Сломать что-то на испытательном стенде — это всегда интересно. А если это «что-то» — колесные диски «ГАЗели», а испытательный стенд предназначен для проверки колес грузовика в круговом повороте, то ломать их вдвойне интересно. Но удастся ли их сломать?
Дела железные
Может показаться, что обод колеса — не такая уж сложная деталь. С одной стороны, это так, а с другой — нет. Производство колес требует определенной дисциплины: ошибки могут быть допущены в материалах, технологии и даже размерах. И последствия могут быть серьезными, ведь недаром говорят, что безопасность начинается с колес.
Даже если не принимать во внимание самое неприятное последствие установки некачественного диска (его разрушение, которое с большой вероятностью может привести к несчастному случаю), все остальные последствия также могут быть очень неприятными. Например, неправильное смещение приведет к более быстрому разрушению подшипников ступицы и нагрузке на другие компоненты шасси. Неправильная геометрия может нарушить правильный баланс диска и колеса в сборе, что также повлияет на срок службы подшипников ступицы, шин и некоторых других компонентов подвески.
Не менее важно и использование правильного металла. Слишком мягкий диск потребует слишком сильной затяжки гаек на шпильках (или болтах) ступицы, что не очень приятно. Особенно при безудержной прихоти некоторых наших водителей газелей загружать в машину четыре тонны всякого железа, от чего отверстия под шпильки становятся овальными. А еще диск может треснуть — все зависит от твердости металла и ошибок в его выборе при производстве диска.
Одним словом, от дисков зависит многое: комфорт, безопасность и срок службы других компонентов автомобиля, некоторые из которых стоят гораздо дороже, чем качественный диск. Поэтому мы выясним, какие диски можно считать качественными и какие из них можно смело ставить в «ГАЗель».
Их много, и они разные
Давайте начнем с определения того, какие диски мы будем использовать для эксперимента и как мы будем их тестировать.
У нас будут разные диски: как оригинальные, так и диски сторонних производителей. Но все они будут подвергнуты испытаниям. Никогда не знаешь, может быть, аналоги окажутся лучше оригиналов.
То есть первый комплект — диски, произведенные на одном заводе в Тольятти. Номер детали — 1051300182187387, размеры — 5 1/2J×16H2. Они будут работать в паре с дисками с номером A21R23-310101 производства ПАО «ГАЗ» BE PSHD (это оригинальные диски ГАЗ). Все диски — это диски «Газели». И мы проверим все эти диски на стенде.
Диски производства Тольяттинского завода
У нас есть только один испытательный стенд, для испытания колес грузовиков на круговых поворотах. Целью испытаний на стенде является проверка всех колес в соответствии с требованиями ГОСТ Р 53824-2010 (с изменением 1, 01.07.2013). В данном ГОСТе (его полное название «Транспортные средства автомобильные. Цельнолитые колеса. Технические требования и методы испытаний»), в разделе 6.5.2a «Испытания колес с неразборным ободом» приведены требования к испытаниям колес на изгиб с вращением. В соответствии с этими требованиями мы будем проводить испытания ободов. Что нам нужно сделать для достижения этой цели? Я не буду копировать весь ГОСТ (читать его гораздо скучнее, чем инструкцию к освежителю воздуха), его можно легко найти в Интернете. Кто зря тратит время, может сразу читать следующий абзац — там все описано по ГОСТ Р 53824-2010.
Итак, два диска альтернативного производства испытываются на максимальную нагрузку на колесо 1300 кгс (это максимальная нагрузка, указанная на диске). Два диска производства ПАО «ГАЗ» испытываются на максимальную нагрузку на колесо 825 кгс (это также максимальная нагрузка, указанная на колесе). Режим испытания — по ГОСТу: с двумя ступенями нагрузки. Изгибающий момент, приложенный к колесам из Тольятти, на первом этапе равен 429,52 кгсм, на втором этапе — 644,28 кгсм. Изгибающий момент, действующий на приводы ГАЗа, на первом этапе равен 273,405 кгсм, на втором этапе — 410,107 кгсм. Я не буду донимать вас расчетами этих усилий: это потребовало бы большого количества цифр, которые было бы слишком сложно подобрать. Я скажу лишь, что при расчете изгибающего момента необходимо учитывать максимальную статическую нагрузку на колесо, статический радиус шины и ширину обода.
Колесо производства ПАО «ГАЗ» BE PSHD
Согласно требованиям вышеупомянутого ГОСТа, минимально необходимая продолжительность испытания одного колеса составляет 600 000 циклов на первом этапе и 60 000 на втором этапе. Именно это мы и сделаем, но сначала необходимо затянуть диски на испытательном стенде. Момент затяжки имеющихся у нас гаек составляет 35 кгс см, после 10 000 циклов нагрузки мы затянем гайки до этого значения. На этом, по сути, тест заканчивается.
Что мы должны увидеть в результате теста? Нет, не так. Что мы не должны видеть? Это более правильно. Во-первых, мы не должны видеть усталостных трещин на компонентах диска. Если вы вдруг их увидите, это означает, что диск не соответствует требованиям ГОСТа и его установка на машину просто небезопасна. И, конечно, необходимо контролировать момент затяжки, который не должен снижаться более чем на 50% от первоначального значения. Это как раз и есть идеал. Давайте посмотрим, что приготовила для нас сырая жизнь.
По живому
Итак, первый этап. Первый диск (это был альтернативный серийный продукт) прошел 600 000 циклов нагрузки и не выдержал испытания. Согласно ГОСТ Р 53824-2010, диски после этого должны быть целыми — без трещин. Но они все равно появились на диске, на фланцевой части диска. В этом случае тест считается проваленным. Так, следует отметить, что момент затяжки гаек при испытании снизился лишь до 33-34 кгс см, то есть в пределах 5,8%, что при норме не более 50% (ГОСТ Р 53824-2010), показатель хороший — претензий нет. Если этот диск разрушится, фрагменты останутся на ступице. Правда, от этого никому не станет легче.
И ничего плохого нельзя сказать о диске производства ПАО «ГАЗ». Он выдержал в два раза больше циклов нагрузки — 1 200 000 — и не сломался. Это означает, что он не только прошел тест, но и показал коэффициент безопасности более 2. Конечно, с таким железным здоровьем было несложно поддерживать крутящий момент, который составлял 34-35 кгсм. Здесь вопросов нет, можно переходить ко второму этапу теста. Поставьте новые диски, попробуйте их применить и посмотрите на результаты.
Честно говоря, смотреть там особо нечего. Фланцевая часть диска из Тольятти также сломалась после 60 000 циклов нагрузки, разрушив хорошее отношение к дискам этого производства. А диск ПАО «ГАЗ» выдержал без трещин 120 000 циклов (мог бы и больше, но испытания были остановлены на этом количестве циклов) с тем же двойным коэффициентом безопасности. Хорошо для диска.
Оба диска показали хороший крутящий момент: одинаковые 33-34 кгсм у аналога и 34-35 у ГАЗа.
Не думаю, что есть необходимость в пространном заключении: если диски GAS были легко протестированы и показали двойной запас прочности, то неаналоговые диски провалили тесты. И буквально со взрывом — с разрушением фланцевой части. Жаль, что эти испытания не были экстремальными, но для простого соответствия ГОСТу: сбоев не должно быть вообще. Однако оказалось, что ставить тольяттинские диски не только вредно для автомобиля, но и просто опасно. Особенно если планируется использовать автомобиль на плохих дорогах (которых у нас гораздо больше, чем хороших) и с перегрузками (а обойтись без них многим не позволяет религия). Возможно, стоит пожалеть себя и свой автомобиль и не пожалеть денег на оригинальные газовые диски.
И ещё одна парочка
У нас есть еще два диска от альтернативного производителя в Ярославле. Я бы хотел, чтобы мы могли оценить и их, но для стенда нужно слишком много дисков (по два каждого образца), а у нас их нет. Поэтому мы отправим их в лабораторию для оценки геометрии (без испытательного стенда мы не получим объективных данных о долговечности дисков). Первое колесо имеет номер детали 0500091073704, и это аналог диска GAS 102-3101015-20. Второй диск от иностранного производителя — 05000997780, аналог GAS 102-3101015-01.
Диски изготовлены производителем в Ярославе.
В лаборатории были измерены следующие параметры: внешний вид сварного шва, глубина тиснения, расстояние от края спицы до сварного шва, длина сварного шва, параллельность фланцев обода, радиальное и осевое биение. Поскольку цифр очень много, я ограничусь цитатами из выводов доклада.
Первое колесо:
- Расстояние между краями спиц и длина сварного шва на колесе не соблюдаются. Это несоответствие снижает прочность и срок службы колеса.
Второе колесо:
- Длина сварного шва на колесе не была выдержана. Это несоответствие снижает прочность и срок службы колеса.
- Остатки сварочной проволоки неудовлетворительны и ухудшают внешний вид колеса.
- Неправильное биение и глубина запрессовки — вызывает вибрацию автомобиля..
Здесь, пожалуй, нечего комментировать. Оба диска не прослужат так долго, как оригинальные газовые диски, а второй диск будет трясти машину, потому что этот диск тоже бьется (для любителей цифр: биение не более 0,7 мм, стандарт для прототипа был 0,9 мм. Окончательное биение находится в пределах нормы).
Доедет или нет? Результаты испытаний
Как не вспомнить нашего дорогого Николая Васильевича Гоголя с его бессмертным:
«Смотри, — сказал один другому, — вот колесо! Как вы думаете, как это колесо, если бы оно приехало в Москву, доехало бы оно или нет?». «Будет». — ответил другой. «А до Казани, я думаю, не дойдет?». «Он не поедет в Казань» — ответил другой. На этом разговор был окончен.
После гоголевских мужиков мы заканчиваем разговор: они были правы. Возможно, неоригинальные диски, которые были протестированы и измерены в лаборатории, доедут до Москвы, но не до Казани. Хотя для Москвы в этом нет уверенности. Не экономьте на дисках, это обойдется дороже, даже если они дойдут до места назначения.
