Беря на тест Subaru Impreza WRX, мы и представить себе не могли, чем все это закончится... Во время очередного старта с места (дело происходило на Дмитровском автополигоне) у японского автомобиля рассыпалась коробка передач. По счастью, на тот момент практически все основные замеры уже были произведены, и материал под названием «Слуги другого бога» все-таки смог встать в июльский номер. Но история на этом не закончилась. Несколько дней спустя из компании «У-Сервис» (именно там мы брали тестовый автомобиль) в редакцию пришел счет на 80 тысяч рублей. Чувствуя за собой правоту и справедливо предполагая, что причина поломки кроется отнюдь не в отсутствии навыков у ведущих экспертов Дмитровского полигона управлять транспортными средствами, редакция была вынуждена провести полноценную техническую экспертизу разрушенного агрегата...
Чтобы выяснить истинную причину поломки, поврежденные детали коробки передач (а именно ведущая и ведомые шестерни) были переданы в «Лабораторию по анализу разрушений и отказов деталей машин и механизмов в транспортно-дорожном комплексе Московского автомобильно-дорожного института» (ЛАРО-МАДИ). Исследования заняли около двух недель, и в конце концов папка с официальным экспертным заключением на двадцати четырех листах лежала в редакции. Кстати, огромный опыт специалистов, которым мы доверили проведение экспертизы (он подкреплен соответствующим техническим оборудованием), не позволяет усомниться в достоверности выводов, изложенных в этом официальном документе...
Так что же случилось с агрегатом культового японского автомобиля? Здесь и далее цитирую: «Выломаны под основание все зубья ведущей шестерни первой передачи. У ведомой (промежуточной) шестерни первой передачи выломано под основание три зуба, на части зубьев имеется деформация по вершинам». Версию, что причина поломки кроется в неправильной эксплуатации или плохом техобслуживании, эксперты отвергли сразу. «Износ поверхностей шестерен незначительный, что свидетельствует об эксплуатации КПП с достаточным количеством смазки и правильном зацеплении зубьев. Осмотр показал, что перегрева деталей, который бывает при отсутствии надлежащего уровня масла, не было». Причина оказалась скрытой более глубоко, и чтобы ее выяснить, пришлось изучать химический состав металла, определять твердость и исследовать с помощью микроскопов не только поверхности изломов, но и специально сделанные микрошлифы материала шестерен.
В результате этой глобальной работы специалисты пришли к выводу, что разрушение шестерен есть ни что иное, как «шиферный излом»! А его причиной, согласно «Атласу дефектов стали», является «повышенное содержание неметаллических включений, которые после прокатки расположены в виде строчек». Если говорить попросту, то это серьезный металлургический брак, причем брак неустранимый. Исследование металла шестерен под электронным микроскопом показало наличие в структуре стали большого количества оксидов, алюмосиликатов, сульфидов и других загрязнений. Кроме того, во впадинах между зубьями была обнаружена «трооститная корка толщиной до 16 мкм», что, по мнению экспертов, «снижает способность детали сопротивляться знакопеременным нагрузкам». В общем, с такими дефектами «долго не живут».
Честно говоря, наличие металлургического брака в продукции такой известной компании, как Subaru, настолько нас удивило, что мы обратились за разъяснениями в ее московское представительство. Но увы, на момент сдачи номера никаких комментариев по «шиферному» вопросу получено не было...
Шестерни должны выдерживать
Евгений Сперанский. Драйв-эксперт журнала ORD, испытатель отдела безопасности автомобилей НИЦИАМТ
Для начала – как это было... Двигатель Subaru WRX на низких оборотах «проваливается», поэтому, чтобы избежать потери времени на старте, я дал машине предварительный натяг с пробуксовкой сцепления и лишь затем рывок. Шестерни срезало мгновенно. Да, начало активного разгона с элементами пробуксовки по сцеплению, конечно же, дает большую нагрузку на трансмиссию, в том числе и на шестерни коробки передач. Но вся хитрость состоит в том, что в данном случае не они являются самым слабым звеном. И хотя нагрузка на валы в данный момент была очень высокой, сложно представить себе, что сумма моментов на колесах превысила возможности шестерен. По всем расчетам это невозможно.
На моей памяти были два случая, когда в похожей ситуации обрывало... сцепление. Да, диски не выдерживали, но коробка передач всегда оставалась в целости. Это заведомо достаточно прочный агрегат.
Металл болен неизлечимо
Татьяна Лихачева. Кандидат технических наук, доцент
Сейчас в Японии и на Западе широко применяется технология непрерывного литья. Она дает большую экономию средств, но при этом металл недостаточно полно очищается от различных загрязнений, шлаковых включений, которые могут располагаться в металле в виде строчек. И если это произошло, то потом уже никакая термообработка подобный дефект не исправит. Если специальной методикой «раскрыть» такой металл, то по своей структуре он будет напоминать старое выщербленное дерево. Никакой метод технологического или термического решения это уже не устранит. Такой металл болен неизлечимо. И соответственно, сделанная из него деталь скорее всего не выдержит расчетный срок эксплуатации...
Возвращаясь к неметаллическим включениям, надо заметить, что они появляются в результате неполной очистки металла в процессе плавки. Есть электродуговой переплав, есть переплав под слоем флюса (в результате чего металл очищается наиболее полно). Но это все дорогостоящие методы. А Запад сегодня идет по пути минимизации. Но минимизация минимизации рознь... Причем, как это ни удивительно, но металлургический брак наиболее характерен именно для японских автомобилей. Японцы, французы, и лишь потом идут все остальные. Кстати, с подобными дефектами в отечественных автомобилях к нам ни разу не обращались. Российский металл лучше. За все время работы я лишь в единичных случаях называла причиной поломки отечественного агрегата загрязнение металла посторонними включениями. Чаще это технологический брак. Но чтобы шел такой загрязненный металл как здесь, тем более в ответственной детали! А ведомая шестерня данной коробки передач – вообще один из самых загрязненных образцов, с которыми мы сталкивались. Мы даже предполагаем, что разрушение могло начаться не с ведущей шестерни. Скорее всего, выломался зуб у ведомой. Стоит ему попасть в зацепление, и он ломает остальное. А поскольку у ведущей шестерни зубья более слабые, они-то и приняли основной удар.
Экспертиза
При осмотре поверхностей разрушения с применением лупы и бинокулярного микроскопа МБС-10 на изломах не обнаружены металлургические дефекты типа пор, усадочных раковин и крупных неметаллических включений. Макропризнаки усталостного разрушения не установлены. Изломы хрупкие. Однако изломы имеют древовидный или шиферный характер, что является признаком загрязнения металла неметаллическими включениями.
Просмотром шлифов ведомой и ведущей шестерен до травления обнаружено загрязнение металла неметаллическими включениями: оксиды точечные до 4,5а балла; сульфиды до 1а балла по шкале ГОСТ 1778. Обнаружение большого количества включений на не травленных микрошлифах, резко выраженная полосчатость ведущей шестерни (не путать с волокнистой структурой) и подтверждение многочисленных неметаллических включений исследованиями на электронном микроскопе позволяют сделать вывод о том, что материал шестерен КПП несет в себе брак металлургического характера.
Шестерни КПП работают в условиях знакопеременных нагрузок, при которых могут развиваться усталостные трещины. Любые дефекты поверхности (неметаллические включения, поры, следы инструмента и др.) могут стать очагами зарождения усталостных трещин.
Выводы:
 |  |  |
Новый комментарий
Войдите на сайт чтобы получить возможность оставлять комментарии.