Щось трісне: як поводяться диски для ГАЗелі на стенді для випробування коліс

Щось ламати на випробувальному стенді — це завжди цікаво. А якщо «щось» — це диски для ГАЗелі, а стенд призначений для випробування коліс вантажних автомобілів на круговий вигин, то ламати подвійно цікаво. Тільки чи вийде їх зламати?

Справи залізні

Можна подумати, що диск колеса — не така вже й складна деталь. Це, з одного боку, так, з іншого — не зовсім. Виробництво дисків вимагає певної дисципліни: можна помилитися і з матеріалами, і з технологією, і навіть з розмірами. А наслідки можуть бути серйозними, адже не дарма кажуть, що безпека починається з коліс.

Навіть якщо не брати до уваги найбільш неприємний наслідок встановлення неякісного диска (його руйнування, яке з дуже високою ймовірністю призведе до ДТП), всі інші наслідки теж можуть добре засмутити. Наприклад, неправильний виліт призведе до швидшого руйнування маточинного підшипника і навантажить інші деталі ходової частини. Порушена геометрія може поставити хрест на правильному балансі диска і колеса в зборі, що теж позначиться на ресурсі і маточинних підшипників, і шин, і деяких інших деталей підвіски.

І не менш важливо використовувати правильний метал. Надмірно м’який диск потребуватиме занадто частого протягування гайок на шпильках (або болтів) маточини, що не дуже приємно. Особливо — з невгамовною тягою деяких наших газелістів занурити в машину чотири тонни різного заліза, від чого отвори під шпильки стають овальними. А ще диск може тріснути — тут все залежить від твердості металу і помилок при його виборі в процесі виготовлення диска.

Одним словом, від дисків залежить дуже багато чого: і комфорт, і безпека, і ресурс інших вузлів автомобіля, частина з яких коштуватимуть набагато дорожче за якісний диск. Тому зараз ми і будемо з’ясовувати, які з дисків можна вважати якісними і які з них можна сміливо ставити на ГАЗель.

Їх багато, і вони різні

Почнемо з того, що з’ясуємо: які саме диски ми візьмемо для експерименту і як ми будемо їх випробовувати.

Диски у нас будуть різні: і оригінальні, і сторонніх виробників. Але випробування проходитимуть усі. Хіба мало, може, аналоги виявляться кращими за оригінал?

Отже, перший комплект — диски виробництва одного Тольяттинського заводу. Номер деталі — 1051300182187387, розмірність — 5 1/2J×16Н2. У пару до них підуть диски з номером А21R23-310101 виробництва ПАТ «ГАЗ» БЕ ПШД (це оригінальні газовські диски). Усі диски — «газелівські». І всі ці диски ми перевіримо на стенді.

Диски виробництва Тольяттинського заводу

Стенд у нас використовується один — для випробування коліс вантажних автомобілів на круговий вигин. Завдання перевірки на стенді — перевірити всі диски за вимогами ГОСТ Р 53824-2010 (зі зміною 1 від 01.07.2013). У цьому ГОСТі (його повна назва «Автомобільні транспортні засоби. Колеса нерозбірні. Технічні вимоги та методи випробувань») у пункті 6.5.2а “Випробування коліс з нерозбірним ободом” викладено вимоги до випробувань коліс під час вигину з обертанням. Відповідно до них ми і будемо випробовувати диски. Що для цього треба буде робити? Я не буду тут копіювати весь ГОСТ (читати його набагато нудніше, ніж інструкцію на освіжувачі повітря), кому цікаво — його можна легко знайти в Мережі. Кому шкода свого часу, можете одразу читати наступний абзац — там усе описано відповідно до ГОСТу Р 53824-2010.

Отже, два диски альтернативного виробництва перевіряємо з розрахунку максимального навантаження на колесо 1300 кгс (це максимальне навантаження, зазначене на колесі). Два диски виробництва ПАТ «ГАЗ» випробовуємо з розрахунку максимального навантаження на колесо 825 кгс (це теж максимальне навантаження, зазначене на колесі). Режим випробувань — за ГОСТом: з двома ступенями навантаження. Згинальний момент, що прикладається до дисків з Тольятті, на першому ступені дорівнює 429,52 кгсм, на другому — 644,28 кгсм. Згинальний момент, що прикладається до дисків ПАТ «ГАЗ» на першій сходинці, дорівнює 273,405 кгсм, на другій — 410,107 кгсм. Не втомлюватиму вас розрахунками цих зусиль: потрібно буде наводити дуже багато чисел, які буде занадто важко сприймати. Скажу тільки, що для розрахунку згинального моменту потрібно враховувати максимальне статичне навантаження на колесо, статичний радіус шини і виліт обода.

Як того і вимагає вищеназваний ГОСТ, мінімально необхідна тривалість випробування одного колеса на першому ступені становить 600 000 циклів, на другому — 60 000 циклів. Так і будемо чинити, але спочатку диски на стенді потрібно затягнути. Момент затягування гайок у нас 35 кгсм, і після 10 000 циклів навантаження будемо підтягувати гайки до цього значення. Загалом, на цьому все.

Що ми в результаті випробувань маємо побачити? Ні, не так. Чого ми не повинні побачити? Так буде правильніше. По-перше, ми не повинні побачити втомних тріщин в елементах диска. Якщо раптом вони з’являться, отже, диск не відповідає ГОСТу, і ставити на машину його просто небезпечно. І, звісно ж, треба буде контролювати момент затягування, який не повинен падати більш ніж на 50% від початкового значення. Це в ідеалі. Подивимося, з чим нас зіштовхне суворе життя.

По живому

Отже, перший ступінь. Перший диск (це була продукція альтернативного виробництва) пройшов 600 000 циклів навантаження і випробування не витримав. Згідно з ГОСТ Р 53824-2010, після цього диски повинні залишатися цілими — ніяких тріщин. А вони на диску все-таки з’явилися, на його фланцевій частині. У цьому разі вважають, що випробування провалено. При цьому варто зауважити, що момент затягування гайок під час випробувань падав тільки до 33-34 кгсм, тобто в межах 5,8%, що при нормі не більше 50% (ГОСТ Р 53824-2010) показник хороший — тут претензій немає. Якщо диск цей розвалиться, його уламки все ж залишаться на маточині. Щоправда, легше від цього нікому не стане.

А ось про диск виробництва ПАТ «ГАЗ» нічого поганого сказати не можна. Він витримав удвічі більшу кількість циклів навантаження — 1 200 000 — і не тріснув. Тобто не тільки пройшов випробування, а й показав коефіцієнт запасу понад 2. Звичайно ж, з таким залізним здоров’ям йому було неважко зберегти і момент затягування, який становив 34-35 кгсм. Тут питань немає, можна проходити другий ступінь випробувань. Ставимо нові диски, намагаємося їх зламати, дивимося результати.

Якщо чесно, дивитися тут особливо нічого. Фланцева частина диска з Тольятті після 60 000 циклів навантаження теж тріснула, чим зруйнувала добре ставлення до дисків цього виробництва. А диск ПАТ «ГАЗ» витримав без тріщин 120 000 циклів навантаження (може, витримав би і більше, але випробування припинили на цій кількості циклів) з таким же подвійним коефіцієнтом запасу. Молодець диск.

Момент затягування обидва диски показали хороший: ті ж 33-34 кгсм у аналога і 34-35 — у ПАТ «ГАЗ».

Думаю, немає необхідності робити якийсь довгий висновок: якщо газівські диски легко пройшли випробування і показали подвійний запас міцності, то диски неоригінального виробництва ці випробування провалили. Причому буквально з тріском — з тріском фланцевої частини. Прикро, що випробування були не якісь екстремальні, а на просту відповідність ГОСТу: тут узагалі жодних помилок бути не повинно. Однак вийшло, що ставити диски з Тольятті не тільки шкідливо для машини, а й просто небезпечно. Особливо якщо в планах є експлуатація машини на поганих дорогах (яких у нас набагато більше, ніж хороших) і з перевантаженням (а без них багатьом їздити не дозволяє релігія). Напевно, варто пожаліти і себе, і машину, і не пошкодувати грошей на оригінальні газовські диски.

І ще одна парочка

У нас є ще два диски від альтернативного виробника з Ярославля. Хотілося б їх теж якось оцінити, але для стенду потрібно занадто багато дисків (по два примірники кожного зразка), а у нас стільки немає. Тому просто віддамо їх у лабораторію на оцінку геометрії (без стенда отримати об’єктивні дані про міцність диска не вийде). Перше колесо має код деталі 0500091073704 і це — аналог газівського диска 102-3101015-20. Другий диск стороннього виробника — 05000997780, аналог ГАЗ 102-3101015-01.

Диски від виробника з Ярославля

У лабораторії вимірювали такі параметри: зовнішній вигляд зварних швів, глибину запресовування, відстань від краю спиці до шва, довжину зварного шва, паралельність полиць обода, радіальне і торцеве биття. Оскільки цифр дуже багато, обмежуся цитатами з висновків звітів.

• Не витримані відстань від краю спиці і довжина зварного шва колеса. Ця невідповідність знижує характеристики міцності та ресурс колеса.

• Не витримана довжина зварного шва колеса. Ця невідповідність знижує характеристики міцності і ресурс колеса.
• Залишки зварювального дроту — це незадовільний зовнішній вигляд колеса, травмонебезпечно.
• Не витримано радіальне биття і глибина запресовування — призводить до вібрації автомобіля .

Напевно, тут щось коментувати необхідності немає. Обидва диски не служитимуть так довго, як це можуть оригінальні газівські диски, а з другим диском машину буде ще й потрушувати — цей диск ще й б’є (для любителів цифр: норма радіального биття — не більше 0,7 мм, у зразка вона склала 0,9 мм. Торцеве биття в норму вклалося).

Доїде чи ні?

Ну як тут не згадати дорогого нашого Миколу Васильовича Гоголя з його безсмертним:

«Бачиш ти, — сказав один іншому, — он яке колесо! Що ти думаєш, доїде те колесо, якби трапилося в Москву, чи не доїде?». «Доїде», — відповідав інший. «А в Казань-то, я думаю, не доїде?». «У Казань не доїде», — відповідав інший. Цим розмова і скінчилася.

Слідом за гоголівськими мужиками закінчуємо розмову і ми: вони все правильно сказали. Неоригінальні диски, які взяли участь у випробуваннях і пройшли вимірювання в лабораторії, до Москви, може, і доїдуть, а до Казані — ні. Хоча щодо Москви — це теж не точно. Економити на дисках точно не варто — обійдеться дорожче, навіть якщо вони раптом і довезуть до місця призначення.