределителя, а следовательно и направление по2
тока рабочей жидкости к гидравлическим силовым цилиндрам изменяется при
вращении рулевого колеса. Для обеспечения пропорциональности угла поворо2
та рамы углу поворота рулевого колеса и прекращения поворота с прекращени2
ем вращения рулевого колеса служит обратная связь исполнительного органа
(гидравлических силовых цилиндров) с регулирующим органом (золотником).
Обратная связь осуществляется через поворотные рычаги рамы 23, 24 и 25,
тягу обратной связи I, сошку 5 и червячную пару 6, 7 рулевого механизма.
В чугунном картере на двух цилиндрических роликовых подшипниках уста2
новлен вал рулевого механизма. Цилиндрические роликовые подшипники по2
зволяют валу совместно с внутренними обоймами и роликами подшипников
совершать вращательное движение и осевое перемещение относительно на2
ружных обойм подшипников, зафиксированных в картере стопорными коль2
цами и нижней крышкой.
Червяк 7 находится в постоянном зацеплении с сектором 6. Вал сектора 6
установлен в картере на двух игольчатых подшипниках, между которыми рас2
216

КОНСТРУКЦИЯ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

Рис. 7.5

Схема рулевого управления:
I — тяга обратной связи; II — рулевой механизм; III — запорный клапан; IV — рулевая
колонка; V — бак; VI — распределитель; VII — клапан расхода; VIII — насос;
IX — силовой цилиндр; 1 — кронштейн крепления силового цилиндра; 2, 3, 4, 18, 19,
20, 22, 26 — трубопроводы; 5 — сошка; 6 — сектор; 7 — червяк; 8 и 12 — пружины
клапанов; 9 и 11 — грибковые клапаны; 10 — плунжер; 13 — золотник распределителя;
14 — фильтр заливной горловины; 15, 17 — плунжеры; 16 — пружина плунжеров;
21 — фильтр всасывания; 23 — поворотный рычаг тяги; 24, 25 — поворотные рычаги
силовых цилиндров.

положена распорная втулка. Выходящий конец вала сектора уплотняется ре8
зиновым кольцом и сальником. Сошка 5 закреплена на шлицах вала сектора
гайкой.
Втулка золотника запрессована в корпус и зафиксирована стопорным коль8
цом. Во втулке перемещается двухпоясковый золотник. Для прохода рабочей
жидкости к золотнику во втулке предусмотрено три ряда отверстий большого
диаметра и четыре ряда — малого диаметра. Центральная проточка корпуса со8
общается с нагнетательной полостью насоса, а две крайние проточки через за8
порный клапан сообщаются с полостями гидравлических силовых цилиндров.
ГЛАВА 7. МЕХАНИЗМЫ УПРАВЛЕНИЯ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

217

Поворот трактора осуществляется вращением рулевого колеса, действую(
щего через червячную пару 6 и 7 на золотник 13 распределителя гидравличе(
ской системы управления VI.
В зависимости от вращения рулевого колеса вправо или влево золотник 13
сдвигается вверх или вниз, тем самым открывает доступ маслу, поступающему
от насоса VIII под высоким давлением в одну из полостей (А или Б) силовых
цилиндров IX. С помощью этих цилиндров осуществляется излом задней час(
ти полурамы трактора относительно передней вокруг вертикальной оси шар(
нира.
При прекращении вращения рулевого колеса золотник 13 следящей тя(
гой I устанавливается в среднее положение относительно сливных полостей в
корпусе распределителя VI, и поступающее от насоса VIII масло идет на слив в
бак V. Вследствии этого усилиями пружин 8 и 12 запорные клапаны 9 и 11
запирают масло в полостях силовых цилиндров, фиксируя тем самым положе(
ние поршней и излома полурам трактора, а следовательно, и радиус поворота.
Чтобы изменить радиус поворота трактора, надо дополнительно повернуть ру(
левое колесо в нужном направлении.
Рулевой механизм автомобиля КамАЗ5320 состоит из картера, корпуса
угловой передачи, корпуса клапана управления, рейки(поршня, вала сошки,
винта с шариковой гайкой, ведущей и ведомой шестерен угловой передачи
(рис 7.6).

Рис. 7.6

Схема работы рулевого управления автомобиля КамАЗ(5320:
а — движение прямо; б — поворот вправо; в — поворот влево; 1 — рулевое колесо;
2 — рулевая колонка; 3 — масляный радиатор; 4 — карданный вал; 5 — пружина плунжера;
6 — реактивный плунжер; 7 — золотник; 8 — предохранительный клапан; 9 — обратный
клапан; 10, 11 — каналы; 12 — винт; 13 — шариковая гайка; 14 — поршень(рейка;
15 — продольная тяга; 16 — сошка; 17 — поперечная тяга; 18 — насос; 19 — бак;
20 — трубопровод высокого давления; 21 — трубопровод низкого давления.

218

КОНСТРУКЦИЯ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

В картере рулевого механизма, который одновременно является гидроцилиндром гидроусилителя, с помощью винта и сопряженной с ним шариковой
гайки перемещается поршень-рейка, находящаяся в зацеплении с зубчатым
сектором валом сошки. Для обеспечения регулировки зазора в зацеплении
зубья поршень-рейки и вала и зубчатого сектора вала сошки имеют переменную толщину по длине. Регулировка производится путем перемещения вала
сошки в осевом направлении.
К картеру рулевого управления на шпильках и болтах прикреплен корпус
редуктора, к которому на шпильках крепится корпус клапана управления.
В корпусе клапана управления установлен золотник 7, который перемещается в осевом направлении в каждую сторону от среднего положения. В среднее положение золотник 7 и винт 12 возвращаются под действием реактивных
плунжеров 6 и их пружин.
К клапану управления подводятся два шланга (рис. 7.6) от насоса 18 гидроусилителя, шланг высокого давления 20, по которому подводится масло от насоса, и шланг низкого давления 21, по которому масло через радиатор 3 гидроусилителя возвращается в насос.
В нейтральном положении золотника 7 (рис. 7.6а) между тремя его буртами и двумя средними буртами корпуса клапана управления образуются четыре
кольцевые щели. Масло из напорной гидролинии 20, омывая центральный бурт
золотника 7, по каналам 10 и 11 поступает в полости А и Б гидроусилителя
через две образовавшиеся щели, а через другие две щели масло по каналу через
радиатор 3 направляется в сливную гидролинию 21.
При поворотах автомобиля вращение рулевого колеса 1 через карданный
вал 4 и пару зубчатых колес углового редуктора передается винту 12, соединенному с поршнем-рейкой 14 шариковой гайкой 13. Если сопротивление управляемых колес повороту достаточно велико, то поперечная 17 и продольная 15
тяги, сошка 16, ее вал с зубчатым сектором и поршень-рейка 14 в начале поворота остаются неподвижными. Винт же 12, ввертываемый в шариковую гайку 13 при повороте налево или вывертываемый из нее при повороте направо,
вынужден скользить в шлицевой ступице ведомого зубчатого колеса и вместе с
золотником 7 перемещаться соответственно назад (по схеме вправо) или вперед
на 1,2 мм, дополнительно сжимая пружины 5.
При повороте направо (рис. 7.6б) золотник 7 смещается вперед, открывая
соответствующую пару щелей. Масло из напорной гидролинии 20, действуя на
плунжеры 6, поступает через открывшуюся пару щелей в золотнике 7 в полость А. Полость Б гидроусилителя через каналы в корпусе 11 и открытую
щель в золотнике 7 соединяется с гидролинией слива 21.
При повороте налево (рис. 7.6в) золотник 7 смещается назад, открывает
соответствующую пару щелей. Масло из напорной гидролинии 20, действуя
на плунжеры 6 следящего механизма, через кольцевые щели и каналы в корпусе поступает в полость Б гидроусилителя. Полость А через каналы в корпусе
оказывается соединенной с гидролинией слива 21. Под действием разности давлений масла в полостях А и Б поршень-рейка 14 перемещается вперед и поворачивает зубчатый сектор вала сошки 16 по ходу часовой стрелки, а управляемые колеса — через рулевой привод налево.
ГЛАВА 7. МЕХАНИЗМЫ УПРАВЛЕНИЯ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

219

Рис. 7.7

Принципиальная схема работы электроусили,
теля руля:
1 — датчик крутящего момента на рулевом колесе;
2 — электронный блок управления; 3 — электро,
двигатель; 4 — шестерня вала рулевого управления;
5 — зубчатая рейка; 6 — шестерня усилителя руля;
7 — карданный вал рулевого управления;
8 — датчик угла поворота рулевого колеса.

В конструкции современного легкового автомобиля гидроусилитель руля
постепенно заменяется на электроусилитель рулевого управления.
Основными преимуществами электроусилителя руля в сравнении с гидро,
усилителем рулевого управления являются: удобство регулировки рулевого
управления; высокая информативность рулевого управления; высокая надеж,
ность (в связи с отсутствием гидравлической системы); топливная экономич,
ность, обусловленная экономным расходованием энергии.
Наиболее совершенным с точки зрения конструкции является электроуси,
литель руля с двумя шестернями (рис. 7.7): шестерня 4 передает крутящий
момент на рейку рулевого механизма от рулевого колеса, шестерня 6 — от
электродвигателя усилителя. Такая конструкция называется также электро
механический усилитель рулевого управления.
Электроусилитель руля объединен с рулевым механизмом в одном блоке.
В конструкции усилителя устанавливается, как правило, асинхронный элек,
тродвигатель 3. Механическая передача обеспечивает передачу крутящего
момента от электродвигателя к рейке рулевого механизма. Для этого на рей,
ке 5 предусмотрены два участка зубьев, один из которых служит приводом
усилителя.
Система управления электроусилителем руля включает следующие эле,
менты: входные датчики 1 и 8; электронный блок управления 2; исполнитель,
ное устройство. К входным датчикам относятся: датчик угла поворота рулево,
го колеса 8 и датчик крутящего момента на рулевом колесе 1. Система управле,
ния электроусилителем руля также использует информацию, поступающую от
блока управления антиблокировочной системы тормозов (датчик скорости ав,
томобиля) и блока управления двигателем (датчик частоты коленчатого вала
двигателя).
Электронный блок управления 2 обрабатывает сигналы датчиков. В соот,
ветствии с заложенной программой вырабатывается соответствующее управ,
ляющее воздействие на исполнительное устройство — электродвигатель уси,
лителя 3.
При повороте крутящий момент от рулевого колеса передается через торси,
он на рулевой механизм. Закрутка торсиона измеряется датчиком крутящего
момента 1, угол поворота рулевого колеса — датчиком угла поворота рулевого
колеса 8. Информация от датчиков, а также информация о скорости автомоби,
ля и частоте вращения коленчатого вала двигателя, передаются в электронный
220

КОНСТРУКЦИЯ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

блок управления 2. Блок управления рассчитывает необходимую величину кру,
тящего момента электродвигателя усилителя и путем изменения величины силы
тока обеспечивает ее на электродвигателе. Крутящий момент от электродвига,
теля 3 передается на рейку рулевого механизма 5 и далее, через рулевые тяги,
на ведущие колеса.
Таким образом, поворот колес автомобиля осуществляется за счет объ,
единения усилий, передаваемых от рулевого колеса и электродвигателя усили,
теля 3.
Поворот автомобиля на небольшой скорости обычно производится при пар,
ковке. Он характеризуется большими углами поворота рулевого колеса. Элек,
тронная система управления обеспечивает в данном случае максимальный кру,
тящий момент электродвигателя («легкий руль»).
При повороте на высокой скорости, электронная система управления обес,
печивает наименьший крутящий момент («тяжелый руль»).
Система управления может увеличивать реактивное усилие, возникающее
при повороте колес. Происходит активный возврат колес в среднее положение.
При эксплуатации автомобиля нередко возникает потребность в поддержа,
нии среднего положения колес (движение при боковом ветре, разном давлении
в шинах). В этом случае система управления обеспечивает коррекцию средне,
го положения управляемых колес
Гидрообъемное рулевое управление (ГОРУ) дает возможность свободной
компоновки его основных агрегатов, упрощает их конструкцию и эксплуата,
цию, снижает материалоемкость и улучшает условия труда. Вместе с тем, учи,
тывая, что ГОРУ представляет собой чисто гидравлическую передачу с гибки,
ми соединительными трубопроводами (шлангами) относительно высокого дав,
ления, менее надежными в эксплуатации, чем механические тяги, необходимо
помнить, что это требует повышенного внимания к надежности и безопасно,
сти его эксплуатации. Так, например, не рекомендуется его применять на трак,
торах, транспортные скорости движения которых превышали бы 50 км/ч.
К ГОРУ предъявляются следующие специальные требования: усилие на
рулевом колесе при работающем гидронасосе должно быть в пределах 30–60 Н
и не превышать 300–500 Н при неработающем; люфт рулевого колеса не более
15–25°; поворот управляемых колес или полурам шарнирного остова из одно,
го крайнего положения в другое должен совершаться не более чем за пять обо,
ротов рулевого колеса.
Несмотря на разнообразие конструктивных схем ГОРУ наиболее распро,
страненными являются схемы с использованием управляющих устройств, на,
зываемых насосами,дозаторами.
Рулевое управление с гидрообъемным усилителем (ГОРУ) тракторов «Бела,
рус» (см. рис. 7.8) состоит из насоса,дозатора 16 с блоком клапанов 21, рулево,
го механизма 1, насоса с приводом от дизеля, гидроаккумулятора 9, трубопро,
водов, сошки и рулевой трапеции. Масляный бак ГОРУ объединен с баком раз,
дельно,агрегатной системы трактора.
Рулевой механизм установлен на переднем брусе трактора, насос,дозатор
НД,80К с блоком клапанов — на кронштейне рулевой колонки, гидроаккуму,
лятор — на корпусе бака гидронавесной системы, насос питания НШ10,Л,3 —
ГЛАВА 7. МЕХАНИЗМЫ УПРАВЛЕНИЯ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

221

Рис. 7.8

Гидравлическая схема гидрообъемного
рулевого управления:
1 — рулевой механизм; 2 — клапан блокировки
дифференциала; 3 — цилиндр муфты блокировки
дифференциала; 4 — распределитель блокировки
дифференциала; 5 — клапан предохранительной
блокировки дифференциала; 6 — золотниковый
распределитель блокировки дифференциала;
7 — дроссель; 8 — редукционный клапан распреде"
лителя блокировки дифференциала; 9 — гидроак"
кумулятор; 10 — бак гидросистемы; 11 — шесте"
ренный насос; 12 — предохранительный клапан;
13 и 15 — обратные клапаны; 14 — насос"мотор;
16 — насос"дозатор; 17, 18 — противовакуумные
клапаны; 19, 20 — противоударные клапаны;
21 — блок клапанов.

на корпусе дизеля. Насос"дозатор соединен маслопроводами с цилиндрами ру"
левого механизма, насосом питания и гидроаккумулятором.
Масло от насоса питания 11 поступает к насосу"дозатору 16 и от него через
гидроаккумулятор 9 — в бак 10 гидросистемы трактора. Полости цилиндров
рулевого механизма при отсутствии поворота колеса рулевого привода заперты
поясками золотника насоса"дозатора 16. При повороте рулевого колеса золот"
ник насоса"дозатора смещается, обеспечивая подачу масла в цилиндр рулевого
механизма в количестве, пропорциональном углу поворота рулевого колеса.
При неработающем дизеле и вращении рулевого колеса дозатор работает как
насос, перекачивая масло в соответствующую полость цилиндра, и обеспечива"
ет поворот направляющих колес.
Насос"дозатор НД"80К аксиально"поршневого типа. В его состав входит на"
сос с шаровыми поршнями 14, золотником, установленным в корпусе, и шари"
ковым обратным клапаном 15, обеспечивающим подпитку из бака при нерабо"
тающем дизеле. В крышке расположены предохранительный, два противоудар"
ных и обратный клапаны. Поршни установлены в двух блоках и взаимодействуют
с расположенной между ними двусторонней кулачковой шайбой. Золотник со"
единен с рулевым валом винтовой парой и при вращении вала перемещается в
осевом направлении. В нейтральном положении золотник удерживается пру"
жинами. Рулевой вал через штифт жестко соединен с кулачковой шайбой, вра"
щение которой приводит к осевому перемещению шаровых поршней, преодоле"
вающих усилие пружин, и подаче масла под давлением в систему ГОРУ.
Обратный клапан 15 предохраняет приводимый от дизеля насос питания
от пиковых давлений, возникающих при ударах колес о дорогу во время дви"
жения трактора, и позволяет сохранить давление в сливной магистрали, со"
единенной с гидроаккумулятором, при неработающем дизеле.
Предохранительный клапан 12 ограничивает максимальное давление в на"
гнетательной магистрали в пределах 9,8+0,98 МПа.
Гидроаккумулятор 9 предназначен для поддержания давления в системе
ГОРУ при неработающем дизеле. Он состоит из гильзы и поршня, в котором
расположены отсечной и предохранительный клапаны.
222

КОНСТРУКЦИЯ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

Рис. 7.9

Рулевой механизм:
1 — рулевая сошка; 2 — корпус; 3 — втулка; 4 — крышка корпуса; 5 — датчик блоки$
ровки дифференциала; 6 — поворотный вал; 7 — болты; 8 — крышка; 9 — цилиндры;
10 — палец; 11 — сухарь; 12 — шток; 13 — поршни.

Рабочая жидкость от насоса$дозатора 16 поступает в гидроаккумулятор че$
рез отверстие в крышке и перемещает поршень, сжимая пружину. При этом в
сливной магистрали создается давление 0,147–0,294 МПа, что обеспечивает
надежное управление поворотом трактора при неработающем дизеле.
Рулевой механизм поворота включает в себя два цилиндра 9 (рис. 7.9), порш$
ни 13 которых соединены между собой штоком 12, шток, в свою очередь, с
поворотным валом 6 посредством сухаря 11 и пальца 10. Крышки цилиндров
прикреплены к корпусу 2 болтами 7.
На шлицах поворотного вала 6, установленного в двух опорах, — втулке 3
и крышке 4, закреплена рулевая сошка 1. В крышке 4 размещен клапан 5 гид$
ропривода блокировки дифференциала заднего моста.
Масло, подаваемое от насоса$дозатора в один из цилиндров, передвигает оба
поршня 13 и шток 12. В это же время масло, вытесняемое из второго цилиндра,
поступает к насосу$дозатору. Шток 12 поворачивает вал 6 вместе с сошкой 1,
которая связана с тягами рулевой трапеции.

7.2. МЕХАНИЗМЫ ПОВОРОТА
ГУСЕНИЧНЫХ ТРАКТОРОВ
Поворот гусеничного трактора происходит при отключении от
трансмиссии той гусеницы, в сторону которой надо повернуть трактор. Если
нужно сделать крутой поворот, отключенную гусеницу притормаживают, и
трактор поворачивается на месте.
ГЛАВА 7. МЕХАНИЗМЫ УПРАВЛЕНИЯ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

223

Устройство поворота большинства гусеничных тракторов представляет со+
бой самостоятельный механизм, размещенный за главной передачей тракто+
ра. От двигателя к главной передаче идет один поток мощности, который да+
лее распределяется механизмом поворота между правой и левой гусеницами.
В качестве механизмов поворота гусеничных тракторов используют фрик+
ционные муфты поворота (Т+130) и планетарный механизм (Агромаш+90ТГ,
ВТ+150Д и др.).
Планетарный механизм поворота состоит из двух симметрично располо+
женных одинаковых планетарных механизмов управления правой и левой гу+
сеницами. Механизм собран внутри коронной шестерни 3 (рис. 7.10), установ+
ленной на подшипниках в корпусе заднего моста 5. Снаружи к коронной ше+
стерне 3 прикреплена ведомая шестерня 18 главной передачи. На осях 16,
закрепленных на водиле 2, свободно надеты сателлиты 17, находящиеся в за+
цеплении с коронной шестерней 3 и одновременно с солнечной шестерней 15.
Солнечное зубчатое колесо 15 опирается на подшипники, помещенные в пере+
городке корпуса заднего моста, и соединено с тормозным шкивом 7. Водило 2
соединено с полуосью 10, на которой размещены тормозной шкив 12 и веду+
щая шестерня конечной передачи.

Рис. 7.10

Задний мост трактора с планетарным механизмом поворота:
1 — стакан подшипника; 2 — водило; 3 — коронная шестерня; 4 — шариковый
подшипник; 5 — корпус заднего моста; 6 — пружина тормоза солнечного зубчатого
колеса; 7 — шкив тормоза солнечного колеса; 8 — бронзовая втулка; 9 — замковая
пластина; 10 — ведущий вал; 11 — уплотнительное устройство; 12 — шкив остановочно+
го тормоза; 13, 14 — тормозные ленты; 15 — солнечное зубчатое колесо; 16 — ось;
17 — сателлит; 18 — ведомое коническое зубчатое колесо главной передачи.

224

КОНСТРУКЦИЯ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

Работой планетарного механизма управляют тормоза, помещенные в боко/
вых отделениях корпуса заднего моста 5, привод которых осуществляется ры/
чагами и педалями.
При прямолинейном движении трактора педали и рычаги отпущены, при
этом тормозной шкив 12 полуоси 10 свободен, а шкив 7 затянут тормозной лен/
той 14, посредством пружины 6, вместе с солнечной шестерней 15, и находится
в неподвижном состоянии. Шестерня главной передачи 18 вращает коронную
шестерню 3 и приводит во вращение сателлиты 17, заставляя их обкатываться
по неподвижной солнечной шестерне 15. Увлекаемое осями 16 сателлитов во/
дило 2 передает вращение полуоси 10 и от нее, через конечную передачу, веду/
щей звездочке гусеницы.
Для поворота трактора в ту или иную сторону перемещают соответствую/
щий рычаг на себя, лента 14 отпускает тормозной шкив 7, и солнечная шестер/
ня освобождается. При этом сателлиты начинают вращать солнечную шестер/
ню 15 в сторону, противоположную направлению вращения водила 2, усилие
на водило не передается, и оно вместе со своей полуосью останавливается, гусе/
ница отключается от трансмиссии, в то время как вторая гусеница продолжает
движение и поворачивает трактор. Для более крутого поворота после выключе/
ния тормоза зубчатого колеса нажимают на педаль остановочного тормоза. При
этом тормозная лента 13 затягивается на тормозном шкиве 12, и полуось 10
затормаживается.
Затраты мощности, необходимые для поворота, в механизмах управления
с фрикционными муфтами и планетарными механизмами равноценны. Они в
одинаковой степени обеспечивают прямолинейность движения.
Рулевое управление трактора ХТЗ150 установленное на рулевой колонке
со штурвалом, в сочетании с двухпоточной трансмиссией, переключаемой на
ходу при помощи гидроподжимных муфт, позволяет: устанавливать разные
скорости по бортам и осуществлять поворот на фиксированных радиусах с
активными гусеницами и сохранением кинематической связи гусениц с дви/
гателем; полностью или частично выключать фрикционные муфты в коробке
передач и осуществлять плавный поворот (со свободным радиусом); частично
или полностью затягивать тормоза борта, на котором выключена фрикцион/
ная муфта, и осуществлять крутой поворот, в том числе и вокруг заторможен/
ной гусеницы.
Переключение передач и поворот с фиксированными радиусами (см. рис.
7.11) осуществляется при помощи фигурных рычагов 9, выведенных между
спицами рулевого колеса 7. Две тяги 6 связывают верхние рычаги с качающи/
мися двуплечими рычагами 4 и 5, посаженными на валике, закрепленном на
крышке КПП в трубе с втулками. Передние плечи качающихся рычагов связа/
ны тягами соответственно с правым или левым рычагом распределителя ко/
робки передач.
Рулевая колонка прикреплена фланцем к полу кабины. В подшипниках
верхнего и нижнего стаканов трубы колонки установлен вал. На верхнем кон/
це вала закреплено рулевое колесо, на нижней части шпонкой и стопорным
болтом закреплен поводок с фигурным выступом в виде «ласточкиного хво/
ста». При повороте рулевого колеса вправо поводок 13 воздействует на левый
ГЛАВА 7. МЕХАНИЗМЫ УПРАВЛЕНИЯ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

225

Рис. 7.11

Рулевое управление трактора:
1 — рычаг левого гидрораспределителя; 2 — рычаг правого гидрораспределителя; 3 — тяга распреде&
лителя; 4 — двуплечий рычаг левого борта; 5 — двуплечий рычаг правого борта; 6 — тяга верхняя;
7 — рулевое колесо; 8 — указатель; 9 — верхний рычаг переключения передач; 10 — педаль тормоза;
11 — палец шарнира тяги; 12 — правый рычаг левого борта; 13 — поводок; 14 — левый рычаг правого
борта; 15 — тяга управления левым бортом; 16 — тяга управления правым бортом; 17 — тяга тормоза;
18 — рычаг&поводок тормоза; 19 — палец&толкатель привода левого тормоза; 20 — рычаг управления
левым бортом; 21 — оттяжная пружина; 22 — палец&толкатель привода правого тормоза; 23 — палец&
упор привода правого тормоза; 24 — гайка сферическая; 25 — рычаг управления правым бортом;
26 — тяга тормоза вертикальная; 27 — гайка регулировочная; 28 — рычаг тормозной ленты;
29 — упор тормозной ленты; 30 — труба рычагов; 31 — качающийся рычаг привода тормозов;
32 — палец; 33 — тяга клапана; 34 — рычаг клапана.

226

КОНСТРУКЦИЯ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

нижний рычаг 14 и перемещает вперед левую тягу управления правым бортом; при повороте рулевого колеса влево боковая стенка выступа поводка 13
отклоняет вперед правый рычаг 12 и сдвигает вперед правую тягу управления
левым бортом 15.
Нижние рычаги 12 и 14 рулевой колонки связаны регулируемыми тягами 15 и 16 с длинными рычагами 20 и 25 поперечного мостика управления.
Соединение тяг с рычагами шарнирное, осуществляется при помощи полусферических пальцев 11, посаженных на конусных хвостовиках в рычаги, и сферических сухариков, запертых коническими пружинами в специальных головках тяг. От попадания пыли на трущиеся поверхности шарнир предохранен уплотнительным чехлом, надеваемым на палец и головку тяги.
Поперечный вал мостика управления установлен в кронштейнах кабины
на шаровых опорах. Крайний правый длинный рычаг 20 мостика управления
укреплен на валу, с которым жестко связан крайний левый рычаг, соединенный регулируемой тягой 33 с рычагом 34 клапана сброса давления левого борта. Другой длинный рычаг 25 установлен на металлокерамических втулках.
Меньшее плечо рычага соединено регулировочной тягой с рычагом клапана
сброса давления правого борта.
В рычаги тяг клапанов сброса давления запрессованы пальцы-толкатели 19
и 22, которые при качании рычагов могут упираться в площадки рычагов привода к тормозам, установленным на валу свободно, на втулках, рядом с рычагами тяг клапанов сброса давления.
Между рычагами привода тормозов установлена качающаяся труба 30, связанная с педалью. В оба рычага-поводка запрессованы пальцы-упоры, которые подходят вплотную к площадкам рычагов привода тормозов.
При нажатии на педаль тормоза происходит одновременный поворот обоих рычагов 31 привода, перемещение вертикальных тяг 26 со сферической гайкой вверх и затяжка обоих тормозов.
При пользовании рулем начало затяжки тормозов определяется по фиксатору рулевого колеса. Рулевое колесо и вся рычажная система возвращаются в
исходное положение пружинами.
Для переключения передач перемещают в направлении оси трактора одновременно оба рычага 9, головки которых выведены над рулевым колесом.
Для обеспечения прямолинейного движения рычаги должны одновременно находиться против цифры соответствующей передачи на указателе, закрепленном на рулевой колонке. Положение рычага на рулевой колонке определяется соответствующим фиксированным положением рычага-распределителя
коробки передач.
Поворот трактора на фиксированных радиусах рассогласованием скорости
движения правой и левой гусениц достигается включением разноименных передач в пределах ряда и возможен с различными скоростями:
а) с уменьшением средней скорости — поворот осуществляется подачей на
себя рычага того борта, в сторону которого поворачивается трактор;
б) с постоянной средней скоростью — одновременным перемещением верхних рычагов в разных направлениях на одну ступень: переводом рычага управления забегающим бортом от себя, а отстающим — к себе;
ГЛАВА 7. МЕХАНИЗМЫ УПРАВЛЕНИЯ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

227

в) с увеличением средней скорости движения трактора — подачей от себя
рычага забегающей гусеницы. Такой поворот возможен только при неполной
загрузке двигателя в прямолинейном движении.
Плавный поворот трактора (для изменения направления при движении
вдоль борозды во время пахоты и т. п.) достигается плавным и быстрым пово4
ротом рулевого колеса в сторону поворота с частичным или полным выключе4
нием гидроподжимной муфты.
При повороте рулевого колеса нижняя тяга управления поворачивает соот4
ветствующие рычаги мостика управления, которые, в свою очередь, через на4
клонную тягу толкают и поворачивают вперед рычаг клапана плавного сброса,
расположенного в поддоне коробки передач.
Крутой поворот, в том числе и вокруг остановленной гусеницы, с радиу4
сом, равным ширине трактора, осуществляется при полной затяжке тормоза в
конце поворота рулевого колеса.
Неисправности и техническое обслуживание рулевого управления. Основ4
ными неисправностями рулевого управления являются: увеличение суммар4
ного люфта (свободного хода) рулевого колеса, увеличение усилия, необходи4
мого для его поворота, стуки и шумы в рулевом механизме.
При проведении технического обслуживания рулевого управления выпол4
няют следующий комплекс работ: проверяют свободный ход рулевого колеса,
проверяют крепление рулевой колонки и картера рулевого механизма к раме,
смотрят, нет ли погнутости, трещин и других повреждений рулевых тяг, сма4
зывают все шарнирные соединения рулевых тяг и шкворней поворотных цапф,
добавляют смазку в картер рулевого механизма, проверяют герметичность со4
единения крышки и картера рулевого механизма.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ

1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.

Перечислите способы поворота машин и дайте им сравнительную оценку.
Что понимается под стабилизацией управляемых колес?
Назовите установочные углы управляемых колес, поясните, на что они влияют?
Назовите основные части рулевого управления.
Перечислите типы рулевых механизмов.
Перечислите типы рулевых приводов.
Поясните конструкцию рулевого управления с механическим приводом.
Поясните конструкцию механического рулевого управления с гидроусилителем.
На каком принципе основана работа электроусилителя рулевого управления?
Поясните конструкцию и принцип работы гидрообъемного рулевого управления.
Каковы особенности поворота гусеничных тракторов?
Поясните принцип работы планетарного механизма поворота.

7.3. ТОРМОЗНАЯ СИСТЕМА
Общие сведения. Тормозная система представляет собой сово4
купность устройств, предназначенных для регулирования скорости движения
трактора, ее снижения до необходимого уровня или полной остановки.
Торможение трактора достигается работой сил трения в тормозном меха4
низме, которая превращает кинетическую энергию движения машины в теп4
лоту в зоне трения тормозных накладок с тормозным барабаном или диском.
228

КОНСТРУКЦИЯ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

Применяют два способа торможения: торможение с отъединенным двигате*
лем и торможение двигателем. В первом случае основным источником дополни*
тельных сопротивлений движению машины является ее тормозная система. При
торможении двигателем последний остается соединенным с трансмиссией и при*
водится во вращение от колес. Такое торможение может применяться раздель*
но или совместно с тормозной системой. Торможение двигателем использует*
ся с целью сохранения скорости движения или небольшого замедления, для
кратковременных торможений при езде в городских условиях и притормажи*
вания машины, движущейся под уклон.
Каждая тормозная система состоит из тормозных механизмов и тормозно*
го привода.
Тормозной механизм служит для непосредственного создания и изменения
искусственного сопротивления движению трактора.
Тормозной привод служит для передачи энергии к тормозным механизмам
и управления ими в процессе торможения.
Современные автомобили и колесные тракторы оборудуют рабочей, запас*
ной, стояночной и вспомогательной тормозными системами.
Рабочая тормозная система служит для снижения скорости машины с
желаемой интенсивностью, вплоть до полной остановки, вне зависимости от
скорости движения, нагрузки и уклона дорог, для которых машина предна*
значена.
Запасная тормозная система предназначена для плавного снижения ско*
рости движения или остановки машины в случае полного или частичного вы*
хода из строя рабочей тормозной системы. В случае отсутствия на автомобиле
специальной автономной запасной тормозной системы ее функции может вы*
полнять исправная часть рабочей тормозной системы (например, один из кон*
туров тормозного привода рабочей тормозной системы с соответствующими тор*
мозными механизмами) или стояночная тормозная система.
Стояночная тормозная система служит для удержания неподвижной ма*
шины на горизонтальном участке пути или уклоне даже при отсутствии во*
дителя.
Эффективность стояночной тормозной системы должна обеспечивать удер*
жание машины на уклоне такой крутизны, который она сможет преодолеть на
низшей передаче.
Вспомогательная тормозная система ограничивает скорость движения ав*
томобиля на длительных спусках. Она выполняется не зависимой от других
тормозных систем. Эффективность вспомогательной тормозной системы опре*
деляется следующим образом: она должна обеспечивать спуск машины со ско*
ростью 30 км/ч по уклону 7° протяженностью 6 км без применения иных тор*
мозных систем.
По типу привода тормозные системы подразделяются на механические,
пневматические, гидравлические и гидропневматические. По типу трущихся
поверхностей на дисковые, колодочные и ленточные. По месту установки тор*
мозного механизма — на колесные и трансмиссионные.
Тормозные механизмы. Дисковый тормозной механизм представляет со*
бой вал, на шлицевом конце которого расположены диски с фрикционными
ГЛАВА 7. МЕХАНИЗМЫ УПРАВЛЕНИЯ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

229

накладками. Между накладками расположены чугунные тормозные диски,
имеющие с внутренней стороны наклонные лунки, в которых расположены
шарики. Через тяги и вилку диски соединены с приводом тормозов. На наруж1
ном диаметре дисков имеется по выступу, которые при торможении упираются
в выступы кожуха. Диски между собой стянуты пружинами. Управление тор1
мозами осуществляется с помощью педалей, которые могут быть сблокирова1
ны планкой для одновременного действия обоих тормозов.
Торможение осуществляется нажатием на педали, при этом усилие через
вилку и тяги передается тормозным дискам 3, которые проворачиваются один
относительно другого (рис. 7.12). При этом шарики 7 перекатываются по на1
клонным лункам и раздвигают тормозные диски, зажимая тем самым фрик1
ционные диски 5. По окончании торможения тормозные диски возвращаются
в первоначальное положение под дейст1
вием пружин 6.
Колодочный тормоз с равными пере1
мещениями колодок (рис. 7.13а) состо1
ит из тормозного барабана 1 и двух ко1
лодок 2, которые изнутри прижимаются
к барабану разжимным кулаком 7. При
приложении к тормозному рычагу 6 силы
F тормозные колодки 2 под действием
разжимного кулака 7 поворачиваются
Рис. 7.12
Схема работы дискового тормозного
вокруг неподвижных осей 5 крепления
механизма:
колодок и прижимаются к внутренней
1 — вал; 2, 5 — тормозной диск;
поверхности тормозного барабана 1, за1
3, 4 — нажимной диск; 6 — пружина;
7 — шарик; 8 — упорные диски; 9 — серьга;
тормаживая
его. В расторможенном со1
10 — тяга; А и Б — ограничительные упоры.
стоянии колодки 2 отводятся от тормоз1
ного барабана 1 отжимной пружиной 4.
Для регулировки зазора между тор1
мозным барабаном и тормозными колод1
ками с фрикционными накладками по1
следние установлены на неподвижные
оси 5 эксцентрикового типа. Поворачи1
вая оси, тормозная колодка меняет свое
положение относительно тормозного ба1
рабана. Форма профиля разжимного ку1
Рис. 7.13

Принципиальные схемы колодочных
тормозов:
а — с равными перемещениями колодок:
1 — тормозной барабан; 2 — тормозная колодка;
3 — фрикционная накладка; 4 — отжимная
пружина колодок; 5 — ось крепления тормозной
колодки (эксцентрикового типа); 6 — тормозной
рычаг; 7 — разжимной кулак; б — с равными
приводными силами и односторонним расположе1
нием опор; в — с равными приводными силами
и с разнесенными опорами; г — с большим серво1
усилением: 8 — тормозной цилиндр; 9 — подвиж1
ный сухарик.

230

КОНСТРУКЦИЯ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

лака 7 обеспечивает при включении тормоза равное перемещение левой и пра*
вой колодок. Следовательно, колодки с одинаковым усилием прижимаются к
тормозному барабану, что обеспечивает одинаковую интенсивность их изнаши*
вания в эксплуатации и независимость тормозного момента от направления вра*
щения тормозного барабана. При этом тормоз полностью уравновешен, так как
он не создает радиальной силы на подшипники тормозного барабана.
Недостатком тормоза с равными перемещениями колодок является необхо*
димость в значительной приводной силе Р¢ и Р² соответственно на левую и пра*
вую колодки и сравнительно низкий КПД кулачкового привода (порядка 0,6–
0,8). При этом Р¢ ¹ Р², что приводит к неравномерному изнашиванию разжим*
ного кулака. Для уменьшения трения между разжимным кулаком и тормозной
колодкой иногда устанавливают ролик, а в опорах кулака применяют подшип*
ники скольжения, что повышает КПД приводного устройства до 0,75–0,9. На
практике, вследствие попадания грязи в опоры тормозного кулака и в оси, на
которых вращаются ролики, КПД кулачкового приводного устройства не пре*
вышает 0,75. Следует отметить трудоемкость технического обслуживания та*
кого тормоза, ввиду необходимости периодически смазывать опоры кулака.
Схема колодочного тормоза с равными приводными силами и односторон*
ним расположением опор представлена на рисунке 7.13б. Приводное устрой*
ство тормозных колодок выполнено в виде двустороннего гидравлического тор*
мозного цилиндра 8, который обеспечивает равенство приводных сил Р¢ и Р².
На схеме показаны силы, действующие на тормозные колодки, и направление
вращения тормозного барабана при переднем ходе трактора. Сила трения Fm1 ,
действующая на левую колодку, поворачивает ее относительно нижней опоры
и прижимает к тормозному барабану. Правая колодка под действием силы
трения Fm11 , наоборот, стремится отжаться от тормозного барабана. В результа*
те нормальные силы прижатия левой Fn1 и правой Fn11 колодок различны. При
этом Fn1 2 Fn11, что приводит к более интенсивному изнашиванию левой колодки
тормоза и созданию радиальной нагрузки на опоры тормозного барабана. При
этом тормозной момент левой колодки выше, чем правой. Принято колодку,
прижимаемую за счет силы трения Fт к тормозному барабану, называть ак*
тивной, а отжимаемую от барабана — пассивной.
При изменении направления вращения тормозного барабана на противо*
положное (задний ход трактора) изменяются направления действия тормоз*
ных сил и левая колодка становится пассивной, а правая — активной. В таком
тормозе величина тормозного момента не зависит от направления вращения
тормозного барабана.
В современных конструкциях тормозов для выравнивания интенсивности
изнашивания колодок очень часто фрикционные накладки колодки, распола*
гаемой сзади по ходу движения трактора, делают более короткими.
Схема колодочного тормоза с равными приводными силами (Р¢ = Р²) и раз*
несенными опорами колодок представлена на рисунке 7.13в. Каждая тормозная
колодка имеет свой привод, выполненный в виде гидравлического тормозного
цилиндра 8. При переднем ходе трактора обе тормозные колодки являются
активными, так как за счет сил трения прижимаются к тормозному барабану.
Эффективность тормоза в данном случае выше, чем у ранее рассмотренных
ГЛАВА 7. МЕХАНИЗМЫ УПРАВЛЕНИЯ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

231

схем колодочных тормозов. При заднем ходе трактора обе тормозные колодки
становятся пассивными, что приводит к снижению эффективности тормоза
примерно в 2 раза. Тормоз полностью уравновешен ( Fn1 2 Fn11).
Колодочный тормоз с большим сервоусилителем (рис. 7.13г) имеет общий
привод двух тормозных колодок, выполненный в виде гидравлического тор;
мозного цилиндра 8, действующего с силой Р¢ на переднюю колодку по ходу
движения машины. На вторую тормозную колодку передается сила Rx 2 Fn1 3
2 P1 3 P1.
Передача силы от первой колодки на вторую осуществляется через подвиж;
ный сухарик 9, выполняющий одновременно функцию опор колодок и силопе;
редающего устройства. Обе тормозные колодки при переднем ходе машины
активные. Тормоз не уравновешен, так как Fn11 2 Fn1. При заднем ходе машины
обе колодки становятся пассивными, и эффективность тормоза снижается при;
мерно в 3 раза.
Ленточные тормозные механизмы имеют наибольшее распространение в
тракторах, особенно в гусеничных. Среди них можно выделить четыре основ;
ных типа: простой, суммирующий, дифференциальный и плавающий (рис. 7.14).
Простой ленточный тормоз (рис. 7.14а) представляет собой тормозной ба;
рабан (шкив) 1, по наружному диаметру охватываемый стальной тормозной
лентой 3 с закрепленной на ней фрикционной накладкой 2. Оба конца ленты
имеют шарнирное крепление. Один конец стальной ленты закреплен на непод;
вижной опоре 4, а второй — на тормозном рычаге 5.
Для предотвращения касания ленты к барабану в расторможенном состоя;
нии устанавливают регулируемый упор 8 и оттяжную пружину 7. При поворо;
те рычага 5 с помощью тормозной тяги 6 происходит затягивание ленты и тор;
можение барабана 1.
При вращении тормозного барабана в сторону затяжки ленты за счет сил
трения между фрикционной накладкой 2 и тормозным барабаном 1 происхо;
дит самозатягивание ленты. Величина затяжки ленты зависит от коэффициен;
та трения в контакте ленты с барабаном. В результате, при небольшом усилии,

Рис. 7.14

Схемы ленточных тормозов:
а — простого; б — суммирующего; в — дифференциального; г — плавающего; 1 — тормозной
барабан (шкив); 2 — фрикционная накладка; 3 — стальная тормозная лента; 4 — неподвижная
опора; 5 — тормозной рычаг; 6 — тормозная тяга; 7 — оттяжная пружина тормозной ленты;
8 — регулируемый упор отвода ленты; 9 — тормозная стальная лента в сборе с фрикционной
накладкой; 10 — соединительная планка.

232

КОНСТРУКЦИЯ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

передаваемом через тягу 6 к тормозному рычагу 5, обеспечивается высокая
эффективность торможения. Данный тормоз обладает серводействием. При
изменении направления вращения тормозного барабана существенно умень5
шается эффективность торможения.
В суммирующем ленточном тормозе (рис. 7.14б) оба конца тормозной лен5
ты 9 с фрикционными накладками подвижные и крепятся к тормозному рыча5
гу 5. В существующих конструкциях тормозов плечи а и в рычага 5 выбирают
одинаковыми для того, чтобы тормозной момент не зависел от направления
вращения тормозного барабана 1.
У данного ленточного тормоза отсутствует эффект серводействия и тормоз5
ной момент меньше, чем у простого ленточного тормоза.
В дифференциальном ленточном тормозе (рис. 7.14в) оба конца тормозной
ленты 9 подвижные. При повороте тормозного рычага 5 один конец ленты 9
затягивается, а другой отпускается. Тормоз обладает хорошим эффектом сер5
водействия, что уменьшает усилие на тормозном рычаге 5, необходимое для
получения заданного тормозного момента. Однако этот эффект обеспечивает5
ся, если направление затяжки ленты совпадает с направлением вращения тор5
мозного барабана и при условии, что а < в. При вращении тормозного бараба5
на в противоположную сторону тормозной момент резко снижается.
Плавающие ленточные тормоза получили наиболее широкое распростра5
нение в тракторах (рис. 7.14г). На схеме один конец тормозной ленты 9 кре5
пится к тормозному рычагу 5, а другой — к планке 10, шарнирно связанной с
тормозным рычагом.
Рассмотрим работу этого тормоза. Предположим, что тормозной барабан 1
вращается против часовой стрелки. При затягивании тормоза лента 9 вместе с
рычагом 5 и планкой 10 за счет сил трения поворачивается относительно оси
вращения барабана. В результате рычаг 5 упирается в неподвижный упор А и
конец тормозной ленты, закрепленный на рычаге, становится неподвижным,
а второй остается подвижным. Тормоз работает с высокой эффективностью,
как простой ленточный тормоз с серводействием. При изменении направле5
ния вращения тормозного барабана (на схеме показано штриховой стрелкой)
соединительная планка 10 упирается в неподвижный упор Б. Конец тормоз5
ной ленты, закрепленный на планке 10, становится неподвижным, а конец
ленты, закрепленный на рычаге 5, остается подвижным. Тормоз работает с
высокой эффективностью, как простой ленточный с серводействием. Таким
образом, у плавающего ленточного тормоза величина тормозного момента не
зависит от направления вращения тормозного барабана. При этом обеспечива5
ется высокая эффективность торможения. Плавающие ленточные тормоза по5
лучили широкое распространение на гусеничных тракторах различного на5
значения.
Приводы тормозных систем. Большинство современных энергонасыщенных
тракторов оборудуется тормозными системами с пневматическим приводом.
Пневматическая двухконтурная тормозная система трактора К5744Р (см.
цв. вкл., ил. 9) обеспечивает одновременно работу тормозов трактора и прице5
пов, ручное управление тормозами прицепов при движении и на стоянке, при5
вод стояночного тормоза, управление пневмосистемой прицепов с одно5 и двух5
ГЛАВА 7. МЕХАНИЗМЫ УПРАВЛЕНИЯ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

233

проводным приводом, отбор воздуха при буксировке другого трактора для на)
качки шин.
Нижняя секция тормозного крана 4, ресивер II и тормозные камеры 15 со)
ставляют передний контур; верхняя секция тормозного крана 4, ресивер I и
тормозные камеры 16 составляют задний контур; кран ручного управления 6,
ресивер III и энергоаккумуляторы 15 составляют контур тормозов прицепа и
стояночного тормоза.
При нажатии на педаль тормоза воздух из воздушных баллонов через тор)
мозной кран поступает в тормозные камеры. Одновременно с этим через кла)
пан управления тормозами прицепа происходит выпуск сжатого воздуха из
соединительной магистрали прицепа, колеса прицепа затормаживаются пода)
чей воздуха из собственных баллонов через воздухораспределитель к тормоз)
ным камерам. При возвращении педали тормоза в исходное положение проис)
ходит оттормаживание тормозных камер путем соединения их с атмосферой и
заполнение воздухом воздушных баллонов от компрессора.
Магистраль управления торможением прицепов дополнительно подклю)
чена к тормозному крану обратного действия с ручным управлением 6, что
позволяет вручную автономно снижать или повышать давление в соедини)
тельной магистрали прицепа и, тем самым, притормаживать прицеп без тор)
можения трактора (промежуточное положение рукоятки крана) или затормо)
зить прицеп на стоянке (крайнее фиксированное положение рукоятки крана).
Рабочий тормоз, установленный на всех четырех колесах трактора, одина)
ковый — барабанного типа с двумя внутренними колодками на подвижных
опорах и фиксированным разжимным кулаком.
Тормозная камера с пружинным энергоаккумулятором 15 (см. цв. вкл.,
ил. 9) предназначена для приведения в действие тормозных механизмов.
Камера состоит из двух частей: мембранной бесфланцевой тормозной ка)
меры и пружинно)пневматического цилиндра. Мембранная камера выполня)
ет функции исполнительного органа рабочей тормозной системы, а пружин)
ный энергоаккумулятор в зависимости от управления может быть исполни)
тельным органом:
а) запасного тормоза — при регулируемом выпуске сжатого воздуха из)под
пружины с помощью крана со следящим действием;
б) стояночного тормоза — при нерегулируемом выпуске сжатого воздуха
из)под пружины без следящего действия;
в) аварийного тормоза — при нерегулируемом выпуске сжатого воздуха из)
под пружины вследствие повреждения пневматического привода или его частей.
При движении трактора сжатый воздух из воздушного баллона с помощью
ручного крана управления стояночным тормозом постоянно подводится через
вывод I (см. цв. вкл., ил. 10) в подпоршневое пространство. Поршень 5 с тру)
бой 4 и толкателем 2 находится в верхнем положении, силовая пружина 8 пол)
ностью сжата.
При выпуске воздуха из)под поршня 5 пружина 8 разжимается, и поршень
перемещается вниз. Толкатель 2 через мембрану 16 воздействует на шток 18,
который, перемещаясь, поворачивает связанный с ним регулировочный ры)
чаг и разжимной кулак тормозного механизма. Происходит затормаживание
234

КОНСТРУКЦИЯ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

трактора. При оттормаживании трактора сжатый воздух поступает через вы+
вод I под поршень 5. Поршень вместе с трубой и толкателем перемещается
вверх, сжимая пружину и давая возможность штоку тормозной камеры под
действием возвратной пружины 19 вернуться в исходное положение.
При торможении рабочей тормозной системой сжатый воздух подается в
надмембранную полость. Мембрана 16, прогибаясь, воздействует на диск 17,
который через шайбу и контргайку перемещает шток 18 и поворачивает регу+
лировочный рычаг с разжимным кулаком тормозного механизма.
Торможение запасной и стояночной тормозной системой трактора. При
работе стояночной тормозной системы цилиндры с пружинными энергоакку+
муляторами либо заполняются сжатым воздухом при движении, либо воздух
из них полностью удаляется при затормаживании трактора на стоянке, что со+
ответствует крайним фиксированным положениям рукоятки ручного крана. При
работе запасной тормозной системы воздух из цилиндров выпускается не полно+
стью, а лишь в меру необходимой эффективности торможения трактора, что
соответствует промежуточным нефиксированным положениям ручного крана.
Аварийное торможение трактора. В случае нарушения герметичности и
потери сжатого воздуха в ресивере стояночной системы тормозов воздух из+под
поршня через вывод I уходит в атмосферу через поврежденную часть привода.
Происходит автоматическое затормаживание трактора стояночным тормозом.
При необходимости дальнейшего движения, т. е. съезда трактора с опасного
участка дороги, применяют систему пневматического оттормаживания стоя+
ночного тормоза путем наполнения цилиндров с пружинными энергоаккуму+
ляторами сжатым воздухом из другого неповрежденного источника.
Тормозные мембранные камеры 16 (см. цв. вкл., ил. 9) предназначены для
преобразования энергии сжатого воздуха в работу по приведению в действие
тормозных механизмов. Интенсивность торможения зависит от давления под+
веденного воздуха и от хода штока тормозной камеры. При торможении, т. е.
при подаче сжатого воздуха в подмембранную полость, мембрана прогибается,
воздействует на диск и перемещает шток, который поворачивает регулировоч+
ный рычаг тормозного механизма вместе с разжимным кулаком. Кулак при+
жимает колодки к тормозному барабану с силой, пропорциональной давлению
сжатого воздуха в камере. При оттормаживании, т. е. при выпуске сжатого
воздуха из камеры, диск со штоком и мембраной под действием пружины воз+
вращается в исходное положение.
В пневматической системе трактора К+744Р применяется компрессор порш+
невого типа, непрямоточный, двухцилиндровый, одноступенчатого сжатия.
Привод компрессора шестеренчатый, от блока распределительных шестерен.
Тормозной двухсекционный кран 4 (см. цв. вкл., ил. 9) предназначен для
управления исполнительными механизмами рабочего привода трактора при
двухконтурном тормозном приводе, а также для управления клапанами при+
вода тормозов прицепа.
Выводы I и II (см. цв. вкл., ил. 7) крана соединены с воздушными ресиве+
рами двух раздельных контуров привода рабочего тормоза. От выводов III и IV
сжатый воздух поступает к тормозным камерам. При нажатии на тормозную
педаль усилие передается через систему рычагов и тяг привода на рычаг 1
ГЛАВА 7. МЕХАНИЗМЫ УПРАВЛЕНИЯ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

235

крана и далее через толкатель 6, тарелку 9 и упругий элемент 31 на следящий
поршень 30. Перемещаясь вниз, поршень 30 сначала закрывает выпускное от0
верстие клапана 29 верхней секции тормозного крана, а затем отрывает кла0
пан 29 от седла в верхнем корпусе 32, открывая проход сжатому воздуху из
вывода II в вывод III и далее, к исполнительным механизмам одного из конту0
ров. Давление в выводе III повышается до тех пор, пока сила нажатия на ры0
чаг 1 не уравновесится усилием, создаваемым давлением на верхний пор0
шень 30. Одновременно с повышением давления в выводе III сжатый воздух
через отверстие А попадает в полость В над большим поршнем 28 нижней сек0
ции тормозного крана. Перемещаясь вниз, большой поршень закрывает выпу0
скное отверстие клапана 17 и отрывает его от седла в нижнем корпусе 25. Сжа0
тый воздух из вывода I поступает к выводу IV и далее, в исполнительные меха0
низмы второго контура рабочего тормоза.
Одновременно с повышением давления в выводе IV повышается давление
под поршнями 15 и 28, в результате чего уравновешивается сила, действую0
щая на поршень 28 сверху. Вследствие этого в выводе IV также устанавливает0
ся давление, соответствующее усилию на рычаге тормозного крана.
Ускорительный клапан 5 (см. цв. вкл., ил. 9) предназначен для уменьше0
ния времени срабатывания пружинных энергоаккумуляторов стояночного и
запасного тормозов путем ускорения впуска и выпуска сжатого воздуха.
Клапан управления тормозами прицепа с однопроводным приводом 7 (см.
цв. вкл., ил. 9) предназначен для управления однопроводной системой привода
тормозов прицепа или полуприцепа, а также для ограничения давления сжато0
го воздуха, поступающего в пневмосистему привода тормозов прицепа до за0
данного уровня, с целью предотвращения самопритормаживания прицепа при
колебаниях давления сжатого воздуха в пневматической системе трактора.
Клапан управления тормозами прицепа с двухпроводным приводом 8 (см. цв.
вкл., ил. 9) предназначен для управления двухпроводным приводом тормозов
прицепа при раздельном приводе рабочих тормозов тягача и наличии тормозов
обратного действия в виде цилиндров с пружинными энергоаккумуляторами.
В расторможенном состоянии трактора к выводам II и V (см. цв. вкл., ил. 11)
клапана постоянно подается сжатый воздух, который, воздействуя сверху на
диафрагму 1 и снизу на средний поршень 12, удерживает поршень 13 в ниж0
нем положении. При этом вывод IV соединяет магистраль управления тормо0
зами прицепа с атмосферным выводом через центральное отверстие клапана 4
и нижнего поршня 13.
При подводе сжатого воздуха от одной секции тормозного крана к выво0
ду III поршни 6 и 10 одновременно перемещаются вниз. Поршень 10 садится
своим седлом на клапан, перекрывая атмосферный вывод в нижнем порш0
не 13, а затем отрывает клапан 4 от седла среднего поршня 12.
Сжатый воздух от вывода V, связанного с воздушным баллоном, поступает
к выводу IV и далее в магистраль управления тормозами прицепа.
Подача сжатого воздуха к выводу IV продолжается до тех пор, пока его
воздействие снизу на поршни 10 и 6 не уравновесится давлением на эти порш0
ни сверху сжатого воздуха, подведенного к выводу III. После этого клапан 4
под действием пружины 2 перекрывает доступ сжатого воздуха от вывода V
236

КОНСТРУКЦИЯ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

к выводу IV. При уменьшении давления сжатого воздуха в выводе III от тормозного крана, т. е. при растормаживании, поршень 6 под действием пружины 2 и давления сжатого воздуха снизу (в выводе IV) перемещается вверх вместе с поршнем 10. Седло поршня 10 отрывается от клапана и сообщает вывод IV
с атмосферным выводом через отверстия клапана 4 и поршня 13.
При выпуске сжатого воздуха из вывода II (торможение запасной или стояночной тормозными системами тягача) давление над диафрагмой 1 падает. Под
действием сжатого воздуха снизу средний поршень 12 вместе с нижним поршнем 13 перемещается вверх. При этом происходит заполнение магистрали
управления тормозами прицепа через вывод IV и оттормаживание.
Тормозной кран обратного действия с ручным управлением 6 (см. цв. вкл.,
ил. 9) предназначен для управления пневматическими аппаратами, работающими при выпуске сжатого воздуха. Он используется, например, для управления пружинными энергоаккумуляторами стояночного и запасного тормозов.
Соединительная головка типа «А» 9 (см. цв. вкл., ил. 9) предназначена для
соединения однопроводной пневматической системы привода тормозов прицепа, а также для автоматического перекрытия подачи воздуха при разъединении головок.
Соединительные головки типа «ПАЛМ» 10 (см. цв. вкл., ил. 9) предназначены для соединения двухпроводных пневматических систем привода тормозов трактора и прицепа.
Разобщительный кран 17 (см. цв. вкл., ил. 9) предназначен для перекрытия в случае необходимости пневматических магистралей, соединяющих трактор с прицепом.
Тройной защитный клапан 14 (см. цв. вкл., ил. 9) предназначен для разделения одной питающей магистрали сжатого воздуха на два основных и один
дополнительный контур, для автоматического отключения в случае повреждения или нарушения герметичности контура и для сохранения сжатого воздуха в неповрежденных контурах.
Сжатый воздух, поступающий в тройной защитный клапан (см. цв. вкл.,
ил. 12) из питающей магистрали, при достижении заданного давления открытия, устанавливаемого усилием пружин 6 и 9, открывает клапаны 3 и 12 и поступает через выводы в два основных контура. Одновременно сжатый воздух,
воздействуя на диафрагмы 5 и 11, поднимает их. После открытия обратных
клапанов 13 и 14 сжатый воздух поступает к клапану 15, открывает его, поднимая диафрагму 16, и через вывод проходит в дополнительный контур.
При разгерметизации одного из основных контуров происходит падение
давления внутри корпуса. Вследствие этого клапан исправного основного контура и обратный клапан дополнительного контура закрываются, предотвращая падение давления в этих контурах. При снижении давления на входе до
заданного уровня клапан неисправного контура закрывается. Сжатый воздух
от компрессора пополняет исправный основной контур через обратный клапан.
В поврежденный контур воздух не поступает. При достижении давления воздуха
на входе в клапан выше заданного уровня клапан неисправного контура открывается и избыток воздуха выходит через него в атмосферу. Давление при этом поддерживается постоянным и воздух не поступает в исправные контуры. ДальнейГЛАВА 7. МЕХАНИЗМЫ УПРАВЛЕНИЯ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

237

шее наполнение сжатым воздухом исправных контуров будет происходить толь*
ко после падения давления в этих контурах вследствие расхода воздуха.
Клапан контрольного вывода 18 (см. цв. вкл., ил. 9) предназначен для при*
соединения к отдельным участкам пневматического тормозного привода кон*
трольно*измерительных приборов с целью проверки давления, а также для
отбора сжатого воздуха.
Кран слива конденсата 12 (см. цв. вкл., ил. 9) предназначен для принуди*
тельного слива конденсата из воздушного ресивера тормозного привода тракто*
ра, а также, при необходимости, для выпуска сжатого воздуха из ресивера.
Антиблокировочная система. Антиблокировочные системы тормозов (АБС)
обеспечивают оптимальное управление тормозной системой, что приводит к
повышению активной безопасности автомобиля. Принцип, заложенный в кон*
струкции любой АБС, заключается в поддержании относительного скольже*
ния тормозящих колес в узком диапазоне, при котором обеспечивается высо*
кое значение коэффициента сцепления колес с дорожным покрытием в про*
дольном и поперечном направлении, что позволяет автомобилю сохранить
устойчивость и обеспечивает высокую эффективность торможения.
АБС регулирует давление в тормозном приводе и не допускает блокировку
колес, когда торможение выполняется с целью экстренной остановки, что
обеспечивает хорошую устойчивость автомобиля в направлении его движения.
При движении автомобиля с постоянной скоростью скорость автомобиля и
окружная скорость его колес одинаковы. Однако при торможении окружная
скорость колес постепенно уменьшается и уже больше не согласуется со скоро*
стью автомобиля, который движется под воздействием собственной инерции.
Когда разница между окружной скоростью колес и скоростью движения авто*
мобиля становится слишком большой, начинается скольжение шин по поверх*
ности дороги. При этом в зоне взаимодействия колес с поверхностью дороги
создается сила трения скольжения, которая действует как тормозное усилие,
замедляющее автомобиль.
Максимальное значение тормозной силы достигается при значениях коэф*
фициента скольжения колес от 10 до 20%. Увеличение коэффициента сколь*
жения свыше 20% приводит к постепенному уменьшению тормозной силы и
ухудшению процесса торможения.
Поэтому для того, чтобы обеспечить максимальные тормозные характери*
стики независимо от дорожных условий, АБС должна поддерживать коэффи*
циент скольжения колес в пределах 10–20%, что позволяет получить постоян*
ную максимальную величину тормозной силы.
Для поддержания требуемого скольжения необходимо знать значения ли*
нейной скорости автомобиля в каждый момент времени и угловую скорость
тормозящего колеса. Основную трудность представляет замер линейной ско*
рости автомобиля. В настоящее время линейную скорость автомобиля опреде*
ляют косвенным путем, с помощью датчиков угловой скорости колеса.
В электронном блоке управления (ЭБУ) производится сравнение линейной
скорости автомобиля с окружной скоростью колеса. При достижении величи*
ны заданного относительного скольжения электронным блоком управления
подается команда исполнительному механизму (модулятору), который изме*
238

КОНСТРУКЦИЯ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

няет давление рабочего тела в тормозном
приводе колеса, имеющего большой ко1
эффициент скольжения.
На рисунке 7.15 представлены зави1
симости скорости автомобиля Vа, окруж1
ной скорости колеса Vк, ускорения g ко1
леса, тока Iw, подаваемого на электромаг1
нитный клапан модулятора, и давления
Р в тормозном приводе от продолжитель1
ности t процесса торможения во время
работы антиблокировочной системы.
Участок А. ЭБУ устанавливает моду1
лятор с электромагнитным клапаном в
режим «снижение давления» в соответ1
ствии со степенью замедления колес, что
вызывает уменьшение давления в тормоз1
ном приводе. После падения давления в
тормозном приводе ЭБУ переключает мо1
дулятор клапана в режим «удержание»
для определения изменений частоты вра1
Рис. 7.15
Зависимости скоростей Vа и Vк,
щения колеса.
ускорения g колеса, тока Iw электро1
Участок В. Когда давление в тормоз1
магнитного клапана модулятора
и давления Р в тормозном приводе
ном приводе колеса снижается (участок
от продолжительности t процесса
А), тормозное усилие, создаваемое тор1
торможения во время работы АБС
мозным механизмом, уменьшается. Это
позволяет колесу, которое было на грани блокировки, увеличить частоту вра1
щения. Однако, если давление в приводе удерживается низким, тормозной
момент, действующий на колесо, будет слишком мал, поэтому ЭБУ устанавли1
вает модулятор давления попеременно в режимы «увеличение давления» и
«удержание», при этом колесо, бывшее на грани блокировки, восстанавливает
частоту вращения.
Участок С. Когда давление в тормозном приводе постепенно увеличивает1
ся по команде ЭБУ (участок В), снова возникает вероятность блокировки коле1
са. Поэтому ЭБУ снова переключает модулятор в режим «снижение давления»
для понижения давления в тормозном приводе.
Участок D. Поскольку давление в приводе тормозного механизма колеса
снова снижено (участок С), ЭБУ опять начинает увеличивать давление, как на
участке В.
Антиблокировочная система тормозов современного грузового автомобиля
с пневматическим приводом тормозной системы состоит из отдельных элемен1
тов, входящих в его пневмосистему и систему электрооборудования (см. рис.
7.16). Она содержит четыре индуктивных датчика частоты вращения колес 1,
8, 11, 19; четыре модулятора давления 3, 7, 12, 17; электронный блок управ1
ления 13 (ЭБУ); контрольную лампу 16; кнопку диагностики АБС 15.
Модулятор давления (рис. 7.17) предназначен для управления давлением
сжатого воздуха в тормозных камерах автомобиля в зависимости от команды,
ГЛАВА 7. МЕХАНИЗМЫ УПРАВЛЕНИЯ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

239

Рис. 7.16

Схема расположения компонентов АБС на автомобиле:
1, 8, 11, 19 — датчики частоты вращения колес; 2, 9, 10, 18 — тормозные камеры;
3, 7, 12, 17 — модуляторы давления; 4, 7 — ускорительные клапаны; 5 — тормозной
кран; 13 — электронный блок управления (ЭБУ) АБС; 14 — диагностический разъем;
15 — кнопка переключения режимов АБС; 16 — контрольная лампа с символом «АВS».

Рис. 7.17

Модулятор давления:
1 — выпускной клапан; 2 — выпускное отверстие;
3, 6, 8, 10 — седла электромагнитных клапанов;
4, 9 — электромагнитная катушка; 5 — клапан
сброса давления; 7 — клапан удержания давления;
11 — впускной клапан; 12 — впускное отверстие;
Б, Г — полости; В — выход к тормозным камерам;
Д — выход от ускорительного клапана;
Е — атмосферный вывод.

выработанной блоком управления АБС. Модулятор жестко закреплен на раме
автомобиля около тормозной камеры, которой он управляет, и состоит из кор)
пуса, в котором размещены впускной 11 и выпускной 1 клапаны, электромаг)
нитные клапаны 5 и 7 с катушками 4 и 9. Электромагнитные катушки подклю)
чены к блоку управления АБС с помощью специального жгута. В корпусе
модулятора имеются вывод Д, подсоединяемый к ускорительному клапану пнев)
моконтура рабочих тормозов передних или задних колес; вывод В, подсоеди)
няемый к тормозным камерам; атмосферный вывод Е, а также полости Б и Г,
соединенные с клапанами сброса и удержания давления.
Датчик частоты вращения колеса работает совместно с вращающимся зуб)
чатым диском, установленным на ступице задних и передних колес, и предна)
значен для бесконтактного определения частоты вращения колеса. Датчик пред)
240

КОНСТРУКЦИЯ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

ставляет собой индуктивный пассивный элемент, состоящий из корпуса, по/
стоянного магнита, магнитной катушки и специального разъема.
Электронный блок управления выполняет функции центрального управ/
ляющего аппарата АБС, а также функции контроля, диагностики и самодиаг/
ностики. Контрольная лампа установлена в кабине водителя на щитке прибо/
ров, снабжена специальным символом «АВS» и сигнализирует о техническом
состоянии АБС.
Работает АБС следующим образом. При повороте ключа в замке в положе/
ние «I» включается контрольная лампа 16 (рис. 7.16), и выполняется тест/
контроль электронного блока, электрических цепей датчиков частоты враще/
ния, модуляторов и устройств коммутации. Если никаких ошибок в системе не
обнаружено, то контрольная лампа выключается через 2 с после включения
электропитания. При движении автомобиля датчик частоты вращения колеса
выдает синусоидальный сигнал с частотой, прямо пропорциональной частоте
вращения колеса, на электронный блок управления. Согласно алгоритму АБС
в блоке управления происходит анализ сигналов датчиков независимо от того,
происходит торможение или нет. При этом в выводах Д и В модулятора (рис.
7.17), если нет торможения, давление воздуха не создается. Впускное отвер/
стие 12 и выпускное отверстие 2 атмосферного вывода закрыты. На обе элек/
тромагнитные катушки 4 и 9 клапанов 5 и 7 управляющий электрический сиг/
нал не подается.
При торможении сжатый воздух от ускорительного клапана тормозного
привода поступает в вывод Д модулятора давления. Это давление воздействует
на мембранный клапан 11, который, преодолевая сопротивление пружины, от/
крывает впускное отверстие 12. Тормозное давление через открытое седло 3
передается в полость Б и воздействует на большую площадь мембранного кла/
пана 1. Благодаря этому клапан 1 герметично прижимается к седлу, и отвер/
стие 2 атмосферного выхода остается закрытым. Сжатый воздух через вывод В
поступает в рабочие полости тормозных камер, и автомобиль затормаживает/
ся. Таким образом, при нормальных дорожных условиях АБС не работает, а
модулятор выполняет роль промежуточного транзитного звена в системе пнев/
мопривода тормозов автомобиля.
В случае возникновения угрозы блокировки одного или нескольких колес
при торможении блок управления подает команды в виде импульсов напряже/
ния определенной длительности на обмотки катушек 4 и 9 клапанов 5 и 7. При
срабатывании клапанов 5 и 7 соответствующим образом срабатывают и клапа/
ны 1 и 11, производя сброс, удержание или повышение давления в тормозных
камерах. Если в процессе торможения ЭБУ определяет, что какое/либо из ко/
лес (например, заднее левое) заблокировалось, то модулятору 12 (рис. 7.16)
выдается соответствующий сигнал на сброс давления (процесс растормажива/
ния) в тормозной камере 10. На электромагнитную катушку 9 (рис. 7.17) пода/
ется электрический сигнал, седло 8 клапана 7 закрывается, а седло 10 откры/
вается. Сжатый воздух поступает в полость Г, воздействует на большую пло/
щадь мембранного клапана 11, который закрывает впускное отверстие 12.
Одновременно подается управляющий сигнал и на электромагнитную катуш/
ку 4, в результате чего седло 3 клапана 5 закрывается, а седло 6 открывается.
ГЛАВА 7. МЕХАНИЗМЫ УПРАВЛЕНИЯ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

241

Полость Б сообщается с атмосферой, давление в ней уменьшается. Под дейст)
вием давления в выводе В (сообщенном с тормозной камерой 10 на рис. 7.16)
мембранный клапан 1 открывает выпускное отверстие 2, часть сжатого возду)
ха из тормозной камеры сбрасывается в атмосферу через вывод Е, давление в
тормозной камере уменьшается. Колесо постепенно выходит из заблокирован)
ного состояния, и его контакт с дорогой стабилизируется. Для удержания дав)
ления подается напряжение только на обмотку 9 клапана 7, а обмотка 4 кла)
пана 5 остается обесточенной. При этом седло 8 клапана 7 закрывается, а сед)
ло 10 открывается, впускное отверстие 12 закрывается. Выпускное отверстие 2
вследствие наличия давления в полости Б также остается закрытым. Давление
на выводе В и, следовательно, в тормозной камере остается постоянным. Для
повышения давления в тормозной камере (после сигнала на его уменьшение)
электронный блок выдает команду на снятие напряжения с обеих катушек (или
одной, если одна ранее была обесточена), при этом давление на выводе В и в
тормозной камере снова будет увеличиваться. В зависимости от комбинации раз)
личных команд разной длительности, поступающих от электронного блока управ)
ления на обмотки электромагнитных клапанов модуляторов, в тормозной каме)
ре устанавливается значение давления, обеспечивающее относительное проскаль)
зывание колес при торможении в зоне 10–20%. При этом тормозящиеся колеса
вращаются с максимально возможным (в данных условиях) коэффициентом сце)
пления шины с поверхностью дороги и тем самым обеспечивается максимальное
замедление при сохранении устойчивости и управляемости при торможении.
При возникновении неисправности в системе загорается контрольная лампа с
символом «АВS». При этом отключается электропитание соответствующих мо)
дуляторов, и тормозная система или ее часть работает как обычно, т. е. без АБС.
Техническое обслуживание тормозной системы включает в себя следую)
щие основные операции: периодическая проверка и, при необходимости, регу)
лировка величины свободного и рабочего хода педали тормозов, а также зазора
между колодками (фрикционным диском) и тормозным барабаном (диском).
У автомобилей и тракторов с гидравлическим приводом в тормозных механиз)
мах необходимо проверять уровень жидкости в резервуаре главного тормозно)
го цилиндра, состояние трубопроводов и гибких шлангов. У пневматических
тормозных систем необходимо спускать конденсат из воздушного баллона, про)
верять работу компрессора, его крепление на двигателе и натяжение приводно)
го ремня, действие предохранительного клапана.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ

1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.

Какие виды тормозных систем существуют?
Какие требования предъявляются к тормозным системам?
Как классифицируются тормозные механизмы?
Каково назначение тормозной системы в тракторах?
Как устроен и работает барабанный тормозной механизм?
Как устроен и работает дисковый тормозной механизм?
Чем отличаются тормозные системы с гидравлическим и пневматическим приво)
дом?
8. Каково назначение системы АБС?
9. Каково назначение противобуксовочной системы?

242

КОНСТРУКЦИЯ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

ГЛАВА

РАБОЧЕЕ И ВСПОМОГАТЕЛЬНОЕ
ОБОРУДОВАНИЕ
ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

8.1. РАБОЧЕЕ ОБОРУДОВАНИЕ

Общие сведения. Современные тракторы и автомобили явля%
ются универсальными мобильным энергетическими средствами, которые мо%
гут использоваться для очень широкого спектра работ как в сельскохозяйст%
венном производстве, так и в других отраслях промышленности. Поэтому в
зависимости от области применения они должны оснащаться различного рода
устройствами, которые будут способствовать качественному выполнению тех
работ, для которых предназначены эти мобильные энергетические средства.
Такие устройства получили название рабочего оборудования.
Рабочее оборудование тракторов и автомобилей включает в себя: тягово%
сцепные устройства; механизм навески; систему дополнительного отбора мощ%
ности; лебедку; грузовую платформу; гидроподъемники; седельно%сцепные
устройства и другое оборудование.
Механизм навески. Трактор является энергетической составной частью
машинно%тракторного агрегата, который образуется при соединении с тракто%
ром различных сельскохозяйственных машин%орудий. Образование МТА но%
сит название «агрегатирование» и осуществляется различными способами.
Наиболее простым является «прицепное агрегатирование». В этом случае
связь между трактором и машиной осуществляется в одной точке, например —
крюке. Недостатками такого способа агрегатирования являются: низкая ма%
невренность МТА, большие габариты, сложность передачи энергии от двига%
теля к рабочим органам машины.
«Навесное агрегатирование» имеет весьма существенные преимущества
перед прицепным. Это, прежде всего, хорошая маневренность, более высокая
производительность, меньший расход топлива на единицу выполненной рабо%
ты, относительно малая металлоемкость навесных машин; кроме того, при
некоторых видах работ исключается необходимость вспомогательного рабоче%
го персонала.
При «навесном агрегатировании» сельскохозяйственная машина шарнир%
но соединяется с трактором и имеет возможность осуществлять как вертикаль%
ные, так и горизонтальные перемещения.
ГЛАВА 8. РАБОЧЕЕ И ВСПОМОГАТЕЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

243

Рис. 8.1

Механизм навески трактора Беларус*1221:
1 — центральная тяга; 2, 7 — правый и левый раскосы; 3, 16 — правый и левый подъемные
рычаги; 4, 6 — правая и левая нижняя тяга; 5 — кронштейн; 8 — стяжка; 9 — поперечина;
10 — втулки; 11 — поворотный вал; 12 — поворотный рычаг;
13 — механизм фиксации; 14 — рукоятка управления механизмом фиксации;
15 — тяга; 17 — кронштейн датчика силового регулятора; 18 — кронштейн гидроцилиндра.

По способу присоединения тяг к трактору различают двух* и трехточечные
навесные устройства. Присоединительные размеры этих устройств определя*
ются классом трактора.
На рисунке 8.1 представлено навесное устройство трактора Беларус*1221.
Навесное устройство трактора Беларус*1221 трехточечное, крепится к кор*
пусу заднего моста. В специальных проушинах на корпусе заднего моста трак*
тора установлен поворотный вал 11, на шлицах которого закреплен поворот*
ный рычаг 12. На шлицах вала 11 установлены наружные подъемные рыча*
ги 3 и 16, соединенные раскосами 2 и 7 с нижними продольными тягами 4 и 6.
Длина левого раскоса 7 не регулируется и устанавливается заводом*изгото*
вителем на стандартную величину 585 мм. Поперечное положение навешенной
машины регулируется правым телескопическим резьбовым раскосом 2 (рис. 8.1),
244

КОНСТРУКЦИЯ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

длина которого меняется путем вращения рукоятки, связанной через ше/
стеренчатую передачу с вращающейся резьбовой втулкой.
Верхняя центральная тяга 1 (рис. 8.1) регулируемой длины состоит из двух
наконечников с шаровыми шарнирами и центральной резьбовой муфты, вра/
щаемой вставленным в нее воротком. Передним концом тяга 1 крепится к од/
ному из трех отверстий кронштейна 17 датчика силового регулятора с помо/
щью пальца и запорной чеки. Перестановка тяги 1 в кронштейне 17 меняет
величину заглубляющего момента (при работе с плугом) и этим влияет на
догрузку ведущих колес трактора.
При агрегатировании трактора с широкозахватными машинами нижние
тяги 4 и 6 соединяются с раскосами 2 и 7 через продольные пазы, что позволя/
ет машине иметь необходимый вертикальный свободный ход для лучшего ко/
пирования рельефа. С целью ограничения поперечного смещения навешенной
машины в рабочем или транспортном положениях нижние тяги 4 и 6 соединя/
ются с остовом трактора регулируемыми стяжками 8.
Для транспортных переездов с навешенными сельскохозяйственными ору/
диями (в полностью поднятом положении) предусмотрен механизм фикса/
ции 13 поворотного вала 11 (рис. 8.1). Для фиксации навесного устройства его
поднимают в крайнее верхнее положение и поворачивают рукоятку 14 влево
до упора. При этом происходит механическое блокирование поворотного
вала 11 с кронштейном гидроцилиндра 18.
На рисунке 8.2 показан механизм навески трактора ВТ/150Д. Особенно/
стью механизма навески трактора ВТ/150Д, а также навесных устройств трак/
торов Агромаш/90ТГ, ХТЗ/150, К/744Р является возможность переоборудова/
ния с трехточечной схемы на двухточечную и обратно. На рисунке 8.2 показа/
на двухточечная схема наладки, т. е. внутренние концы нижних тяг 9 и 10
соединены на нижней оси 13 в одной точке. Для получения трехточечной схе/
мы наладки внутренние концы нижних тяг 9 и 10 раздвигают по оси 13 к буге/
лям 16 и стопорят.
Двухточечную схему наладки навесного устройства применяют в том случае,
когда тракторному агрегату необходимо отклоняться от прямолинейного движе/
ния. Это требуется при работе, например, с плугами. В этом случае трактор с
заглубленными в почву орудиями может совершать повороты под углом до 20°.
Трехточечную схему наладки навесного устройства применяют при работе
с широкозахватными навесными орудиями. Например, если трактор работает
с культиваторами, сеялками и др.
Центральная тяга 7 снабжена пружинным амортизатором 5, который сни/
жает толчки и удары. Если механизм навески не используется, то центральную
тягу закрепляют в фиксаторе 15.
Для ограничения раскачивания навесной машины при транспортных пе/
реездах служат ограничительные цепи 11. Эти цепи натягивают при поднятой
навесной машине посредством муфт 12. При опущенном механизме навески
цепи 11 должны провисать.
Тяговосцепные устройства. Тягово/сцепные устройства предназначены для
соединения трактора с различными прицепными, полуприцепными и другими
сельскохозяйственными машинами.
ГЛАВА 8. РАБОЧЕЕ И ВСПОМОГАТЕЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

245

Рис. 8.2

Механизм навески трактора ВТ!150Д:
1 — верхняя ось механизма навески; 2 — рычаг штока силового цилиндра; 3, 6 —левый
и правый подъемные рычаги; 4 — вал подъемных рычагов; 5 — пружинный амортиза!
тор центральной тяги; 7 — центральная тяга механизма навески; 8, 14 —правый
и левый раскосы; 9, 10 — правая и левая нижние тяги; 11 — ограничительные цепи;
12 — муфта регулировки натяжения цепи; 13 — нижняя ось механизма навески;
15 — фиксатор центральной тяги; 16 — бугель крепления нижней оси механизма
навески; 17 — головка нижних тяг.

Рис. 8.3

Автосцепка:
а — треугольная: 1 — рамка, 2 — планка, 3 — съемные пальцы, 4 — подпружиненная
защелка, 5 — замок, 6 — рычаг; б — П!образная: 1, 2, 3 — места крепления к навесному
устройству трактора, 4, 5, 6 — присоединительные крюки.

246

КОНСТРУКЦИЯ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

Рис. 8.4

Тяговые вилки (ТСУ01):
а — тяговая вилка универсально0пропашных тракторов; б — тяговая вилка тракторов общего
назначения: 1 — поперечина, 2 — вилка (прицепная скоба), 3 — шкворень, 4 — палец вилки.

Для автоматического сцепления механизма навески трактора с навесной
сельскохозяйственной машиной применяется автосцепка (рис. 8.3).
Автосцепка СА01 (рис. 8.3а) состоит из двух самостоятельных частей: рам0
ки 1, навешиваемой на трактор, и замка 5, являющегося принадлежностью
сельхозорудия. Рамка 1 сцепного устройства присоединяется в трех точках к
навесному устройству трактора и представляет собой равнобедренный треуголь0
ник. В нижней части рамки имеются съемные пальцы 3 для ее соединения с
нижними продольными тягами навесного устройства, а в верхней части — план0
ки 2 для соединения с центральной тягой. В верхней части рамки расположен
запирающий механизм в виде подпружиненной защелки 4 с рычагом 6.
Для навешивания машины навесное устройство вместе с рамкой 1 опуска0
ют вниз и, подавая трактор назад, совмещают рамку с замком, поднимают на0
весное устройство и рамку 1 вводят в полость замка 5. При этом защелка 4 рам0
ки войдет в паз А замка. Для отсоединения машины удаляют шплинт, поворо0
том рычага 6 выводят защелку из паза замка и опускают навесное устройство;
рамку 1 выводят из замка 5.
Другой вид автосцепки (рис. 8.3б) представляет собой П0образную раму с
тремя присоединительными крюками 4, 5 и 6. Данная автосцепка закрепляет0
ся по концам верхней (точка 1) и нижних тяг (точки 2 и 3) механизма навески
трактора. На сельскохозяйственной машине устанавливается присоединитель0
ный треугольник, позволяющий вертикальным движением тяг механизма на0
вески обеспечить соединение крюками трактора и машины.
Тягово0сцепное устройство ТСУ01, или тяговая вилка (рис. 8.4), позволяет
трактору агрегатироваться с различными прицепными машинами.
ТСУ01 представляет собой поперечину 1 с установленной на ней вилкой 2,
которая фиксируется пальцами 4 в нужном месте. Поперечина 1 у универсаль0
но0пропашных тракторов крепится к нижним тягам 4 и 6 (рис. 8.1) заднего
механизма навески, а у тракторов общего назначения — посредством буге0
лей 16 (рис. 8.2) к заднему мосту трактора. Одна из разновидностей поперечин
для универсально0пропашных тракторов показана на рисунке 8.1 (позиция 9).
Регулировка точки прицепа по ширине осуществляется перестановкой вил0
ки 2 вдоль поперечины 1, а по высоте у универсально0пропашных тракторов —
ГЛАВА 8. РАБОЧЕЕ И ВСПОМОГАТЕЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

247

подъемом нижних тяг механизма навески. У тракторов общего назначения
регулировка по высоте не предусматривается. Взаимное угловое перемещение
трактора и машины достигается за счет зазора в соединении прицепной вил1
ки 2 с прицепным кольцом машины.
Ряд современных тракторов (как отечественных, так и зарубежных) осна1
щается универсальным тягово1сцепным устройством лифтового типа. Так, на
рисунке 8.5 показано подобное устройство, устанавливаемое на тракторы Бе1
ларус11523. Особенностью этого устройства является то, что к корпусу заднего
моста трактора крепятся две направляющие 1 (рис. 8.5а), которые имеют внут1
ренние пазы. Корпус тяговой вилки 3 соединен с пластинами 2, которые вхо1
дят в паз направляющих 1 и фиксируются двумя пальцами. Пальцы фиксиру1
ются чекой. Положение тяговой вилки 3 вместе с корпусом может изменяться
по высоте путем его перестановки по отверстиям в направляющих 1.
Маятниковое прицепное устройство 4 предназначено для присоединения к
трактору полуприцепных и прицепных сельскохозяйственных машин.
Устройство типа «Питон» (рис. 8.5б) предназначено для агрегатирования
трактором одноосных прицепов и полуприцепных сельскохозяйственных ма1
шин. Это устройство устанавливается в пазы направляющих 1 вместо тяговой
вилки 3 и крепится болтами.
На рисунке 8.5в показана одна из разновидностей тяговой вилки, которая
устанавливается в пазы направляющих 1 вместо тяговой вилки 3 и позволяет
трактору агрегатироваться с одноосными прицепами и полуприцепными сель1
скохозяйственными машинами.
Для облегчения соединения трактора с одноосными прицепами применяет1
ся гидрофицированный крюк (ТСУ12), схема которого представлена на рисун1
ке 8.6. Крюк 1 закреплен на остове трактора через горизонтальный шарнир и
может занимать два крайних положения: верхнее — рабочее и нижнее — вспо1
могательное. Для соединения с одноосными прицепами опущенный до земли
крюк задним ходом трактора подводится под сцепную петлю дышла подсоеди1
няемого прицепа (машины), которая специальным упором на дышле поддер1
живается на необходимом расстоянии от земли.
Подъем крюка вместе с прицепной петлей в его зеве выполняется действи1
ем силового гидроцилиндра 5 через специальные тяги 8, соединяющие крюк
со штатными рычагами подъемного устройства механизма навески (вместо рас1
косов). По завершении подъема крюк в верхнем (рабочем) положении запира1
ется захватом 4. Управление захватом 4 осуществляется трактористом из каби1
ны через подпружиненную тягу 2 посредством рукоятки управления 3.
Для повышения безопасности движения и предотвращения самопроизволь1
ного опускания крюка 1 пользуются механизмом фиксации поворотного вала 7.
Управление этим механизмом осуществляется из кабины трактора рукоят1
кой 6, поворот которой влево до упора обеспечивает блокирование поворотно1
го рычага 9 механизмом 7. Тем самым предотвращается самопроизвольное опус1
кание крюка, которое возможно при наличии утечек в агрегатах гидросистемы
трактора.
ТСУ13, или буксирное устройство, предназначено для агрегатирования
двухосных прицепов на скорости движения свыше 15 км/ч. Это достигается
248

КОНСТРУКЦИЯ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

Рис. 8.5

Универсальное тягово$сцепное устройство лифтового типа:
а — общий вид тягово$сцепного устройства; б — устройство типа «Питон»; в — разновид$
ность тяговой вилки; 1 — направляющие; 2 — пластины; 3 — тяговая вилка; 4 — маятнико$
вое прицепное устройство; 5 — разновидность тяговой вилки; 6 — плита с тягово$сцепным
устройством типа «Питон»; 7 — упор.

Рис. 8.6

Гидрофицированный крюк:
1 — крюк; 2 — тяга управления захватом;
3 — рукоятка управления захватом; 4 — захват;
5 — гидроцилиндр; 6 — рукоятка управления
механизма фиксации поворотного рычага;
7 — механизм фиксации поворотного рычага;
8 — подъемные тяги гидрокрюка; 9 — поворот$
ный рычаг.

ГЛАВА 8. РАБОЧЕЕ И ВСПОМОГАТЕЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

249

тем, что тяговый крюк имеет на своем стержне предварительно сжатую пру+
жину (или резиновую втулку), которая обеспечивает амортизацию ударов как
при резком трогании, так и при интенсивном торможении трактора.
Анализ использования в сельскохозяйственном производстве колесных
универсально+пропашных тракторов показывает, что до 50% их годовой заня+
тости составляют транспортные работы. Тракторно+транспортные агрегаты
(ТТА) задействованы в основном на внутрихозяйственных и технологических
перевозках, которые приходится осуществлять в резко меняющихся дорож+
ных условиях. Кроме того, из+за несоответствия энергетических возможно+
стей ТТА их тяговым свойствам возникает необходимость ограничивать грузо+
подъемность агрегатируемых с трактором прицепов, что ведет к снижению
производительности ТТА и росту себестоимости производимой продукции.
Все вышесказанные обстоятельства вызывают необходимость повышения
тягово+сцепных свойств колесных универсально+пропашных тракторов для
эффективного использования их на транспорте. Весьма распространенный спо+
соб решения данной проблемы — увеличение сцепного веса (веса приходяще+
гося на ведущие колеса). Наиболее известным способом реализации такого
увеличения является балластирование. Однако балластировка трактора имеет
свои отрицательные стороны. При переходе с больших тяговых усилий на ма+
лые и с низких скоростей движения на высокие балласт способствует увеличе+
нию потерь на качение и снижению КПД трактора.
Из всех описанных выше тягово+сцепных устройств только ТСУ+2 (гидро+
крюк) позволяет увеличить сцепной вес трактора. Это происходит за счет пере+
носа части веса полуприцепа на задние колеса трактора, причем такое увели+
чение сохраняется на постоянном, нерегулируемом из кабины трактора уров+
не, независимо от условий работы полуприцепного агрегата и буксования
задних ведущих колес трактора. ТСУ+2 у современных тракторов редко ис+
пользуется, так как полуприцепы и другие полуприцепные машины сельско+
хозяйственного назначения не получили пока широкого распространения.
Другие тягово+сцепные устройства (ТСУ+1 и ТСУ+3) выполняют в основном
только тяговую функцию и весьма мало влияют на сцепной вес трактора.
В последнее время предпринимаются попытки разработать конструкцию
универсального тягово+сцепного устройства, позволяющего регулировать сцеп+
ной вес трактора за счет веса агрегатируемой прицепной машины. Одно из
таких устройств, получившее название «тягово+догружающее», показано на
рисунке 8.7.
Тягово+догружающее устройство (ТДУ) (рис. 8.7) содержит жесткую (тяго+
вую) силовую связь, соединяющую дышло 1 прицепа с гидрокрюком 2 тракто+
ра и гибкую (догружающую) силовую связь 3, соединяющую поперечину ниж+
них продольных тяг 4 механизма навески трактора с передней осью прицепа.
Гибкая силовая связь 3 с передней осью прицепа образована тросом 5, пропу+
щенным через ролик 6. Ролик 6 закреплен на тяге 7, связанной с поперечиной
через пружину 8.
Таким образом, описанное ТДУ объединяет в себе функции двух тягово+
сцепных устройств трактора. Это ТСУ+1 и ТСУ+2. Причем функцию тяги вы+
полняет гидрокрюк (ТСУ+2), заблокированный от вертикального перемещения,
250

КОНСТРУКЦИЯ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

Рис. 8.7

Схема тягово0догружающего устройства:
1 — дышло прицепа; 2 — гидрокрюк (ТСУ02); 3 — догружающая силовая связь; 4 — нижние
тяги навески; 5 — трос; 6 — ролик; 7 — тяга; 8 — пружина.

а функцию догружающей связи выполняет ТСУ01, образованное гибкой свя0
зью, соединяющей поперечину нижних тяг навески с передней осью прицепа.
В настоящее время в конструкцию современных тракторов активно вне0
дряются различные электронные системы управления. Исходя из этого, про0
цесс регулирования тягово0сцепных свойств колесных тракторов с использо0
ванием рассмотренного ТДУ можно автоматизировать. Одним из вариантов
такой автоматизации может быть использование позиционно0силового регу0
лятора, входящего в конструкцию гидросистемы трактора. Кроме того, сраба0
тывание догружающей связи может происходить по сигналу от управляющего
датчика, например, датчика буксования. При повышении буксования веду0
щих колес свыше допустимого предела датчик буксования подает сигнал в
электронный блок управления, который, в свою очередь, управляет электро0
гидравлическим распределителем навесного устройства трактора. Последний
по сигналу от электронного блока управления создает давление масла в гидро0
цилиндре и этим увеличивает усилие в догружающей связи. По мере снижения
буксования ведущих колес трактора усилие в догружающей силовой связи
уменьшается.
Таким образом, оснащение тракторов ТДУ, вместо тягово0сцепных уст0
ройств, представляется перспективным, так как это позволяет повысить эф0
фективность использования тракторно0транспортных агрегатов при движении
в различных дорожных условиях и на различных режимах.
Система отбора мощности. Система отбора мощности предназначена для
привода активных рабочих органов сельскохозяйственных машин (центробеж0
ные диски разбрасывателей удобрений и привод их транспортера, рабочие ор0
ганы косилок, фрезерные культиваторы и другие машины). Системы отбора
мощности делятся на механические и гидравлические. К механическим сис0
темам относится вал отбора мощности (ВОМ). У гидравлических систем до0
полнительный отбор мощности от двигателя осуществляется посредством энер0
гии жидкости.
ГЛАВА 8. РАБОЧЕЕ И ВСПОМОГАТЕЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

251

В соответствии с возможностями агрегатирования трактора и необходимо&
стью привода различных машин сконструированы ВОМ задние, фронтальные,
передние и боковые.
В соответствии с требованиями ГОСТ 3480&76 «Вал отбора мощности сель&
скохозяйственных тракторов и вал приема мощности сельскохозяйственных
машин. Типы и основные параметры» заднее расположение ВОМ строго регла&
ментировано в вертикальной и горизонтальной плоскостях, а также по рас&
стоянию от оси подвеса механизма навески.
К ВОМ предъявляются следующие требования: хвостовик ВОМ должен обес&
печивать передачу номинальной эксплуатационной мощности двигателя; кон&
струкция ВОМ должна обеспечивать его защиту от перегрузок; управление ВОМ,
а также переключение режимов и скоростей его вращения должно быть про&
стым, легким и удобным для тракториста.
По частоте вращения хвостовиков ВОМ делятся на вращающиеся с посто&
янной частотой (при постоянной частоте вращения двигателя) и на ВОМ с час&
тотой вращения, зависящей от скорости движения трактора, — синхронные.
Постоянная частота вращения ВОМ используется для привода тех машин,
у которых рабочие органы должны иметь постоянную скорость, не зависящую
от поступательной скорости МТА (уборочные машины, машины по заготовке
кормов, ротационные почвообрабатывающие и др.). Для сеялок, культивато&
ров&растениепитателей необходимо, чтобы скорость вращения их высевающих
аппаратов была соразмерна (синхронизирована) со скоростью движения трак&
тора. С этой целью применяется синхронный ВОМ.
В свою очередь, ВОМ с постоянной частотой вращения по возможности
управления делятся на три вида: полностью зависимые, полностью независи&
мые и частично независимые.
У полностью зависимого ВОМ (рис. 8.8а) привод осуществляется от ведо&
мого вала главного сцепления 2 или связанного с ним вала. В этом случае вклю&
чение ВОМ осуществляется с помощью подвижной зубчатой каретки 1 при
неподвижном тракторе. При наличии такого типа ВОМ нельзя остановить трак&
тор без остановки рабочих органов, приводимых от него, и невозможно вклю&
чать и выключать рабочие органы машин на ходу.
У полностью независимого ВОМ привод осуществляется независимо от по&
ступательной скорости движения трактора: либо от второго ведомого диска
установленного двухпоточного фрикционного сцепления 3 (рис. 8.8б), либо от
ведущих деталей главного сцепления 2 (рис. 8.8в).
Для частично независимого ВОМ иногда используют схему (рис. 8.8г), ко&
гда в трансмиссии трактора устанавливают последовательно два однопоточ&
ных постоянно замкнутых сцепления 2 и 4, управление которыми осуществ&
ляется последовательно, через общий привод. При нажатии на педаль управле&
ния сцеплениями 2 и 4 сначала выключается главное фрикционное сцепление 2,
а затем фрикционное сцепление 4 привода ВОМ. При отпускании педали вклю&
чение сцеплений 2 и 4 осуществляется в обратной последовательности.
Привод синхронного ВОМ выполняется от той части трансмиссии, переда&
точное число которой до ходовой системы остается неизменным и неразрывае&
мым. Чаще всего отбор мощности производится от вторичного вала коробки
252

КОНСТРУКЦИЯ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

Рис. 8.8

Схемы приводов ВОМ:
а — полностью зависимый ВОМ; б — полностью независимый ВОМ с управлением двухпоточным
сцеплением; в — полностью независимый ВОМ с управлением основным сцеплением; г — частично
независимый ВОМ; д — синхронный ВОМ; е — комбинированный ВОМ; 1 — подвижная каретка;
2 — главное сцепление; 3 — двойное сцепление; 4 — сцепление привода ВОМ; 5 — вторичный вал
коробки передач; 6, 11 — зубчатые муфты; 7 — планетарная передача; 8 — зубчатый венец; 9 — вал;
10 — колесо с зубчатым венцом.

передач (рис. 8.8д) или от шестерен, постоянно связанных с ним. Включение и
выключение синхронного ВОМ осуществляется при неподвижном тракторе с
помощью зубчатой муфты 6.
Общепринятая частота вращения синхронного ВОМ — 3,3–3,5 оборота на
1 м пути.
Вал отбора мощности конструктивно выполняется так, чтобы его хвосто<
вик мог вращаться с переключаемыми режимами и переключаемыми частота<
ми (рис. 8.8е). Такой двухрежимный ВОМ носит название комбинированного.
На схеме (рис. 8.8е) ВОМ может работать как полностью независимый двух<
скоростной, так и синхронный.
Для обеспечения работы ВОМ в независимом режиме зубчатую муфту 11
вводят в зацепление с зубчатым венцом 8 вала 9, а включение заданного ско<
ростного режима осуществляется с помощью зубчатой муфты 11 и тормоза Т2
планетарной передачи 7. Тормоз Т1 служит для остановки хвостовика ВОМ
после выключения тормоза Т2.
Работа ВОМ в синхронном режиме осуществляется путем соединения зуб<
чатой муфты 11 с зубчатым венцом колеса 10, связанного с вторичным валом
коробки передач, и включением Т2 планетарного ряда 7.
Стандартом предусматриваются частоты вращения ВОМ 540 и 1000 мин–1.
Однако современные зарубежные тракторы могут эксплуатироваться в так на<
зываемом «экономичном» режиме, т. е. при пониженной частоте вращения ко<
ленчатого вала. Частота вращения хвостовика ВОМ и в этом случае должна
соответствовать указанным выше величинам, что обеспечивается встраивани<
ем в привод ВОМ соответствующих редукторов с передаточным числом, ком<
пенсирующим снижение частоты вращения двигателя.
ГЛАВА 8. РАБОЧЕЕ И ВСПОМОГАТЕЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

253

Рис. 8.9

Планетарный редуктор заднего ВОМ трактора Беларус&1221:
1 — вал коронной шестерни; 2 — муфта переключения привода; 3 — солнечная
шестерня; 4 — сателлит; 5 — барабан включения; 6, 7 — тормозные ленты;
8 — коронная шестерня; 9 — водило; 10 — валик управления; 11 — регулировочные
винты; 12 — эксцентриковая ось; 13 — рычаг; 14 — стопорная пластина; 15 — ось
сателлита; 16 — тормозной барабан; 17 — вал ВОМ.

Рис. 8.10

Схема работы планетарного редуктора заднего ВОМ трактора Беларус&1221:
а — ВОМ выключен; б — ВОМ включен; 1 — ведущая шестерня привода синхронного ВОМ;
2 — муфта переключения привода; 3 — внутренний вал независимого привода ВОМ;
4 — солнечная шестерня; 5 — сателлиты; 6 — рукоятка управления; 7 — кран управления;
8 — гидроцилиндр; 9 — вал ВОМ; 10 — барабан включения; 11, 14 — тормозные ленты;
12 — коронная шестерня; 13 — водило; 15 — тормозной барабан.

254

КОНСТРУКЦИЯ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

Этому варианту вращения ВОМ присваивается обычно индекс «Е». Поэто,
му трактор может иметь ВОМ с частотой вращения хвостовика 540 мин–1 и
540Е мин–1. В последнем случае указывается частота вращения хвостовика
ВОМ, соответствующая экономичному режиму работы двигателя.
На рисунке 8.9 показан планетарный редуктор заднего ВОМ трактора Бе,
ларус,1221. Задний ВОМ трактора Беларус,1221 имеет двухскоростной неза,
висимый привод (540 и 1000 мин–1) и односкоростной синхронный привод
(3,69 об/м пути).
Планетарный редуктор ВОМ расположен в корпусе заднего моста и состоит
из коронной шестерни 8, связанной с валом 1, трех сателлитов 4, установлен,
ных на осях 15, водила 9 и солнечной шестерни 3.
Солнечная шестерня 3 посредством шлиц связана с барабаном включения 5,
который вместе с тормозной лентой 6 образует ленточный тормоз включения.
Водило 9 выполнено как одно целое с тормозным барабаном 16, соединен,
ным с валом 17 и вместе с тормозной лентой 7 образующим ленточный тормоз
выключения.
Во внутреннюю расточку вала 17 устанавливаются сменные хвостовики
ВОМ. На валике 12 подвижных концов тормозных лент имеется эксцентрик с
рычагом 13 для осуществления внешней подрегулировки зазора ленточных
тормозов путем поворота валика 12. Внутри корпуса заднего моста расположе,
ны два регулировочных винта 11, связанных с валиком управления 10 и рыча,
гами 13.
На тракторе Беларус,1221 установлен гидрофицированный механизм управ,
ления задним ВОМ (рис. 8.10а), состоящий из крана управления 7 с тягой 6,
гидроцилиндра 8, связанного через рычаг с валиком управления 10 (рис. 8.9)
и маслопроводов.
ВОМ включен (рис. 8.10б), когда тормозная лента 11 затянута, а тормоз,
ная лента 14 отпущена. Для этого рукоятку управления 6 переводят в положе,
ние «включено». При этом масло из крана управления 7 подается в бесштоко,
вую полость гидроцилиндра 8, который и создает момент затяжки тормозной
ленты 11. В этом случае барабан включения 10 и соединенная с ним солнечная
шестерня 4 остановлены. Вращение от коронной шестерни 12 через сателли,
ты 5, обегающие остановленную солнечную шестерню 4, передается на води,
ло 13 и вал ВОМ 9.
ВОМ выключен (рис. 8.10а), когда тормозная лента 14 затянута, а тормоз,
ная лента 11 отпущена. Для этого рукоятку управления 6 переводят в положе,
ние «выключено». При этом масло из крана управления 7 подается в штоковую
полость гидроцилиндра 8, который создает момент затяжки тормозной лен,
ты 14. В этом случае хвостовик ВОМ останавливается.
Независимый привод ВОМ осуществляется от опорного диска главного сце,
пления через внутренний вал коробки передач 3 и муфту переключения при,
вода 2 (рис. 8.10) на вал коронной шестерни 1 (рис. 8.9).
Синхронный привод осуществляется через муфту переключения 2, соеди,
няющую вал коронной шестерни с шестерней коробки передач 1 (рис. 8.10).
Особенностью ВОМ трактора Беларус,1523 является независимый и син,
хронный привод с двумя режимами скоростей на каждом приводе. Синхронный
ГЛАВА 8. РАБОЧЕЕ И ВСПОМОГАТЕЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

255

привод обеспечивает 3,3 и 6,2 об/м пути. Кроме того, включение и выключение
этого ВОМ осуществляется многодисковой фрикционной муфтой и тормозом.
На тракторах ХТЗ8150, ХТЗ8150К устанавливается двухскоростной неза8
висимый ВОМ. Особенностью его конструкции является гидравлический при8
вод управления редуктором.
ВОМ трактора Агромаш890ТГ имеет зависимый привод, и при выключе8
нии главного сцепления вместе с трактором останавливается и ВОМ. Однако
при остановке трактора на непродолжительное время одновременным выклю8
чением обоих тормозов планетарного механизма заднего моста передача мощ8
ности через ВОМ не прекращается. Это устраняет недостатки зависимого при8
вода ВОМ.
Рабочее оборудование автомобилей. К рабочему оборудованию автомоби8
лей относятся: буксирное устройство, лебедка, кузов, гидроподъемники, се8
дельно8сцепные устройства и др.
Для буксирования прицепов или других автомобилей грузовые автомоби8
ли оборудуют буксирным устройством. Оно представляет собой стержень с крю8
ком, установленным в задней части рамы автомобиля. Рама автомобиля в ме8
сте крепления буксирного устройства усилена дополнительными поперечина8
ми и раскосами. Крюк буксирного устройства запирают защелкой. Стержень
крюка установлен в корпусе, в котором между двумя упорными шайбами по8
мещен резиновый буфер. Такое устройство предохраняет раму автомобиля и
соединительные элементы прицепа от резких ударов и толчков при трогании с
места и торможении.
Лебедка, устанавливаемая на полноприводных грузовых автомобилях,
предназначена для самовытаскивания и подтягивания автомобилей и прице8
пов на труднопроходимых участках. Она устанавливается впереди автомоби8
ля и прикрепляется болтами к переднему буферу и поперечине рамы. Привод
лебедки осуществляется карданным валом от коробки отбора мощности, за8
крепленной на коробке передач автомобиля.
Седельно8сцепное устройство автомобилей8тягачей предназначено для шар8
нирного соединения тягача с полуприцепом, передачи части массы полупри8
цепа на раму тягача и тягового усилия к полуприцепу.
Кузова автомобилей предназначены для размещения различных грузов,
пассажиров или специального оборудования. По типу кузова грузовые автомо8
били бывают общего назначения (с кузовом в виде грузовой платформы) и спе8
циализированные (самосвалы, цистерны, фургоны и др.).
Неисправности и техническое обслуживание рабочего оборудования. Наи8
большее число неисправностей механизма навески обусловлено изломами ниж8
них осей и нижних тяг, а также разрушением валов подъемных рычагов и
скручиванием шлиц, в связи с чем устранить их можно посредством замены
негодных деталей новыми или восстановленными.
При эксплуатации вала отбора мощности возможны следующие неисправ8
ности: износ шлицев или зубьев шестерен редуктора, износ подшипников, из8
нос или смятие муфты переключения, нарушение регулировки тормозных лент
планетарного редуктора, чрезмерный износ фрикционных накладок тормоз8
ной ленты барабана включения ВОМ. У ВОМ с гидравлической системой управ8
256

КОНСТРУКЦИЯ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

ления помимо названных неисправностей возможны также неисправности,
связанные с работой гидроагрегатов.
В сцепном устройстве автомобиля возможно увеличение осевого переме2
щения буксирного крюка, причиной которого является деформация (усадка)
резинового (пружинного) упругого элемента или его разрушение. Также в про2
цессе эксплуатации изнашивается и буксирный крюк.
ТО механизма навески и ТСУ заключается в контроле за исправным со2
стоянием всех составных частей, в проверке и подтяжке всех резьбовых соеди2
нений, в смазке тех мест, которые отмечены на карте смазки трактора и авто2
мобиля.
ТО ВОМ включает в себя контроль за количеством смазки в шестеренных
редукторах и периодическую замену смазки, проверку и при необходимости
регулировку всех механизмов ручного управления элементами привода ВОМ,
контроль за состоянием шестерен, валов, подшипников, уплотнений, обеспе2
чивающих отсутствие ударов, значительных шумов, вытекание смазки.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ

1. Какова конструкция механизма навески трактора Беларус21221?
2. В чем особенность конструкции механизма навески трактора ВТ2150Д?
3. С какой целью применяется двух2 и трехточечная схема наладки механизма на2
вески?
4. Перечислите типы тягово2сцепных устройств, применяемых на сельскохозяйст2
венных тракторах.
5. В чем особенности конструкции универсального тягово2сцепного устройства лиф2
тового типа трактора Беларус21523?
6. С какой целью используется гидрофицированный крюк и какова его конструкция?
7. Для чего предназначено буксирное устройство и как оно устроено?
8. Каково назначение ВОМ и по каким признакам они классифицируются?
9. Приведите стандартизованные частоты вращения ВОМ.
10. Что означает индекс «Е» в обозначении частоты вращения ВОМ?
11. Какова конструкция ВОМ трактора Беларус21221?
12. Каковы особенности конструкции ВОМ тракторов Беларус21523, ХТЗ2150, Агро2
маш290ТГ?
13. Что относится к рабочему оборудованию автомобилей?

8.2. ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ НАВЕСНЫЕ СИСТЕМЫ
Общие сведения. Основное назначение гидравлической систе2
мы — управление навесными машинами (их подъем и опускание, фиксация в
определенном положении, регулирование глубины хода рабочих органов маши2
ны в почве и др.). Гидравлическая система или ее отдельные сборочные едини2
цы могут использоваться для управления работой прицепных и полунавесных
гидрофицированных машин и ряда вспомогательных операций (уменьшение
буксования трактора, сцепка полуприцепа, привод гидроусилителя механиз2
мов управления, сцеплений, в качестве гидравлического домкрата и т. п.).
В настоящее время все выпускаемые тракторы оснащены гидросистемой
раздельноагрегатного типа, которая обладает многими преимуществами по
сравнению с единоагрегатной.
ГЛАВА 8. РАБОЧЕЕ И ВСПОМОГАТЕЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

257

К числу достоинств раздельноагрегатной системы можно отнести: рацио)
нальность размещения компонентов гидросистемы на тракторе (насос — око)
ло высокооборотных валов двигателя или трансмиссии, распределитель — в ка)
бине трактора, бак — в защищенном месте и т. п.); высокая унифицирован)
ность гидроагрегатов, рассчитанных на работу с максимальным давлением
рабочей жидкости до 20 МПа; простота модернизации путем встраивания в
гидросистему дополнительных гидроагрегатов, расширяющих ее возможно)
сти; возможность раздельного управления машинами с секционной навеской;
возможность раздельного управления рабочими органами прицепных машин;
возможность выполнения автосцепки с навесными или прицепными машина)
ми; возможность легкой раздачи мощности внешним потребителям путем
установки на тракторе гидровыводов в требуемых местах.
На рисунке 8.11 представлена схема гидронавесной системы трактора Бе)
ларус)1221. Принципиальная схема работы гидронавесной системы состоит в
следующем: масляный насос 2 из бака 1 нагнетает масло в распределитель 4,
который представляет собой золотниковое устройство. Золотник распредели)
теля с помощью рукоятки управления можно установить в четыре положения:
подъем, нейтральное, опускание и плавающее. В зависимости от установки
золотника распределителя масло направляется либо в штоковую (подъемную),
либо в бесштоковую полости силового гидроцилиндра 5. Шток силового гид)
роцилиндра воздействует на поворотный рычаг, и этим обеспечивается управ)
ление навесным устройством трактора.
Кроме того, гидросистема трактора Беларус)1221 имеет позиционно)сило)
вой регулятор 6 глубины хода рабочих органов навесных машин. Регулятор 6,

Рис. 8.11

Схема гидронавесной системы трактора Беларус)1221:
1 — масляный бак; 2 — насос; 3 — фильтр; 4 — распределитель; 5 — силовой гидроци)
линдр; 6 — позиционно)силовой регулятор; 7 — задние левые выводы; 8 — задние правые
выводы; 9 — правые боковые выводы; 10 — датчик силового регулятора; 11 — смеситель
сигналов датчиков (сумматор); 12 — тяга; 13 — переключатель способов регулирования;
14 — датчик позиционного регулятора; 15 — тросы управления смесителем сигналов.

258

КОНСТРУКЦИЯ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

в зависимости от способа регулирования, получает сигнал либо от силового 10,
либо от позиционного 14 датчиков, таким образом обеспечивая соответственно чисто силовое и чисто позиционное регулирование. Также предусматривается комбинированный способ регулирования (позиционно-силовой). Для этого установлен смеситель сигналов 11, суммирующий сигналы от силового 10 и
позиционного 14 датчиков.
Гидронасосы. Насос — это составная часть любой гидравлической системы. Он преобразует механическую энергию двигателя трактора в энергию потока жидкости, поэтому насос по отношению к другим гидроагрегатам служит
источником расхода жидкости в гидросистеме.
На тракторе Беларус-1221 установлен насос марки НШ-32А-3 правого вращения (ведущая шестерня вращается по часовой стрелке, если смотреть со
стороны привода). Насос закреплен на корпусе масляного бака 1 (рис. 8.11) и
приводится от дизеля через зубчатую передачу.
Насос (рис. 8.12) состоит из корпуса 4, двух входящих в зацепление шестерен: ведущей 12 и ведомой 5, двух бронзовых обойм-подшипников 2, манжет 7, 10, 13, 16, уплотнительного кольца 3, крышки 1 и присоединительной
арматуры.
Корпус 4 насоса отлит из алюминиевого сплава заодно с соединительным
фланцем, в котором имеются посадочный центрирующий буртик и четыре отверстия под крепежные болты. Внутри корпуса 4 есть цилиндрический колодец, в который помещен качающий узел. В донышке корпуса расположено

Рис. 8.12

Гидронасос (а)
и схема его работы (б):
1 — крышка насоса; 2 — обоймаподшипник; 3 — уплотнительное
кольцо; 4 — корпус насоса;
5 — ведомая шестерня; 6, 11 — платик
поджима; 7 — манжета торцевого
уплотнения поджимной обоймы;
8 — поджимная обойма; 9 — упорная
пластина; 10 — большая манжета
торцевого уплотнения; 12 — ведущая
шестерня; 13 — манжеты уплотнения;
14 — опорное кольцо; 15 — стопорное
кольцо; 16 — малая манжета торцевого
уплотнения; 17 — центрирующая
втулка.

ГЛАВА 8. РАБОЧЕЕ И ВСПОМОГАТЕЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

259

круглое отверстие для выхода приводного вала. С наружной стороны в это от)
верстие запрессована манжета 13 для уплотнения ведущего вала насоса. Цент)
рирующая втулка 17 препятствует проворачиванию качающего узла (шестер)
ни в сборе с обоймами и платиками поджима) во время работы и служит на)
правляющей при сборке насоса.
Цапфы шестерен насоса вращаются в подшипниковой 2 и поджимной 8
обоймах, выполненных в виде полуцилиндров. Каждая из обойм (подшипни)
ковая и поджимная) выполнена так, что служит единой опорой для всех цапф
шестерен.
В средней части по длине подшипниковой обоймы 2 перпендикулярно к
оси насоса расположено всасывающее (входное) отверстие А. Поджимная обой)
ма 8 имеет внутри полукруглые выточки под цапфы, выточки под шестерни и
два параллельных паза для установки торцевых платиков 6 и 11.
Наружный диаметр поджимной обоймы 8 выполнен на 0,2–0,3 мм меньше
диаметра колодца под качающий узел в корпусе насоса. Этим осуществляют ком)
пенсацию радиальных зазоров между уплотняющей поверхностью обоймы и зубь)
ями шестерен за счет радиального поджима давлением рабочей жидкости.
Уплотнение торцов шестерен насоса осуществляют двумя платиками 6 и 11,
которые поджимаются усилием жидкости, находящейся в камерах давления,
ограниченных манжетами осевого поджима.
Зона высокого давления ограничена в осевом направлении платиками 6
и 11 и в радиальном — поджимной обоймой 8. В центральной части этой обой)
мы выполнены два сегмента с точно обработанной поверхностью, прилегаю)
щей к шестерням и охватывающей вокруг каждой шестерни дугу, равную при)
мерно 1,5 шагам зубьев. Эти дуговые поверхности ограничивают зону высоко)
го давления.
Осевой поджим создает рабочая жидкость, которая поступает из камеры
нагнетания насоса по косым сверлениям в платиках 6 и 11 к осевому сверлению.
Жидкость, поступающая по косым отверстиям платиков, ограниченных ман)
жетами 10, поджимает платики к торцам шестерен, а жидкость, поступающая
через осевое отверстие, создает в камерах корпуса и крышки, ограниченных
манжетами 7, осевое усилие, уравновешивающее поджимную обойму, на кото)
рую действует давление, передаваемое из камер платиков через манжеты 10.
Работает шестеренный насос следующим образом. Ведущая шестерня 12
находится в постоянном зацеплении с ведомой шестерней 5 и приводит ее во
вращательное движение. При вращении шестерен насоса в противоположные
стороны в полости всасывания А зубья выходят из зацепления, образуя разре)
жение.
За счет создаваемого разрежения из бака в полость всасывания А поступа)
ет рабочая жидкость и заполняет впадины между зубьями шестерен 5 и 12.
Жидкость перемещается вместе с впадинами шестерен вдоль цилиндрических
стенок колодцев в корпусе 4 и переносится из полости всасывания А в полость
нагнетания Б. В полости нагнетания Б зубья шестерен выталкивают жидкость
из впадин в нагнетательную гидролинию. При этом между зубьями образуется
плотный контакт, поэтому обратный перенос жидкости из полости нагнета)
ния в полость всасывания невозможен.
260

КОНСТРУКЦИЯ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

Все утечки рабочей жидкости в насосе уходят через зазор между подшипниковой 2 и поджимной 8 обоймами, а затем по пазу подшипниковой обоймы
поступают на всасывание.
Каждая модель насоса имеет определенное буквенно-цифровое обозначение, характеризующее его технические данные. Так, например, обозначение
НШ-32А-2Л расшифровывается так: НШ — насос шестеренный; 32 — объем
рабочей жидкости в см3, вытесняемый из насоса за один оборот вала (теоретическая подача); А — конструктивное исполнение насоса (А, М, У, УК, Г); 2 —
группа исполнения, которая характеризует номинальное давление нагнетания насоса (2 — 14МПа; 3 — 16МПа; 4 — 20МПа); буква «Л» указывает на то,
что данный насос имеет левое направление вращения вала. Насос правого направления вращения дополнительно буквой не обозначается.
Для двухсекционных насосов применяется обозначение, где присутствуют
рабочие объемы каждой секции. Например, двухсекционный насос с рабочими объемами секций 32 и 10 см3 исполнения 3 с левым направлением вращения ведущего вала имеет обозначение: НШ-32–10–3Л.
Распределители. Распределители тракторной навесной гидросистемы служат для распределения потока рабочей жидкости между потребителями, для
автоматического переключения системы на холостой ход (перепуск рабочей
жидкости в бак) в периоды, когда все потребители отключены, и для ограничения давления в гидросистеме при перегрузках.
На сельскохозяйственных тракторах наибольшее распространение получили моноблочные распределители, трехзолотниковые, четырехпозиционные,
с ручным управлением.
Распределитель (см. рис. 8.13) состоит из корпуса 8 с цилиндрическими
расточками для установки золотников 9 в сборе с механизмом фиксации и
автоматом возврата в нейтральное положение, а также предохранительного 12
и перепускного 10 клапанов, верхней и нижней алюминиевых крышек.
В нижней части распределителя расположены три гнезда под двуплечие
рычаги 17. Сфера рычага 17 опирается на два вкладыша, которые имеют внутреннюю сферическую и наружную цилиндрическую поверхности. Между вкладышами установлено резиновое уплотнительное кольцо. Один конец двуплечего рычага 17 конусный и заканчивается шариком, срезанным с трех сторон.
Этим срезанным шариком рычаг 17 входит в отверстие золотника 9. Второй
конец двуплечего рычага цилиндрический и заканчивается резьбой. На цилиндрической части рычага 17 на шпонке сидит рукоятка управления распределителем.
Клапан 10 предназначен для перепуска нагнетаемой насосом рабочей жидкости из напорной полости Н распределителя в бак при нейтральном и плавающем положениях золотников. При любом рабочем положении золотника
перепускной клапан 10 закрыт. Пружина перепускного клапана сжимается
донышком направляющей и служит для того, чтобы прижимать перепускной
клапан к седлу в первоначальный момент установки золотника в положение
«подъем» или «принудительное опускание».
Предохранительный клапан 12 срабатывает, как только давление в системе повышается сверх допустимого: клапан 12 открывается, и давление над
ГЛАВА 8. РАБОЧЕЕ И ВСПОМОГАТЕЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

261

Рис. 8.13

Распределитель:
1 — пружина золотника; 2 — обойма фиксатора; 3 — бустер; 4 — гильза; 5 — гнездо клапана;
6 — клапан; 7 — пружина клапана; 8 — корпус; 9 — золотники; 10 — перепускной клапан;
11 — стержневой клапан; 12 — предохранительный клапан; 13 — регулировочный винт;
14 — колпачок; 15 — фиксатор; 16 — пружина фиксатора; 17 — рычаги управления золотников
распределителя; 18 — канал управления перепускным клапаном; Н — полость нагнетания;
С — полость слива; П — полость, сообщающаяся с полостью подъема гидроцилиндра; О — полость,
сообщающаяся с полостью опускания гидроцилиндра.

Рис. 8.14

Схема работы распределителя:
1 — перепускной клапан; 2 — золотник; Н — полость нагнетания; У — канал
управления перепускным клапаном; П — полость подъема; О — полость опуска5
ния; С — полость слива.

262

КОНСТРУКЦИЯ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

цилиндрическим буртом перепускного клапана 10 понижается. После этого
рабочая жидкость из напорной полости Н поступает в сливную полость С, чем
и устраняется перегрузка в системе. Предохранительный клапан 12 регулиру5
ют винтом 13 на нужное давление рабочей жидкости в нагнетательной полос5
ти Н распределителя.
Рассмотрим схему действия распределителя при различных режимах ра5
боты гидравлической навесной системы. Распределитель рассчитан на четыре
режима работы: подъем, опускание, плавающее и нейтральное (рис. 8.14).
При подъеме (рис. 8.14) золотник 2 перекрывает канал управления У пере5
пускным клапаном 1 и одновременно открывает доступ рабочей жидкости из
полости нагнетания Н в полость подъема П, которая соединена трубопроводом
с подъемной полостью силового гидроцилиндра. При этом поршень силового
гидроцилиндра перемещается в направлении, соответствующем подъему на5
весного орудия, а из противоположной полости гидроцилиндра рабочая жид5
кость вытесняется в полость О распределителя и далее через сливную поло5
сть С направляется в бак.
При нейтральном положении золотника 2 жидкость от насоса поступает в
полость нагнетания Н распределителя и по калиброванному отверстию пере5
пускного клапана 1 идет в канал управления У и далее в полость слива С. При
этом выход жидкости из обеих полостей силового гидроцилиндра будет за5
крыт, и навесное орудие будет жестко удерживаться в зафиксированном отно5
сительно остова трактора положении.
При принудительном опускании канал управления У перекрыт, рабочая
жидкость из полости нагнетания Н направляется в полость опускания О, кото5
рая связана трубопроводом с полостью опускания силового гидроцилиндра.
При этом поршень силового гидроцилиндра перемещается в направлении, со5
ответствующем опусканию навесного орудия, а из противоположной полости
гидроцилиндра рабочая жидкость вытесняется в полость П распределителя и
далее через сливную полость С направляется в бак.
При установке золотника 2 в положение «плавающее» перепускной кла5
пан 1 открывается. При этом рабочая жидкость из полости нагнетания Н на5
правляется через перепускной клапан 1 в канал управления У и далее в по5
лость слива С. В этом случае обе полости силового гидроцилиндра связаны с
полостью слива С через полости П и О. Навесное орудие под действием собст5
венного веса опускается. При этом из5за того, что обе полости силового гидро5
цилиндра связаны между собой, обеспечивается свободное перемещение на5
весного орудия относительно остова трактора.
В положения «опускание», «плавающее» и «подъем» золотники распреде5
лителя устанавливают вручную при помощи рычагов управления 17 (рис. 8.13).
При этом после окончания подъема или опускания золотник возвращается в
нейтральное положение автоматически. Для этого золотники снабжаются ав5
томатическим устройством (см. рис. 8.15).
В положениях «подъем» или «опускание» фиксаторы 3 (рис. 8.15) попада5
ют в проточку А в обойме фиксатора 5 и, заклиниваясь, удерживают золот5
ник 8. После окончания подъема давление в полости нагнетания Н повышается.
Когда оно превысит давление открытия предохранительного клапана, канал
ГЛАВА 8. РАБОЧЕЕ И ВСПОМОГАТЕЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

263

бустера 7 за счет перепада давления откроет доступ масла к бустеру 4, который
нажмет на втулку 2 и даст возможность фиксаторам 3 выйти из кольцевой
проточки А. Золотник 8 под действием усилия возвратной пружины 1 автома0
тически установится в нейтральное положение.
Все распределители имеют буквенно0цифровое обозначение. Условное обо0
значение современных гидрораспределителей представлено на рисунке 8.16.
Буква «Р» указывает на то, что это распределитель. Далее следует буква
«С» если распределитель секционный, т. е. выполнен в виде отдельных сек0
Рис. 8.15

Схема работы механизма фиксации
и автоматического возврата в нейтральное
положение золотников распределителя:
1 — пружина золотника; 2 — втулка фиксатора;
3 — фиксатор (шарик); 4 — бустер; 5 — обойма
фиксатора; 6 — гнездо клапана; 7 — клапан
бустера; 8 — золотник.

Рис. 8.16

Условное обозначение распределителей

264

КОНСТРУКЦИЯ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

ций. Если распределитель моноблочный, т. е. все золотники расположены в
одном корпусе, буква в обозначении не ставится.
Цифра после букв «Р» или «С» указывает на пропускную способность рас4
пределителя в л/мин. Далее следует группа исполнения по номинальному дав4
лению, которая соответствует группе исполнения шестеренных насосов. Сле4
дом указывается конструктивное исполнение распределителя, которое может
быть следующим: 1 — распределители для самостоятельной работы в гидро4
системе; 2 — распределители для работы в паре с конструктивным исполнени4
ем 3; 3 — распределители для работы в паре с конструктивным исполнением 2
или другими распределителями с клапанной системой и соединенными кана4
лами управления; 4 — распределитель для работы в паре с силовым регулято4
ром пахоты (догружателями ведущих колес) для копирования рельефа почвы.
Далее указывается тип управления распределителем. Затем указывается тип
золотников (всего 4 типа) и количество золотников (от 1 до 6 для моноблочных
распределителей и от 1 до 12 — для секционных). В конце указывается нали4
чие гидрозамков. Распределители с гидрозамками (индекс «Г» в обозначении)
обеспечивают абсолютную герметичность гидромагистрали между исполни4
тельным механизмом (гидроцилиндром) и распределителем, что исключает
утечки с гидроцилиндра в поднятом положении. Гидрозамки шарикового типа
устанавливаются в полости «подъем» распределителя в количестве 3–4 шт.
На современные тракторы устанавливают следующие марки распредели4
телей: Р80–2/1–222; Р80–3/1–444; Р160–3/1–222 и их разновидности.
Гидроцилиндры. Гидроцилиндр представляет собой гидравлический дви4
гатель, преобразующий энергию потока жидкости в механическую энергию
поршня, совершающего возвратно4поступательное движение относительно
корпуса цилиндра. Гидроцилиндры применяют для подъема и опускания на4
весных и полунавесных сельскохозяйственных машин, управления поворо4
том трактора, управления рабочими органами машин и других целей.
Различают основные и выносные цилиндры. Первые служат для управле4
ния навесным устройством трактора, а вторые устанавливаются непосредствен4
но на сельскохозяйственных машинах и управляют их рабочими органами.
Гидроцилиндры могут быть одностороннего и двустороннего действия. У пер4
вых рабочая жидкость подается только в одну полость, а противоположная
сообщается с атмосферой.
В гидроцилиндрах двустороннего действия рабочая жидкость подается в
обе полости в зависимости от положения золотника распределителя. В трак4
торных гидросистемах преимущественно применяются гидроцилиндры дву4
стороннего действия.
Цилиндр (см. рис. 8.17) состоит из корпуса 3, закрытого крышкой 7, порш4
ня 1 со штоком 2. Шток 2 вилкой 11 соединяется с поворотным рычагом меха4
низма навески трактора. Поршень уплотняется в цилиндре кольцом 5. Пор4
шень 1 крепят на штоке 2 гайкой 4 с фибровыми кольцами, завальцованными
в резьбу между гайкой и штоком; кольца предохраняют гайку от самоотвин4
чивания.
Для регулирования хода штока гидроцилиндра используется гидромеха4
нический клапан, схема работы которого представлена на рисунке 8.18.
ГЛАВА 8. РАБОЧЕЕ И ВСПОМОГАТЕЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

265

Рис. 8.17

Гидроцилиндр:
1 — поршень; 2 — шток; 3 — гильза
цилиндра; 4 — гайка штока;
5 — уплотнительное кольцо поршня;
6 — маслопровод; 7 — крышка
цилиндра; 8 — уплотнительное
кольцо крышки; 9 — шайба;
10 — манжета; 11 — вилка штока.

Рис. 8.18

Схема работы гидромеханического
клапана:
I — во время втягивания штока, II — при
подъеме навесной машины; 1 — шток
поршня; 2 — передвижной упор;
3 — клапан; 4 — корпус клапана; 5 — гнездо
в корпусе клапана; 6 — гнездо в передней
крышке цилиндра; 7 — передняя крышка;
8 — маслопровод; 9 — надпоршневая
полость цилиндра; 10 — корпус цилиндра;
а, б, в — каналы подпоршневой полости;
г — канал надпоршневой полости.

Во время втягивания штока 1 (рис. 8.18а) рабочая жидкость из бесштоко6
вой полости силового цилиндра выходит через маслопровод 8 по каналу а, че6
рез отверстие гнезда 6 в передней крышке 7 и далее по каналам б и в. Как
только передвижной упор 2, закрепленный на требуемой длине штока при по6
мощи хомутика и гайки6барашка, нажмет на стержень клапана 3, последний
перекроет отверстие гнезда 6 и тем самым закроет выход рабочей жидкости из
подпоршневой полости силового цилиндра.
Вследствие перекрытия отверстия гнезда 6 над головкой клапана 3 давле6
ние рабочей жидкости резко возрастает. Под действием давления головка кла6
пана полностью садится в свое гнездо и происходит втягивание штока, а следо6
вательно, опускание машины прекращается.
При подъеме навесной машины рабочая жидкость, поступающая от рас6
пределителя по каналам в и б (рис. 8.18б) под головку клапана, выталкивает
его из гнезда. Клапан садится в корпус 4, а рабочая жидкость идет в подпорш6
невую полость силового цилиндра.
В обозначении силового гидроцилиндра указывается диаметр цилиндра,
диаметр штока, ход поршня и группа исполнения по давлению. Например,
цилиндр с маркой Ц80/40´200–3 расшифровывается так: буква «Ц» обознача6
ет «цилиндр»; 80 мм — диаметр цилиндра; 40 мм— диаметр штока; 200 мм —
ход штока; 3 — третья группа исполнения (номинальное давление 16 МПа).
Соединительная арматура и емкости гидросистемы. Резервуаром для ра6
бочей жидкости гидросистемы трактора служит бак. Объем бака зависит от
количества потребителей и обычно составляет не менее половины теоретиче6
266

КОНСТРУКЦИЯ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

ской производительности насоса, что обеспечивает работу системы без перегрева и вспенивания рабочей жидкости.
Расположение бака на тракторе выбирается таким, чтобы высота столба
жидкости (масла) над всасывающим отверстием насоса была не менее 150 мм.
Баки оборудуются заливными горловинами с заливным фильтром, масломерными устройствами, полнопоточными сливными фильтрами, сапунами,
спускными патрубками, закрываемыми пробками с магнитами и устройствами для крепления бака к остову трактора.
Часто разные гидросистемы трактора имеют единую емкость рабочей жидкости. Так, например, масляный бак трактора Беларус-1221 является резервуаром для хранения рабочей жидкости гидронавесной системы и гидрообъемного рулевого управления, а масляный бак трактора К-744Р также является резервуаром для хранения масла гидронавесной системы и хранения масла
системы управления поворотом.
Масло фильтруется полнопоточным фильтром со сменным фильтрующим
элементом и перепускным клапаном, перепускающим масло мимо фильтра в
случае его сильного загрязнения. Фильтрующий элемент изготавливается из
специально обработанной фильтровальной бумаги или синтетического нетканого материала.
К соединительной арматуре гидронавесных систем относятся трубопроводы, шланги (рукава высокого давления), соединительные и разрывные муфты
с запорными клапанами и уплотнения.
Напорные трубопроводы изготавливают из стальных бесшовных труб, рассчитанных на давление до 32 МПа. Их наконечники представляют собой ниппель, приваренный к трубе с предварительно надетой накидной гайкой, или
приваренную полую головку под специальный полый болт с металлическими
уплотнительными прокладками.
Шланги (рукава высокого давления) применяют для соединения гидроагрегатов, имеющих взаимное перемещение.
Гибкий резинометаллический рукав состоит из резиновой камеры, хлопчатобумажной или капроновой оплетки, металлической оплетки, наружного
резинового слоя и верхнего слоя ткани (бандаж). В рукавах применяется маслостойкая резина.
Соединительные и разрывные муфты (см. рис. 8.19) применяют для подключения выносных гидроцилиндров и вставляют в местах соединения (разъединения) рукавов.
Соединительная муфта (рис. 8.19а) состоит из двух полумуфт 1 и 7, вставляемых друг в друга и стягиваемых резьбовым соединением с помощью накидной гайки 5. Уплотнение осуществляется резиновым кольцом 6. Два шарика 4
прижимаются друг к другу с образованием кольцевого канала, через который
перетекает масло.
При разъединении полумуфт 1 и 7 шарики 4 под действием пружин прижимаются к седлам полумуфт 3, запирая их выходные отверстия и препятствуя вытеканию масла.
Разрывные муфты устанавливаются обычно на прицепном гидрофицированном орудии между рукавами, подводящими масло к выносному цилиндру,
ГЛАВА 8. РАБОЧЕЕ И ВСПОМОГАТЕЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

267

Рис. 8.19

Соединительная (а) и разрывная (б) муфты:
1, 7 — полумуфты; 2 — корпус; 3 — седло полумуфты; 4 — шарик; 5 — накидная
гайка; 6 — резиновое кольцо; 8 — замковые шарики; 9, 10 — полумуфты;
11 — втулка; 12 — пружина; 13 — обойма.

и служат в качестве предохранительного устройства при внезапном непреду*
смотренном отцеплении орудия или при отъезде трактора от отцепленного
орудия, но с присоединенными к трактору шлангами.
Разрывная муфта (рис. 8.19б) во многом похожа на соединительную муф*
ту, но имеет не резьбовое соединение, а шариковый замок 8. При соединении
две полумуфты 9 и 10 вставляются друг в друга с предварительно смещенной
вправо запорной втулкой 11. Замковые шарики 8, установленные подвижно в
полумуфте 9, входят в кольцевой паз полумуфты 10 и фиксируются в нем втул*
кой 11 под действием пружины 12. Центральные запорные шарики, нажимая
друг на друга, соединяют масляные полости полумуфт. Разрывную муфту кре*
пят на тракторе в специальной обойме 13.
В случае возникновения осевого усилия в стыке полумуфт более 200–250 Н
замковые шарики 8 выходят из кольцевой проточки полумуфты 10 и, воздей*
ствуя на запорную втулку 11, заставляют ее перемещаться вправо, сжимая
пружину 13. Происходит разъединение полумуфт, исключающее разрыв шлан*
гов и вытекание масла.

8.3. СПОСОБЫ РЕГУЛИРОВАНИЯ ПОЛОЖЕНИЯ
РАБОЧИХ ОРГАНОВ НАВЕСНЫХ МАШИН
Различают следующие способы регулирования положения ра*
бочих органов навесных машин: высотный, высотный автоматический, сило*
вой, позиционный и комбинированный.
Высотный способ осуществляется с помощью опорных колес машины, ко*
торые устанавливаются в зависимости от требуемой глубины обработки почвы
на той или иной высоте относительно поверхности поля. Во время работы опор*
ное колесо идет по необработанной поверхности поля на установленной высо*
те, заставляя рабочие органы машины копировать рельеф почвы. При этом
способе регулирования силовой гидроцилиндр находится в плавающем поло*
жении. Недостатками высотного способа регулирования являются: необходи*
мость ручной настройки на заданную глубину хода рабочих органов, влияние
на эту глубину залипания опорных колес влажной почвой и растительными
268

КОНСТРУКЦИЯ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

остатками, кратковременное уменьшение глубины при наезде опорных колес
на жесткие бугры и выступы, увеличение глубины из1за утопания колес на рых1
лых участках поля, повышенная склонность к забиванию растительными остат1
ками пространства между колесами, рабочими органами и рамой машины.
Высотный автоматический способ регулирования можно реализовать за
счет установки датчика, регистрирующего изменение глубины обработки поч1
вы. Таким датчиком может выступать копирующее колесо навесной машины,
которое слегка прижимается к поверхности поля, но не воспринимает верти1
кальных нагрузок, действующих от навесной машины.
Силовое регулирование основано на автоматическом поддержании в опре1
деленных пределах заданного тягового сопротивления навесной машины. За1
глубление рабочих органов навесной машины приводит к увеличению тягово1
го сопротивления и деформации пружины силового датчика. При уменьше1
нии тягового сопротивления навесной машины уменьшается деформация
силового датчика, что приводит к заглублению рабочих органов до требуемого
тягового сопротивления. Наоборот, при увеличении тягового сопротивления
осуществляется выглубление рабочих органов с целью снижения тягового со1
противления до заданного настройкой уровня. Недостатком силового регулиро1
вания является зависимость глубины почвообработки от колебаний удельного
сопротивления почвы, из1за чего на уплотненных участках поля глубина умень1
шается, а на рыхлых — увеличивается. По этой причине силовой способ целесо1
образно применять при обработке полей с умеренным колебанием удельного
сопротивления почвы, а также при глубокой пахоте, так как по мере увеличе1
ния глубины обработки почвы ее удельное сопротивление выравнивается.
Позиционное регулирование основано на удержании навесной машины в
определенном положении (позиции) относительно остова трактора, независи1
мо от тягового сопротивления машины и неровностей поверхности поля. Дат1
чиком позиционного регулятора является рычаг, установленный жестко на
поворотном валу навесного механизма. При отклонении навесной машины по
высоте от заданной позиции, например из1за утечек масла в гидроцилиндре,
золотник распределителя перемещается, сообщая подъемную полость гидро1
цилиндра с насосом, этим восстанавливается заданная позиция навесной ма1
шины. Такой способ регулирования находит применение при пахоте навесны1
ми плугами только ровных полей, так как жесткая связь плуга с трактором не
позволяет копировать самим плугом неровности полей.
Комбинированные (или смешанные) способы регулирования основаны на
совместном использовании силового или позиционного способов одновремен1
но с высотным, а также силового одновременно с позиционным. Комбинирова1
ние силового (или позиционного) способов с высотным достигается путем уча1
стия опорных колес навесных машин в регулировании глубины при одновре1
менной работе регулятора, который обеспечивает уменьшение вертикальных
нагрузок на опорные колеса.
Принцип комбинированного позиционно1силового регулирования заклю1
чается в том, что сигналы от позиционного и силового датчиков смешиваются
или суммируются в специальном устройстве (сумматор), после чего поступают
к золотнику распределителя.
ГЛАВА 8. РАБОЧЕЕ И ВСПОМОГАТЕЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

269

Основной недостаток силового способа — чрезмерное реагирование системы
на повышенные колебания удельного сопротивления почвы — компенсируется
ограничениями колебаний глубины, накладываемыми позиционным регулято.
ром. Наоборот, недостаток позиционного способа — отсутствие реакции на ко.
лебания рельефа полей — компенсируется воздействием сигнала силового дат.
чика, позволяющим избежать большого изменения тягового сопротивления ма.
шин. Реализовать комбинированный способ регулирования позволяет система
автоматического регулирования навески (САРН), которой оснащаются все со.
временные тракторы. Работа этой системы будет рассмотрена далее.

8.4. ДОГРУЖАТЕЛИ ВЕДУЩИХ КОЛЕС
Одним из существенных недостатков колесных тракторов с
колесной формулой 4К2 является их низкие тягово.сцепные свойства. Все спо.
собы повышения тягово.сцепных свойств колесных тракторов условно делят
на две группы: увеличение сцепления колесных движителей с почвой и увели.
чение сцепного веса трактора.
К первой группе относятся такие способы как рациональный подбор типа
шин и давления в них, использование дополнительных устройств на движите.
ле (полугусеничный ход, сдваивание колес, металлические почвозацепы и др.).
Вторая группа основана на увеличении сцепного веса трактора, т. е. веса,
приходящегося на его ведущие колеса. Одним из способов реализации данного
способа является оснащение тракторов догружателями ведущих колес (ДВК).
Различают ДВК механического и гидравлического типа. Принцип действия у
них один и тот же, он основан на перенесении части веса агрегатируемой ма.
шины на ведущие колеса трактора.
На рисунке 8.20 представлены схемы, поясняющие принцип работы меха.
нического (рис. 8.20а) и гидравлического (рис. 8.20б) догружателей.
Работа механического ДВК (рис. 8.20а) основана на изменении момента
M = Rрез × m
путем изменения положения мгновенного центра вращения C механизма на.
вески. Для этого передний конец центральной тяги 1 механизма навески мо.

Рис. 8.20

Схема работы механического (а) и гидравлического (б) догружателей:
1 — центральная тяга механизма навески; 2 — серьга с отверстиями; 3 — нижние тяги механизма
навески.

270

КОНСТРУКЦИЯ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

жет переставляться по нескольким вертикально расположенным отверстиям в
серьге 2, что будет изменять плечо m и, следовательно, момент M. При пере0
становке центральной тяги 1 в нижнее отверстие серьги 2 плечо момента M
уменьшится до значения m1 при новом положении мгновенного центра враще0
ния C1 механизма навески.
Из условия равновесия навесной сельскохозяйственной машины нормаль0
ная реакция почвы ее опорного колеса будет равна
m
Yкн 1 Rрез 2
,
lм 3 lк
где Rрез — результирующая реакция почвы на рабочие органы машины (зави0
сит от свойств почвы, конструкции рабочих органов, глубины обработки поч0
вы и др. параметров); lк и lм — соответственно горизонтальные координаты
копирующего колеса и мгновенного центра вращения механизма навески.
Анализ уравнения показывает, что уменьшение плеча m приводит к сни0
жению реакции Yкн и, следовательно, к увеличению степени догрузки веду0
щих колес трактора.
Работа гидравлического ДВК (рис. 8.20б) основана на том, что уменьшение
нормальной реакции Yкн на опорное колесо навесной машины достигается дей0
ствием силового цилиндра механизма навески, который действует в сторону
подъема машины. При этом

Yкн 3

Rрез 1 m 2 Pц 1 lц
,
lм 4 lк

где lц — плечо действия силы Рц.
Анализ представленного выражения показывает, что реакция Yкн будет
снижаться с увеличением усилия Рц, создаваемого гидроцилиндром при рабо0
те на подъем. При этом повышение Рц будет способствовать увеличению догру0
жающего эффекта, который достигнет своего максимума при Yкн = 0, т. е. при
полном отрыве опорных колес от почвы.
Работа гидравлического ДВК на практике была реализована при помощи
гидроувеличителя сцепного веса (ГСВ) — дополнительного устройства, вклю0
чаемого в гидросистему трактора. Однако современные тракторы такими уст0
ройствами не оснащаются. Реализовать принцип гидравлического ДВК по0
зволяет система автоматического регулирования навески (САРН), которой в
том или ином виде оснащаются все современные отечественные и зарубеж0
ные тракторы.

8.5. ПОЗИЦИОННОСИЛОВОЙ РЕГУЛЯТОР
Позиционно0силовой регулятор (ПСР) служит для автомати0
ческого поддержания положения рабочих органов навесных машин при сило0
вом и позиционном способах регулирования. ПСР является составной частью
системы САРН, работа которой рассмотрена в следующем подразделе. В дан0
ном подразделе приведена конструкция и работа ПСР. На рисунке (см. цв. вкл.,
ил. 13) представлен общий вид ПСР.
ГЛАВА 8. РАБОЧЕЕ И ВСПОМОГАТЕЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

271

ПСР состоит из корпуса 3, подвижной гильзы 15, расположенной в корпу)
се, золотника 14. Подвижная гильза 15 управляется винтом 19, на котором
установлена ходовая гайка 2. На наружном конце подвижной гильзы 15 уста)
навливается переключатель способов регулирования. Внутри золотника 14
установлена распорная пружина 16, которая поджимает золотник 14 к торцу
гайки 12, а гильзу 15 к торцу гайки 2. Подвижная гильза 15 соединена с помо)
щью стопорного кольца с ходовой гайкой 2, зафиксированной от вращения
выступами, заходящими в паз корпуса 3. Золотник 14 упирается в ходовую
гайку 12, также зафиксированную от вращения выступами, заходящими в пазы
корпуса. На винтах гильзы и золотника расположены упорные подшипники.
Работает ПСР следующим образом (см. цв. вкл., ил. 14): при установке ру)
коятки управления регулятором (находится в кабине трактора) в положение
«опускание» канал управления 1 перекрывается гильзой 11 от слива и перепу)
скной клапан распределителя закрывается. Нагнетательная линия 8 от насоса
перекрывается в распределителе от слива и одновременно через гильзу 11 со)
общается с полостью опускания силового гидроцилиндра. При этом полость
подъема гидроцилиндра через открытый запорный клапан 6, отверстия в гиль)
зе 11, золотник 9 и отверстие 5 сообщается со сливом. Происходит опускание
механизма навески.
При установке рукоятки управления регулятором в положение «нейтраль»
(см. цв. вкл., ил. 14б) канал управления 1 через гильзу 11, золотник 9 и отвер)
стие 6 сообщается со сливом. Перепускной клапан распределителя открывает)
ся и насос разгружается (через распределитель сообщается со сливом). По)
лость подъема силового гидроцилиндра заперта запорным клапаном 6 и обрат)
ным клапаном 7. Навесное орудие при этом удерживается в верхнем положении.
В рабочем положении регулятора при коррекции на подъем (см. цв. вкл.,
ил. 14в) золотник 9 датчиком (позиционным или силовым) сдвигается от по)
ложения «нейтраль» влево. Канал управления 1 золотником 9 перекрывается
от слива, и перепускной клапан распределителя прикрывается, по)прежнему
пропуская через себя часть потока от насоса на слив. Оставшаяся часть потока
от насоса по нагнетательной линии 8 поступает к открытому в этом случае
клапану приоритета 2 и далее через него и открытый обратный клапан 7 в
полость подъема силового гидроцилиндра — происходит коррекция на подъ)
ем. Величина потока в полости подъема силового гидроцилиндра, а значит и
скорость коррекции, зависит от настройки маховичка 4. Чем он больше повер)
нут по часовой стрелке, тем меньше ход клапана приоритета 2 до его упора в
регулировочный винт 3, а значит и меньше проход масла через клапан от насо)
са к полости цилиндра.
В рабочем положении регулятора при коррекции на опускание (см. цв. вкл.,
ил. 14г) золотник 9 датчиком (позиционным или силовым) сдвигается от поло)
жения «нейтраль» вправо. Канал управления 1 остается сообщающимся со сли)
вом, перепускной клапан распределителя открыт, насос разгружен. Полость подъ)
ема силового гидроцилиндра через открытый запорный клапан 6, золотник 9 и
отверстие 5 сообщается со сливом — происходит коррекция на опускание.
При установке рукоятки управления регулятором в положение «подъем»
(см. цв. вкл., ил. 14д) канал управления 1 перекрывается гильзой 11 от слива,
272

КОНСТРУКЦИЯ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

и перепускной клапан распределителя закрывается. Нагнетательная линия 8
от насоса перекрывается в распределителе от слива и одновременно через гильзу 11, обратный клапан 7 сообщается с полостью подъема силового гидроцилиндра — происходит подъем орудия.

8.6. СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО
РЕГУЛИРОВАНИЯ НАВЕСКИ
Первые типы систем САРН являлись гидромеханическими,
но в настоящее время, в связи с массовым внедрением электроники в конструкцию тракторов, они стали оснащаться системой САРН электронно-гидравлического типа. Рассмотрим конструкцию и работу системы САРН гидромеханического типа на примере трактора Беларус-1221 (рис. 8.21).

Рис. 8.21

Универсальная система автоматического регулирования навески трактора
Беларус-1221:
1 — позиционно-силовой регулятор; 2 — рукоятка переключения способов регулирования; 3 — рукоятка управления регулятором; 4 — упор рукоятки управления
регулятором; 5 — тяга управления регулятором; 6 — маховичок управления клапаном приоритета; 7 — тяга регулятора; 8 — силовой гидроцилиндр; 9 — гидролиния
связи силового цилиндра с позиционно-силовым регулятором; 10 — смеситель
сигналов (сумматор); 11 — рычаг тяги регулятора; 12 — рычаг позиционного регулятора; 13 — витые цилиндрические пружины; 14 — силовой датчик; 15 — серьга
центральной тяги механизма навески; 16 — регулировочная гайка; 17 — поводок
серьги; 18 — позиционный датчик; 19 — тяга от позиционного датчика;
20 — двуплечный рычаг от силового датчика; 21 — рукоятка управления смесителем
сигналов; 22 — тросы управления смесителем сигналов.

ГЛАВА 8. РАБОЧЕЕ И ВСПОМОГАТЕЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

273

Универсальная САРН трактора Беларус"1221 позволяет обеспечить высот"
ный, силовой, позиционный и комбинированный (позиционно"силовой) спо"
собы регулирования положения рабочих органов навесных сельскохозяйст"
венных машин.
Основными элементами САРН гидромеханического типа являются (рис.
8.21): позиционно"силовой регулятор 1, управляемый рукояткой 3 посредст"
вом тяги 5. На регуляторе 1 имеется переключатель 2 для задания способа ре"
гулирования (позиционный или силовой). Рукоятка управления 3 воздейству"
ет на подвижную гильзу регулятора 1, а переключатель 2 — на золотник регу"
лятора (см. подраздел 8.5).
Регулятор 1 получает сигналы от силового 14 и позиционного 18 датчи"
ков. Датчиком силового регулятора служат пластинчатая пружина 14, вос"
принимающая сжимающее усилие, и четыре витые цилиндрические пружи"
ны 13, воспринимающие растягивающее усилие в центральной тяге. Такой
датчик является датчиком двустороннего действия.
Деформация пружин силового датчика передается через поводок 17, ры"
чаг 20 и смеситель 10 на тягу 7 и далее на ходовую гайку винта золотника.
Поворот винта золотника обеспечивает поступательное перемещение гайки,
которая воздействует на золотник регулятора.
Датчиком позиционного регулятора служит палец 18, установленный на
поворотном валу механизма навески трактора. От поворотного вала через
тягу 19, рычаг 12 и тягу 7 изменение положения позиционного датчика пере"
дается золотнику регулятора.
При чисто силовом способе регулирования переключатель 2 устанавлива"
ют в соответствующее положение. Перемещение рукоятки 3 вперед по ходу
движения трактора приводит к увеличению глубины почвообработки. Устано"
вив заданную глубину почвообработки, гильза и золотник регулятора 1 встали
относительно друг друга в нейтральное положение, и силовой датчик 14 де"
формировался на определенную величину.
При увеличении глубины обработки почвы тяговое сопротивление навес"
ной машины возрастает и, следовательно, увеличивается усилие в централь"
ной тяге. При этом происходит дополнительная деформация силового датчи"
ка 14, которая через систему тяг и рычагов передается на золотник регулято"
ра, смещая его вправо (см. подраздел 8.5). При этом перекрывается канал
управления в регуляторе и закрывается перепускной клапан в распределите"
ле. Масло от насоса поступает в подъемную полость силового гидроцилинд"
ра 8, происходит коррекция на подъем. В результате подъема глубина обра"
ботки уменьшится, снизится и тяговое сопротивление навесной машины, что,
в свою очередь, приведет к снижению деформации силового датчика 14. Золот"
ник регулятора 1 перемещается в противоположную сторону и устанавливает"
ся в нейтральное положение.
При уменьшении глубины или при обработке почвы с уменьшенным удель"
ным сопротивлением (более рыхлый участок поля) силовой датчик 14 пере"
местит золотник регулятора влево, обеспечив этим выход масла из подъемной
полости силового гидроцилиндра на слив. Произойдет коррекция на опуска"
ние, т. е. на увеличение глубины хода рабочих органов. Это вызовет возраста"
274

КОНСТРУКЦИЯ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

ние усилия в центральной тяге, что приведет к деформации пружины силово1
го датчика 14 и перемещению золотника вправо до нейтрального положения.
При позиционном регулировании рукоятку 2 устанавливают в соответст1
вующее положение. Датчиком позиционного регулятора является палец 18,
установленный на поворотном валу. При изменении навесной машиной поло1
жения, заданного регулятором 1, относительно остова трактора позиционный
датчик 18 переместится вместе со штоком гидроцилиндра. Данное перемеще1
ние через тягу 19, рычаг 12 и тягу 7 передается золотнику регулятора. Про1
изойдет коррекция либо на подъем, либо на опускание — в зависимости от
направления изменения положения навесной машины.
Для обеспечения комбинированного
способа регулирования устанавливается
смеситель сигналов 10, который позволя1
ет суммировать сигналы, поступающие
от силового и позиционного датчиков.
Конструкция смесителя показана на ри1
сунке 8.22. Смеситель (рис. 8.22) состо1
ит из валика 5, суммирующего рычага 4,
коромысла 3 и свободно сидящих на под1
шипниках рычагов 1 и 6, соединенных
соответственно с позиционным и сило1
вым датчиками.
Суммирующий рычаг 4, приводимый
в движение коромыслом 3, поворачива1
ет шлицевой валик 5, соединенный че1
рез систему тяг с золотником регулято1
Рис. 8.22
Смеситель сигналов:
ра. Положение суммирующего рычага 4
1 — позиционный рычаг смесителя;
на валике 5 и коромысле 3 изменяют ру1
2 — рычаг управления смесителем;
3 — коромысло; 4 — суммирующий рычаг;
кояткой 21 (рис. 8.21) из кабины через
5 — валик смесителя; 6 — силовой рычаг
рычажно1тросовый привод 22.
смесителя; 7 — маховичок смесителя.
При крайнем правом положении ру1
коятки 21 (рис. 8.21) суммирующий рычаг 4 (рис. 8.22) прижимается к рыча1
гу 6 силового датчика и поворачивается только этим рычагом. Данное положе1
ние соответствует чисто силовому регулированию.
При крайнем левом положении рукоятки 21 (рис. 8.21) суммирующий ры1
чаг 4 (рис. 8.22) прижимается к рычагу 1 позиционного датчика и поворачи1
вается только им. Это соответствует чисто позиционному регулированию.
В любом промежуточном положении рукоятки 21 (рис. 8.21) происходит
смешанное позиционно1силовое регулирование, поворот суммирующего ры1
чага 4 и валика 5 зависит от длины правого и левого плеча коромысла 3, на1
правления и угла их поворота рычагами 1 и 6.
К основным недостаткам гидромеханических САРН относятся более высо1
кая материалоемкость и громоздкость; ограниченные возможности по компо1
новке и расположению механических устройств, особенно важные при обору1
довании тракторов комфортными кабинами; повышенные потери на трение в
механизмах и неудобное управление навесными агрегатами.
ГЛАВА 8. РАБОЧЕЕ И ВСПОМОГАТЕЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

275

Рис. 8.23

Схема электронно-гидравлической
САРН:
1 — приборный щиток; 2 — электронный блок управления; 3 — позиционный датчик; 4 — гидроцилиндр;
5 — силовые датчики (два);
6 — электрогидрораспределитель
(золотниковое устройство).

В связи с этим на современных отечественных и зарубежных тракторах все
большее применение находит электронно-гидравлическая САРН. Например,
трактор Беларус-1523 оснащается подобной системой, изготавливаемой немецкой фирмой Bosch.
В нее входят (рис. 8.23) датчики 5 — для измерения усилия в обеих нижних
тягах и 3 — для определения положения вала подъемных рычагов механизма
навески. Электрические сигналы от этих датчиков подаются на электронный
блок 2, установленный на приборном щитке в кабине трактора. Сигналы от
обоих датчиков (силового и позиционного) при смешанном регулировании поступают на вход электронного блока управления 2, где сравниваются с сигналом настройки, поступающим от приборного щитка 1. Сигнал ошибки или рассогласования приводит в действие золотник электрогидравлического распределителя 6, от которого осуществляется подача масла в одну из полостей
гидроцилиндра 4, перемещение его штока изменяет положение механизма
навески и навесной машины.
Позиционный датчик 3 ввинчивается в гнездо крышки заднего моста и
управляется эксцентриком, закрепленным на поворотном валу. Силовой датчик 5 выполнен в виде двух силоизмерительных пальцев, которые вставляются в кронштейн и служат осью крепления нижних тяг механизма навески.
Положение пальца в кронштейне определяется скобой, входящей в паз силоизмерительного пальца и закрепленной на кронштейне двумя болтами.
Применение в электронно-гидравлической САРН электрических чувствительных элементов позволяет повысить точность управления по сравнению с
гидромеханическими. Благодаря гибким электрическим связям между элементами электронно-гидравлической САРН облегчается создание кабин с улучшенными условиями для работы тракториста и упрощается передача сигнала
от датчиков к преобразователям и электрогидрораспределителям, особенно у
тракторов с шарнирной, «ломающейся» рамой.
276

КОНСТРУКЦИЯ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

Неисправности и техническое обслуживание гидросистемы. Неисправно
сти гидросистемы характеризуются просачиванием масла через уплотнения,
повышенным нагревом гидромеханизмов, появлением шума и стуков в гидро
агрегатах. Механизмы гидросистемы изготовляют на заводах с высокой точ
ностью, поэтому ремонтировать их, как правило, нужно на ремонтных пред
приятиях, оснащенных специальным оборудованием.
Уход за гидросистемой заключается в постоянном визуальном контроле за
необходимым уровнем масла в баке, герметичностью всех наружных соедине
ний, штатной работой насоса, распределителя, силового (позиционного) регу
лятора, силового основного и выносных гидроцилиндров.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ

1. Каково назначение гидравлической навесной системы и какие элементы к ней
относятся?
2. Поясните принцип работы раздельноагрегатной гидронавесной системы.
3. Поясните конструкцию и принцип работы гидронасоса типа НШ.
4. Расшифруйте следующую марку насоса: НШ32У2Л.
5. Как устроен распределитель гидронавесной системы? Кратко поясните принцип
его работы.
6. Как устроены и работают механизм фиксации золотников распределителя и авто
мат возврата их в нейтральное положение?
7. Что указывается в обозначении распределителей?
8. Поясните конструкцию и принцип работы силового гидроцилиндра.
9. С какой целью применяются соединительная и разрывная муфты?
10. Перечислите способы регулирования положения рабочих органов навесных ма
шин. Кратко поясните их сущность.
11. Дайте сравнительную оценку способов регулирования положения рабочих орга
нов навесных машин.
12. Поясните принцип работы механического и гидравлического догружателей веду
щих колес.
13. Как устроен и работает позиционносиловой регулятор?
14. Перечислите элементы, входящие в гидромеханическую систему автоматическо
го регулирования глубины.
15. Поясните принцип работы электронногидравлической САРН фирмы Bosch.

8.7. ВСПОМОГАТЕЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ
ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ
Общие сведения. Вспомогательное оборудование служит для
улучшения условий труда и повышения безопасности работы водителя. К это
му оборудованию относят кабину с капотом, устройства для поддержания мик
роклимата в кабине (кондиционеры, отопители, система вентиляции и очист
ки воздуха и др.), сиденье и другое оборудование.
Кабины тракторов и автомобилей. Назначение кабины состоит в создании
водителю нормальных условий работы. Кабина предохраняет его от атмосфер
ных осадков, ветра и солнца, жары и холода, пыли и загазованности, вибра
ций и шума.
Кабины тракторов и грузовых автомобилей представляют собой цельносвар
ной элемент. Обязательным элементом активной безопасности кабин являются
ГЛАВА 8. РАБОЧЕЕ И ВСПОМОГАТЕЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

277

стеклоочистители и стеклоомыватели. Также при проектировании кабин осо%
бое внимание уделяют снижению вибрации, действующей на водителя. Для
этого применяют как упругие элементы в подвеске кабины, так и специальные
пневмоэлементы в подвеске сиденья.
Кабина трактора Беларус 1221 травмобезопасная, с жестким каркасом из
гнутых фасонных профилей, с вклеенными тонированными сферическими стек%
лами. Крыша кабины используется в качестве аварийного люка, также на ней
размещаются вентиляционно%обогревательная система, панели управления
частью электрических приборов освещения и сигнализации, противосолнеч%
ный козырек, зеркала заднего обзора, радиоприемные устройства.
Пост управления трактором смонтирован справа от оператора с учетом ис%
пользования рукояток и на режиме реверса.
Крепление кабины к остову трактора осуществляется с помощью четырех
резиновых амортизаторов, которые обеспечивают снижение вибрации и тряски.
Хорошая обзорность обеспечивается большим передним, боковыми и зад%
ним застекленными окнами. В нижней части передней стенки кабины слева и
справа сделаны дополнительные смотровые окна. Для очистки переднего стек%
ла используются электрические стеклоочиститель и стеклоомыватель, для зад%
него стекла предусмотрен стеклоочиститель с ручным приводом. Для естест%
венной вентиляции крыша и заднее окно кабины могут открываться. В закры%
том положении они фиксируются зажимами, а в открытом — удерживаются с
помощью кулисного механизма. Заднее открытое окно можно зафиксировать
в двух положениях.
Приборы поддержания микроклимата в кабинах тракторов и автомоби
лей. В современных тракторах и автомобилях особое внимание уделяется ото%
плению, вентиляции и устранению запотевания стекол. Необходимые для это%
го каналы предусматриваются в самой конструкции кузова или устанавлива%
ются отдельно.
Например, в системе вентиляции и отопления кабины грузовых автомоби%
лей ГАЗ радиатор отопителя установлен на переднем щитке под панелью при%
боров. Люк для забора свежего воздуха, закрываемый крышкой, находится
перед ветровым стеклом. Вентилятор, приводимый в действие электродвига%
телем, подает воздух в радиатор отопителя.
Пройдя через радиатор отопителя, воздух нагревается, поступает в воздухо%
распределитель, из которого направляется по различным каналам для обогрева
кабины и обдува ветрового стекла. При открытой крышке внутреннего люка
создается рециркуляция воздуха, который циркулирует в пределах кабины.
Система кондиционирования воздуха служит для охлаждения и регулиро%
вания влажности воздуха в салоне кузова автомобиля.
В системе кондиционирования воздуха (рис. 8.24) вентилятор 3 нагнетает
наружный воздух и воздух из пассажирского салона в охладитель 4 через за%
борники 1 и 2, откуда воздух через люк 5 поступает в салон кузова. В охлади%
теле 4 теплота из воздуха поглощается охлаждающей жидкостью (фреоном)
при переходе ее в парообразное состояние. Пары охлаждающей жидкости из
охладителя поступают в компрессор 7, в котором сжимаются. Из компрессора
сжатые и нагретые пары подаются в радиатор 8. В радиаторе пары охлаждают%
278

КОНСТРУКЦИЯ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

ся потоком встречного воздуха и превраща+
ются в жидкость, которая стекает в бал+
лон 9. Из баллона жидкость через фильтр 10
вновь возвращается в охладитель 4. Пере+
пускной клапан 6 осуществляет автомати+
ческое регулирование хладопроизводитель+
ности системы кондиционирования возду+
ха, перепуская часть паров охлаждающей
жидкости в охладитель, минуя радиатор.
В системе кондиционирования воздуха
имеются два термостатических выключа+
теля. Один выключатель управляет пере+
пускным клапаном 6 в зависимости от тем+
пературы воздуха в охладителе, а другой
отключает привод компрессора при пере+
Рис. 8.24
охлаждении воздуха в охладителе.
Схема системы кондиционирования
Неисправности и техническое обслу
воздуха:
живание вспомогательного оборудования.
1, 2 — заборники; 3 — вентилятор; 4 —
Характерными неисправностями кабины
охладитель; 5 — люк; 6 — клапан; 7 —
компрессор; 8 — радиатор; 9 — баллон;
являются царапины, трещины, вмятины,
10 — фильтр.
пробоины, провисание дверей, нарушение
герметичности, повреждение стекол, повреждение внутренней обшивки, из+
нос или отслоение уплотнений дверей. В процессе эксплуатации тракторов и
автомобилей необходимо следить, чтобы уплотнители дверей, крыши, заднего
окна и других деталей кабины не отрывались от посадочных мест; периодиче+
ски проверять состояние крепления амортизатора кабины и не допускать ос+
лабления затяжки гаек на хомутах задних кронштейнов и болтов передних
кронштейнов кабины.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ

1.
2.
3.
4.

Что относится к вспомогательному оборудованию тракторов и автомобилей?
Перечислите обобщенные эргономические показатели качества машин.
Дайте общую характеристику кабинам тракторов и автомобилей.
Перечислите типы систем подрессоривания и дайте им сравнительную характе+
ристику.
5. Какое оборудование используется в кабинах тракторов и автомобилей для поддер+
жания микроклимата?
6. Кратко поясните принцип работы системы кондиционирования воздуха.

ГЛАВА 8. РАБОЧЕЕ И ВСПОМОГАТЕЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

279

ГЛАВА

ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ
ОТЕЧЕСТВЕННЫХ И ЗАРУБЕЖНЫХ
ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

В настоящее время наблюдается значительный рост номенк*
латуры выпускаемой сельскохозяйственной техники. Помимо отечественных
тракторов и автомобилей на российский рынок поставляется большое количе*
ство техники зарубежных производителей. Все автотракторные заводы и фир*
мы*изготовители активно занимаются совершенствованием и улучшением кон*
струкции выпускаемой техники.
Тенденции современного развития тракторных и автомобильных двигате*
лей характеризуются увеличением их мощности, снижением расхода топлива
и масла, уменьшением металлоемкости и токсичности отработавших газов,
повышением надежности и улучшением эксплуатационных качеств. Все это
достигается за счет совершенствования процесса сгорания; применения усо*
вершенствованных турбокомпрессоров с промежуточным охлаждением над*
дувочного воздуха; улучшения теплового режима работы двигателя; оптими*
зации геометрических параметров камер сгорания, положения свечи зажига*
ния; уровня и способа организации турбулизации заряда.
Сегодня подавляющее большинство двигателей оснащено электронным
управлением впрыска топлива. Специалисты фирмы Bosch (Германия), кото*
рая играет ведущую роль в разработке электронных систем управления двига*
телем, считают, что будущее за синхронизированной системой впрыска, обес*
печивающей топливом непосредственно каждый цилиндр в точно установлен*
ное время.
Давление впрыска топлива в современных дизелях достигает 180–200 МПа.
Это стало возможным за счет оснащения дизелей насос*форсунками и приме*
нения системы топливоподачи Common Rail.
В настоящее время очень актуальным вопросом является улучшение эко*
логических показателей двигателей. Работы по снижению токсичности отра*
ботавших газов идут в различных направлениях: совершенствование рабочего
процесса, которое в значительной степени связано с совершенствованием ка*
мер сгорания, методов распыления и распределения топлива; совершенствова*
ние дизельной топливной аппаратуры, в частности, применение электронных
систем управления двигателем; применение фильтров — уловителей твердых
280

КОНСТРУКЦИЯ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

частиц, систем рециркуляции отработавших газов, окислительных нейтрали3
заторов. Положительно сказывается на снижении содержания окиси углеро3
да, окислов азота и углеводородов в отработавших газах применение турбо3
наддува.
Положительный эффект снижения токсичности дизельных двигателей до3
стигается при реализации в них новых способов смесеобразования. К таким
способам относятся: организация вращательного движения воздушного заря3
да в камере сгорания, расположенной в поршне; применение предкамеры с
изменяющейся геометрией сопла и др. Рециркуляция отработавших газов пу3
тем их частичного перепуска из системы выпуска во впускной трубопровод
также является эффективным способом снижения окислов азота. Наиболее
радикальным способом уменьшения токсичности отработавших газов являет3
ся нейтрализация (обезвреживание) газов в системе выпуска.
Повышение коэффициента наполнения, а следовательно и мощности дви3
гателей достигается за счет оснащения их трех3, четырех3 и даже пятиклапан3
ными головками цилиндров. Привод клапанов осуществляется либо посред3
ством одностороннего рычага, либо гидрокомпенсаторами. Кроме того, двигате3
ли начинают оснащаться механизмами для регулировки фаз газораспределения
и механизмами, регулирующими величину подъема клапана.
В настоящее время актуальным стал вопрос поиска и применения альтер3
нативных источников энергии. Это природный газ, спиртовое топливо, водо3
род. Активно ведутся исследования по использованию биомасс (растительных
масел) в качестве исходного сырья для получения дизельных топлив.
Применяют также гибридные схемы, когда двигатель работает по дизель3
ному циклу, а воспламенение — от искровой свечи зажигания. Может также
применяться двойная система питания; при этом дизельное топливо служит
как запальное, а основное (альтернативное) подается в цилиндр двигателя вме3
сте с воздухом или впрыскивается в камеру сгорания с некоторым запаздыва3
нием по отношению к запальному топливу.
Основными путями совершенствования конструкции тракторных транс3
миссий являются: применение синхронизированных или гидромеханических
коробок передач с переключением под нагрузкой без разрыва потока мощно3
сти, использование электрогидравлического управления и применение одно3
или двухрычажного управления коробкой передач. Наибольшее распростра3
нение находят тракторы со всеми ведущими колесами.
Для снижения воздействия работы трактора и его систем на окружающую
среду помимо совершенствования процессов сгорания в двигателе активно ве3
дутся работы по снижению давления движителей трактора на почву. Это до3
стигается путем совершенствования шин тракторов, применением гусеничных
движителей. Также для снижения числа проходов трактора по полю разраба3
тываются новые компоновочные схемы тракторов для обеспечения совмеще3
ния технологических операций.
Рабочее давление в гидросистемах современных тракторов колеблется в
пределах 24–26 МПа. Значительно увеличилась грузоподъемность навесных
устройств. Увеличивается доля тракторов, серийно оснащаемых передним на3
весным устройством.
ГЛАВА 9. ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ ОТЕЧЕСТ. И ЗАРУБЕЖ. ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

281

Одной из главных тенденций развития современных тракторов является
широкое применение электроники для контроля, регулирования и управления
узлами и системами. По аналогии с автомобилями тракторы оснащаются бор2
товыми компьютерами, которые в зависимости от программного обеспечения
и конфигурации датчиков и исполнительных устройств обеспечивают контроль
за работой различных систем, оперативно реагируют на изменение в работе
той или иной системы и значительно облегчают работу оператору при управле2
нии машинно2тракторным агрегатом. Бортовой компьютер позволяет опреде2
лять такие параметры, как теоретическая и действительная скорости движе2
ния, буксование ведущих колес трактора, частота вращения коленчатого вала
двигателя и вала отбора мощности, площадь обработанной поверхности, рас2
ход топлива и др.
Для обеспечения эффективной работы трактора в агрегате с навесными
машинами широко используется электрогидравлическая система регулирова2
ния положения рабочих органов.
Некоторые тракторы имеют автоматическое электрогидравлическое вклю2
чение и выключение переднего ведущего моста. Также современные тракторы
оснащаются дисковыми тормозами с гидравлическим приводом.
В связи с увеличением транспортных скоростей современных тракторов
разрабатываются системы подрессоривания. Многие тракторы оснащаются не
только гидропневматической подвеской переднего моста, но и подвеской ка2
бины, а также регулируемой активной подвеской сиденья оператора.
Активно ведется работа по совершенствованию эстетического оформления
тракторов, комфортабельности и эргономики кабин, снижению уровня шума,
вибрации, обеспечению регулирования микроклимата.
Таким образом, современный трактор — это универсальное энергетическое
средство, оснащенное электрогидравлической системой, управляющей рабочим
процессом самого трактора, его агрегатами и системами, и технологическим
процессом агрегатируемых с ним сельскохозяйственных машин и орудий.
По каким же направлениям идет совершенствование конструкции совре2
менных автомобилей? Это прежде всего повышение топливной экономично2
сти, безопасности, улучшение экологичности и др.
Для производства грузовых автомобилей характерно увеличение выпуска
автомобилей большой грузоподъемности и более широкое использование ав2
топоездов, что позволяет снизить расход топлива на единицу транспортной
работы.
Снижение массы легкового автомобиля на 50–70 кг позволяет получить
экономию топлива на 2–3%.
Для снижения массы автомобиля проводят работы в трех направлениях:
поиск рациональных компоновочных решений; поиск рациональных форм
деталей; применение конструкционных материалов, обладающих малой плот2
ностью при обеспечении достаточной прочности.
Одним из широко распространенных в настоящее время компоновочных
решений является компоновка легковых автомобилей передним расположе2
нием двигателя и передними ведущими и управляемыми колесами. При такой
компоновке можно снизить массу автомобиля примерно на 10%, трудоем2
282

КОНСТРУКЦИЯ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

кость — на 13%, себестоимость — на 6% при одновременном улучшении устой0
чивости и управляемости, обеспечении оптимального использования объемов
автомобиля. Переднеприводная компоновка получила применение в автомо0
билях малого, среднего и большого классов.
Для грузовых автомобилей оптимальным компоновочным решением, по0
зволяющим значительно снизить массу, является размещение кабины над дви0
гателем. Наряду с сокращением базы примерно на 30% и улучшением исполь0
зования габаритной площади при такой компоновке может быть повышена
грузоподъемность.
Повысить топливную экономичность можно увеличением числа ступеней
коробки передач, что позволяет в эксплуатационных условиях выбирать пере0
дачу, наиболее соответствующую требованиям топливной экономичности.
Широкое применение находят автоматические бесступенчатые трансмиссии.
Активно ведутся также работы по улучшению аэродинамических форм легко0
вых и грузовых автомобилей.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Баловнев, В. И. Автомобили и тракторы : краткий справочник / В. И. Баловнев,
Р. Г. Данилов. — М. : Издательский центр «Академия», 2008. — 384 с.
2. Богатырев, А. В. Автомобили : учеб. пособие / под ред. А. В. Богатырева. — М. : Ко0
лосС, 2004. — 493 с.
3. Болотов, А. К. Конструкция тракторов и автомобилей : учеб. пособие / А. К. Болотов,
А. А. Лопарев, В. И. Судницын. — М. : КолосС, 2008. — 352 с.
4. Гребнев, В. П. Тракторы и автомобили. Теория и эксплуатационные свойства /
В. П. Гребнев, О. И. Поливаев, А. В. Ворохобин. — М. : КноРус, 2011. — 264 с.
5. Гребнев, В. П. Эффективность оборудования колесных тракторов тягово0догружаю0
щим устройством / В. П. Гребнев, А. В. Ворохобин // Тракторы и сельхозмашины. —
2009. — № 8. — С. 9–11.
6. Иванов, А. М. Основы конструкции автомобиля : учебник для вузов / А. М. Иванов,
А. Н. Солнцев, В. В. Гаевский [и др.]. — М. : За рулем, 2005. — 336 с.
7. Пат. 2297938 РФ, МПК7 В 62 D 53/04, В 60 D 1/00, А 01 В 59/04. Сцепное устройст0
во для соединения колесного трактора с прицепом / В. П. Гребнев, В. И. Панин,
А. В. Ворохобин (Россия). — № 2005138232/11 ; заявлено 08.12.2005 ; опубл.
27.04.2007, Бюл. № 12. — 5 с. : ил.
8. Пат. 2363598, РФ, МПК7 В 60 N 2/50. Активная подвеска сиденья транспортного
средства / О. И. Поливаев, А. Ю. Юшин, О. М. Костиков, Е. Н. Родин (Россия). —
№ 2008118046/11 ; заявлено 05.05.2008 ; опубл. 10.08.2009, Бюл. № 25. — 2 с. : ил.
9. Поливаев, О. И. Электронные системы управления бензиновых двигателей / О. И. По0
ливаев, О. М. Костиков, О. С. Ведринский. — М. : КноРус, 2011. — 96 с.
10. Поливаев, О. И. Тракторы и автомобили. Конструкция / О. И. Поливаев, В. П. Греб0
нев, А. В. Ворохобин, А. В. Божко. — М. : КноРус, 2010. — 256 с.
11. Поливаев, О. И. Сравнительные испытания МТА с тягово0приводными машинами /
О. И. Поливаев, О. М. Костиков, А. В. Ворохобин, О. С. Ведринский // Тракторы и
сельхозмашины. — 2009. — № 1. — С. 51–52.
12. Поливаев, О. И. Как улучшить тягово0сцепные свойства колесных тракторов /
О. И. Поливаев, В. П. Гребнев, А. В. Ворохобин // Сельский механизатор. — 2009. —
№ 5. — С. 6–7.
13. Поливаев, О. И. Эффективность использования тракторов John Deer серии 8520 в
сравнении с тракторами New Holland Т8040 / О. И. Поливаев, О. М. Костиков, А. В. Во0
рохобин // Техника в сельском хозяйстве. — 2009. — № 5. — С. 30–31.
ГЛАВА 9. ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ ОТЕЧЕСТ. И ЗАРУБЕЖ. ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

283

14. Поливаев, О. И. Снижение воздействия транспортной вибрации на операторов мо&
бильных энергетических средств / О. И. Поливаев, А. Ю. Юшин. — Воронеж : ФГОУ
ВПО ВГАУ, 2008. — 176 с.
15. Поливаев, О. И. Снижение динамических нагрузок в машинно&тракторных агрега&
тах / О. И. Поливаев, А. П. Полухин. — Воронеж : ВГАУ, 2000. — 197 с.
16. Поливаев, О. И. Упруго&демпфирующий привод на колесных тракторах / О. И. По&
ливаев, Н. Е. Гусенко, А. С. Дурманов // Механизация и электрификация сельско&
го хозяйства. — 1990. — № 3. — С. 11–12.
17. Тракторы. Конструкция/ И. П. Ксеневич, В. М. Шарипов, Л. Х. Арустамов [и др.] ;
под общ. ред. И. П. Ксеневича, В. М. Шарипова. — М. : МГАУ «МАМИ», 2001. —
821 с.
18. Тракторы NEW HOLLAND моделей Т 8010, Т 8020, Т 8030, Т 8040. Инструкция по
эксплуатации. — 432 с.
19. Тракторы JOHN DEER серий 8120, 8220, 8320, 8420 и 8520 (европейский вариант).
Руководство по эксплуатации. — 382 с.
20. Требования, предъявляемые к конструкции автомобиля // My Drive. — 2009. — № 3.
21. Тяжелый груз // ЭкспертАвто. — 2009. — № 5.
22. Чижков, Ю. П. Электрооборудование автомобилей : учебник / Ю. П. Чижков,
А. В. Акимов. — М. : За рулем, 2005. — 336 с.
23. Ютт, В. Е. Электрооборудование автомобилей : учебник / В. Е. Ютт. — 4&е изд.,
перераб. и доп. — М. : Горячая линия — Телеком, 2006. — 440 с.
24. Харитончик, Е. М. Снижение динамических нагрузок в трансмиссиях колесных
тракторов // Е. М. Харитончик, С. Т. Павленко, О. И. Поливаев // Механизация и
электрификация социалистического сельского хозяйства. — 1976. — № 3.
25. Забродский, В. М. Ходовые системы тракторов : (Устройство, эксплуатация, ре&
монт) : справочник / В. М. Забродский [и др.]. — М. : Агропромиздат, 1986. — 271 с.

284

КОНСТРУКЦИЯ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
Глава 1
Общие сведения о тракторах и автомобилях . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
1.1. Требования, предъявляемые к тракторам и автомобилям . . . . . . . . . . . . . . 6
1.2. Классификация тракторов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
1.3. Классификация автомобилей . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
1.4. Общее устройство тракторов и автомобилей . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
Глава 2
Двигатели внутреннего сгорания . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.1. Классификация и общее устройство автотракторных двигателей . . . . . . .
2.2. Основные понятия и определения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.3. Рабочие циклы четырехтактных двигателей . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.4. Рабочие циклы двухтактных двигателей . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

17
17
18
19
22

Глава 3
Устройство и работа механизмов и систем двигателей внутреннего сгорания . . . . . . . 24
3.1. Кривошипно)шатунный механизм . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
3.2. Газораспределительный механизм . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
3.3. Система питания карбюраторного двигателя . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
3.4. Система питания дизельного двигателя . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
3.5. Регуляторы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
3.6. Система питания двигателя с впрыском бензина . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80
3.7. Смазочная система . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
3.8. Система охлаждения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97
3.9. Системы пуска двигателей . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106
Глава 4
Электрооборудование тракторов и автомобилей . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109
Глава 5
Трансмиссии тракторов и автомобилей . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.1. Сцепление . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.2. Коробки передач . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.3. Промежуточные соединения и карданные передачи . . . . . . . . . . . . . . . .
5.4. Ведущие мосты . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.5. Трансмиссии зарубежных тракторов и автомобилей . . . . . . . . . . . . . . . .

126
131
138
159
165
182

Глава 6
Ходовая часть тракторов и автомобилей . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 200
Глава 7
Механизмы управления тракторов и автомобилей . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7.1.Рулевое управление колесных машин . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7.2.Механизмы поворота гусеничных тракторов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7.3. Тормозная система . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Глава 8
Рабочее и вспомогательное оборудование тракторов и автомобилей . . . . . . . . . . . . . .
8.1. Рабочее оборудование . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
8.2. Гидравлические навесные системы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
8.3. Способы регулирования положения
рабочих органов навесных машин . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
8.4. Догружатели ведущих колес . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
8.5. Позиционно)силовой регулятор . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
8.6. Система автоматического регулирования навески . . . . . . . . . . . . . . . . . .
8.7. Вспомогательное оборудование тракторов и автомобилей . . . . . . . . . . . .

208
208
223
228
243
243
257
268
270
271
273
277

Глава 9
Тенденции развития отечественных и зарубежных тракторов и автомобилей . . . . . . 280
ОГЛАВЛЕНИЕ

285

Олег Иванович ПОЛИВАЕВ,
Олег Михайлович КОСТИКОВ,
Андрей Викторович ВОРОХОБИН,
Олег Сергеевич ВЕДРИНСКИЙ
КОНСТРУКЦИЯ ТРАКТОРОВ И АВТОМОБИЛЕЙ
Учебное пособие
Издание четвертое, стереотипное
Зав. редакцией
инженернотехнической литературы И. В. Денисюк

ЛР № 065466 от 21.10.97
Гигиенический сертификат 78.01.10.953.П.1028
от 14.04.2016 г., выдан ЦГСЭН в СПб
Издательство «ЛАНЬ»
lan@lanbook.ru; www.lanbook.com
196105, СанктПетербург, пркт Юрия Гагарина, д.1, лит. А.
Тел.: (812) 3362509, 4129272.
Бесплатный звонок по России: 88007004071

Подписано в печать 04.12.24.
Бумага офсетная. Гарнитура Школьная. Формат 70×100 1/16.
Печать офсетная/цифровая. Усл. п. л. 23,40. Тираж 30 экз.
Заказ № 530241.
Отпечатано в полном соответствии
с качеством предоставленного оригиналмакета
в АО «Т8 Издательские Технологии»
109316, г. Москва, Волгоградский пркт, д. 42, к. 5.

a

б

в

г

д

е

ж

з

и

к

л

м

Ил. 1

Современные колесные и гусеничные тракторы:
а — ВТЗ2032А; б — Беларус1221; в — ХТЗ16131; г — ХТЗ150К09; д — К744Р; е — РТМ160,
ж — Агромаш90ТГ; з — Т5.01; и — ХТЗ150; к — ХТЗ181; л — ВТ150Д; м — Т130.

a

б

в

д

г

е

Ил. 2

Современные зарубежные тракторы:
а — Fendt Vario серии 800; б — New Holland ТМ190; в — Fastrac 3220; г — Valtra серия N;
д — John Deere серии 7030; е — Challenger MT875B.

a

б

в

г

д

е

ж

з

и

к

Ил. 3

Современные грузовые и легковые автомобили:
а — ГАЗ3309; б — ЗИЛ433110; в — КамАЗ53215; г — КамАЗ55111; д — УРАЛ4320;
е — МАЗ5516, ж — ВАЗ21701 (Приора); з — ВАЗ21213 (Нива); и — ГАЗ31105;
к — УАЗ315195 (Hunter).

Ил. 4

Разрез двигателя Д243:
1 — цилиндр; 2 — поршень с поршневыми кольцами; 3 — порш
невой палец; 4 — шатун; 5 — коленчатый вал; 6 — маховик;
7 — блоккартер; 8 — головка цилиндров; 9 — поддон; 10 — кла
паны; 11 — пружина клапана; 12 — распределительный вал;
13 — штанги; 14 — толкатель; 15 — шестерни привода распре
делительного вала; 16 — рубашка охлаждения; 17 — жидкост
ный насос; 18 — вентилятор; 19 — направляющая втулка кла
пана; 20 — шкив коленчатого вала.

Ил. 5

Схема системы Common Rail:
1 — топливный бак; 2 — насос высокого давления; 3 — фильтр;
4 — аккумуляторный узел высокого давления (рампа); 5 — дат
чик давления; 6 — электрогидравлическая форсунка; 7 — элек
тронный блок управления (ЭБУ); 8 — топливопровод низкого
давления; 9 — топливопровод высокого давления; 10 — система
датчиков.

Ил. 6

Полнопоточный фильтр центро
бежной очистки масла:
1 — корпус; 2 — выходной канал очи
щенного масла; 3 — входной канал не
очищенного масла; 4 — ось ротора;
5 — сопло; 6 — колпак фильтра;
7 — колпак ротора; 8 — отражатель;
9 — ротор; 10 — гайки.
Ил. 7

Тормозной двухсекционный кран:
1 — рычаг; 2 — упорный винт рычага; 3 — защитный чехол; 4 — ось ролика; 5 — ролик; 6 — толка
тель; 7 — корпус рычага; 8 — гайка; 9 — тарелка; 10, 16, 19, 27 — уплотнительные кольца;
11 — шпилька; 12 — пружина следящего поршня; 13, 24 — пружины клапанов; 14, 20 — тарелки
пружин; 15 — поршень малый; 17 — клапан; 18 — толкатель; 21 — атмосферный клапан; 22 — упор
ное кольцо: 23 — корпус атмосферного клапана; 25 — нижний корпус; 26 — пружина малого порш
ня; 28 — большой поршень; 29 — клапан верхней секции; 30 — следящий поршень; 31 — упругий
элемент; 32 — верхний корпус; 33 — опорная плита; I–IV — выводы.

Ил. 8

Схема бесступенчатой трансмис
сии Vario трактора Fendt:
1 — демпфер крутильных колебаний;
2 — планетарная передача; 3 — корон
ная шестерня; 4 — солнечная шестер
ня; 5 — водило планетарной переда
чи; 6 — гидронасос; 7 — гидромотор;
8 — суммирующий вал; 9 — переклю
чатель диапазонов движения.

Ил. 9

Пневматическая схема трактора К744Р:
1 — компрессор; 2 — осушитель воздуха со встроенным регулятором давления; 3 — ре
сивер регенерации; 4 — двухсекционный тормозной кран с рычагом; 5 — ускоритель
ный клапан; 6 — тормозной кран обратного действия с ручным управлением; 7 — кла
пан управления тормозами прицепа с однопроводным приводом; 8 — клапан управле
ния тормозами прицепа с двухпроводным приводом; 9 — головка соединительная типа
«А»; 10 — головка соединительная типа «ПАЛМ»; 11 — одинарный защитный клапан;
12 — кран слива конденсата; 13 — воздушный баллон; 14 — тройной защитный клапан;
15 — тормозная камера с пружинным энергоаккумулятором; 16 — тормозная камера;
17 — разобщительный кран; 18 — клапан контрольного вывода.

Ил. 10

Тормозная камера с пружинным энергоаккумулятором:
1 — корпус; 2 — толкатель; 3 — кольцо уплотнительное; 4 — труба;
5 — поршень; 6 — уплотнитель; 7 — цилиндр; 8 — пружина; 9 — винт;
10 — бобышка; 11, 15 — патрубки; 12 — шланг; 13 — упорное кольцо;
14 — фланец; 16 — мембрана; 17 — диск; 18 — шток; 19 — возвратная
пружина; I — подвод сжатого воздуха в рабочую камеру.

Ил. 11

Клапан управления тормозами прицепа с двухпроводным приводом:
1 — диафрагма; 2, 9, 11 — пружины; 3 — разгрузочный клапан; 4 — впускной
клапан; 5 — верхний корпус; 6 — большой поршень; 7 — тарелка пружины;
8 — регулировочный винт; 10 — малый поршень; 12 — средний поршень; 13 —
нижний поршень; 14 — нижний корпус; 15 — выпускное окно; I — вывод к
нижней секции тормозного крана; II — вывод к крану управления стояночным
тормозом: III — вывод к верхней секции тормозного крана; IV — вывод в тор
мозную магистраль прицепа; V — вывод к воздушному баллону.

Ил. 12

Клапан защитный тройной:
1 — корпус; 2 — крышка; 3, 12, 15 — клапаны;
4, 10, 17 — направляющие пружин; 5, 11, 16 —
диафрагмы; 6, 9, 18 — пружины; 7 — заглушка;
8 — регулировочный винт; 13, 14 — обратные кла
паны; 19 — тарелка пружины; 20 — направляю
щая; 21 — пружина обратного клапана; 22 — та
релка пружины; 23 — пружина клапана.

Ил. 13

Позиционносиловой
регулятор:
1 — правая крышка корпуса
регулятора; 2 — ходовая гай
ка гильзы; 3 — корпус регуля
тора; 4 — штуцер для подсое
динения рукава полости подъе
ма гидроцилиндра; 5 — запорный клапан; 6 — обратный клапан потока масла от насоса к полости
подъема гидроцилиндра; 7 — штуцер для подсоединения рукава полости опускания гидроцилиндра;
8 — маховичок управления клапаном приоритета; 9 — шарики винта золотника; 10 — винт управле
ния золотником; 11 — левая крышка корпуса регулятора; 12 — ходовая гайка винта золотника;
13 — резьбовое отверстие для подсоединения трубопровода от насоса (условно показано штриховыми
линиями); 14 — золотник; 15 — подвижная гильза; 16 — распорная пружина гильзы и золотника;
17 — резьбовое отверстие для подсоединения трубопровода от гидрораспределителя; 18 — стакан рас
порной пружины; 19 — винт управления гильзы; 20 — резьбовое отверстие для подсоединения трубо
провода слива (условно показано штриховыми линиями).

a

г

б

д

в

Ил. 14

Схема работы позиционносилового
регулятора:

а — принудительное опускание; б — транс
портное положение «нейтраль»; в — рабочее
положение «коррекция на подъем»; г — ра
бочее положение «коррекция на опускание»;
д — подъем в транспортное положение; 1 — ка
нал управления (подводится трубопровод от
гидрораспределителя); 2 — клапан приоритета; 3 — регулировочный винт клапана приоритета; 4 — ма
ховичок управления клапаном приоритета; 5 — канал слива; 6 — запорный клапан; 7 — обратный
клапан; 8 — нагнетательный канал (подводится трубопровод от гидронасоса); 9 — золотник; 10 — ка
нал, связанный с полостью опускания силового гидроцилиндра; 11 — гильза.