В нашей стране рамные машины имеют большое число поклонников, которые приписывают им множественные достоинства и порой думают о них, как о чём-то неповторимо надежном, комфортном и удобном в эксплуатации. В основном, конечно, хвалят внедорожники, забывая, что еще недавно рамы были и у легковых машин. И частенько забывая о том, что рамы бывают не только лонжеронные. К числу достоинств рамных машин почти всегда относят и коррозийную устойчивость. Вот только насколько это утверждение соответствует действительности?
Я уже далеко не первый год пишу про особенности старения автомобилей, осматривая десятки экземпляров в год, исследую данные о ремонтах и эксплуатации самых разных машин. В подборку в том числе попадают и рамные автомобили, и у меня сложилось своё особое мнение о ключевых особенностях их эксплуатации. Порой оно резко отличается от принятого в среде фанатов рамных внедорожников, и я хотел бы поделиться своими размышлениями с вами.
Для начала хотел бы сказать, что я вижу много достоинств рамной конструкции. Особенно — в случаях вероятности возникновения экстремально высоких нагрузок на подвеску, серьезных усилий на тягово-сцепном устройстве и если производителю нужно иметь много вариантов кузова и колесной базы. К тому же рама позволяет реализовать много интересных конструктивных решений, позволяющих упростить обслуживание машины. Например, использовать полностью съемное оперение кузова или его сменные элементы, организовать полную виброразвязку кузова с агрегатами машины и воплотить в жизнь множество других полезных особенностей. Про недостатки в виде худших массо-габаритных параметров, сложностей с пассивной безопасностью и управляемостью фанаты рамных автомобилей обычно умалчивают, а конструкторский гений умудряется порой очень странно перемешать конструктивные особенности и сделать рамную машину максимально неудобной в определенных аспектах обслуживания или эксплуатации. Но это скорее частности, связанные с тем, что не всегда достоинства конструкции могут использовать полностью, а слишком буйная фантазия и плохие расчеты могут положить на колени любой проект. Что же, тем будет интереснее рассмотреть вопрос долговечности рамных легковых автомобилей в целом.
Фото: ToyotaНа внедорожниках, как и на обычных легковых машинах с рамной конструкцией последних 40 лет выпуска, рама обычно имеет сложную форму и закрытый профиль. Рамы сложной формы, но с открытым профилем, характерны для американских внедорожников 70-80х годов или для грузовых УАЗов. Во всяком случае, других таких примеров я не знаю. Толщина металла рамы закрытого профиля обычно находится в пределах 2-4 миллиметров, открытого — больше раза в полтора минимум. К тому же в местах повышенной нагрузки она обычно усилена косынками, что увеличивает ее толщину вдвое. В целом масса рамы не так велика, как могла бы показаться. Да и толщина её металла не настолько больше типовой толщины металла силовых элементов кузова автомобиля, чтобы говорить о сверхпрочности рамы и неуязвимости к коррозии.
Общая масса простой рамы стартует от 170 килограммов (например, у наших УАЗов), но у больших внедорожников она может достигать 300-400 килограммов.
Фото: autowp.ruУ целого ряда внедорожников, выпускавшихся в двухтысячные годы, рама крепится к кузову машины без подвижных вставок и даже может иметь подрамники. Также к раме обычно крепятся передний и задний бамперы, а также — буксировочное устройство.
Типовая рама внедорожников — лестничного типа. На этих автомобилях не применяли Х-образные рамы, но на современных моделях «проходимцев» лестничная рама часто имеет очень большую ширину в центральной части, и на некоторых моделях ее можно отнести к подвиду периферийной.
Фото: IsuzuСтарые внедорожники имели рамы достаточно простой формы, где у управляемых колес она сужалась, а в центральной части расширялась и снижалась относительно оконечностей. Классические Land Rover были созданы именно на такой раме, причем Defender, Discovery и Range Rover поначалу обходились унифицированной рамой очень простой формы с прямыми основными лонжеронами. Американские пикапы 1960-90-х обходились примерно такой же конструкцией. Но поскольку у современных машин обычно независимые подвески, то конструкция рам у них тоже серьезно отличается. Рамы этих машин «одноуровневые», без подъемов для мостов, зато для обеспечения требований по пассивной безопасности они имеют множество секций с изгибами, которые обеспечивают податливость при продольном ударе и позволяют сохранять прочность при нормальной нагрузке.
Характерный пример такой конструкции — рамы Land Rover Discovery третьего и четвёртого поколений. Концептуально они близки к интегрированным силовым элементам несущего кузова и на классическую лонжеронную раму похожи мало: у них почти нет прямоугольных сечений лонжеронов и прямых участков. Вся ее конструкция повторяет обводы нижней части кузова автомобиля классической компоновки и состоит из обособленных элементов подрамников передней и задней осей, соединенных центральными лонжеронами.
Отмечу, что у большинства внедорожников рама имеет выбитый прямо на ней номер и является номерным агрегатом.
Фото: Колёса.руОкраска столь важного элемента конструкции почти всегда хуже, чем непосредственно кузова автомобиля. Рамы загрунтованы и окрашены, но герметизацию швов и нанесение слоя антигравия на поверхности выполняют крайне редко, полагаясь на повышенную толщину металла. В итоге, если владелец не озаботился дополнительной защитой, косметические повреждения заметны уже на первом году эксплуатации машины.
В процессе эксплуатации рама подвергается достаточно специфическим нагрузкам. Помимо статической нагрузки от кузова и агрегатов, она испытывает значительные динамические перегрузки в узлах крепления подвесок и кузова, на нее действуют изгибающие моменты на скручивание из-за работы силового агрегата и скрещивания осей. При эксплуатации внедорожника по прямому назначению к этому добавляются еще удары рамой о грунт или воздействие на нее через точки крепления элементов защиты днища и агрегатов, динамические нагрузки от буксировки и многие другие виды перегрузок. В принципе, рама рассчитана так, чтобы их выдерживать, но со временем она стареет, причем скорость и особенности этого процесса зависят от того, в каких условиях эксплуатируется автомобиль и какие нагрузки ей приходится испытывать.
В большинстве случаев после 10-15 лет эксплуатации на раме начинают накапливаться эксплуатационные дефекты, связанные с коррозией и усталостью металла. В местах повышенных нагрузок и в местах, где сварные швы работают на изгибающихся элементах рамы, появляются трещины, которые сильно ускоряют разрушение металла. Накопление внутри полостей рамы грязи и продуктов коррозии сильно ускоряют разрушение конструкции. Если раму регулярно заливали водой, а вентиляционные и сливные отверстия в ней расположены неудачно, внутри может скопиться значительный объем воды. Причем для этого необязательно регулярно преодолевать броды: рама расположена низко, так что вода может попадать в полость просто из-под колес.
Что делать?
Рама простой формы неплохо поддается восстановлению. К сожалению, у современных автомобилей она не всегда такая, да и сварочные работы редко проводятся профессионально, то есть с учетом использованного в конструкции металла и соблюдения правил сварки такого рода материалов. В большинстве случаев в кузовных сервисах профессиональные сварщики не работают. Разумеется, сварка должна выполняться с тщательной очисткой рамы, с удалением мешающих агрегатов, зачастую — и со снятием кузова. А это достаточно большой объем дополнительных работ. И чтобы ими заниматься как можно реже, лучше подумать о максимально возможной защите рамы от коррозии.
Фото: greatyarmouthgarage.co.ukОбычные способы предохранения металла от ржавчины в виде очистки, грунтовки и окраски поверхности вполне применимы и к раме. Но есть нюансы: в ней слишком много закрытых полостей, косметической коррозии она не боится, да и заметить последнюю сложно. И при этом рама постоянно страдает от воды и грязи. Как следствие, способы её восстановления и защиты от коррозии отличаются от таковых для несущего кузова.
Промывка, тщательная очистка от грязи и окраска — основа любой антикоррозионной обработки. Внешние поверхности рамы стараются защитить традиционными способами. Если металл вычищен дробеструйной обработкой, лазером или аналогичным способом, не оставляющим на поверхности посторонний наносной слой, то стараются использовать прочные эпоксидные грунты, обладающие максимальной адгезией. При обычной пескоструйной обработке или механической зачистке приходится использовать кислотные грунты или специальные ремонтные эпоксидные составы. Поверх них часто наносится слой эмали.
При вторичных ремонтах может применяться и порошковая окраска, но для такого крупного элемента, как рама, она остается экзотикой. Чаще таким способом окрашивают сравнительно компактные концевые элементы, тяговые проушины, поперечины и кронштейны, которые стыкуются с рамой с помощью болтов или сварки и могут быть отделены для окраски.
Фото: daxstreet.comДаже сохраняя приличный внешний вид, рама способна быстро набирать грязь в скрытые полости. Поэтому родился способ её защиты от коррозии заполнением полостей большим количеством водоотталкивающего состава с высокой проникающей способностью, который останавливает развитие поверхностной ржавчины. В большинстве случаев это вспениваемые составы на масляной основе с восковой компонентой. А поскольку они требуются в больших объемах, то часто в целях экономии используют не профессиональные средства, а смеси масел, в том числе — отработанных, с отечественными составами для консервации, называемые обычно «пушсалом». Его наносят в разведенном или разогретом состоянии, буквально заполняя внутренние полости рамы. За счет поверхностного натяжения масла такой состав постоянно сохраняет слой консерванта не только на внутренней, но и на внешней поверхности рамы. Регулярная обработка распыляемыми проникающими составами повышает прочность наружного слоя и гарантирует хорошее качество защиты.
Поскольку рама почти не боится локального нагрева, то в её отношении могут применяться и технологии из разряда «горячих»: плазменная очистка и напыление слоя металла-протектора, локальное лужение, которые мало применимы к обычному тонкому кузовному металлу современных автомобилей.
Фото: Колёса.руТрадиционные пластичные составы для защиты кузова от пескоструя и ударов в случае с рамами не очень эффективны. Они скорее способствуют образованию карманов с повышенной влажностью, закрывают мелкие вентиляционные отверстия и в случае нанесения на недостаточно чистую поверхность обладают не очень хорошей адгезией. Однако в сочетании с прочными грунтами и при заводском нанесении они показывали неплохие результаты. Так, например, рамы пикапов и внедорожников GM обрабатывались пластичным парафино-восковым материалом, по фактуре схожим с битумом. И этот метод оказался очень эффективным, хотя и не применялся другими производителями. Возможно, потому, что подобные составы имеют ограниченный в семь-восемь лет срок службы, сохраняют повышенную липкость, пачкаются, и нанести поверх них слой такого же покрытия можно только после очистки. Или же потребуется дорогая полная зачистка до голого металла.
Из всех способов чаще всего применяют самый дешевый — с проникающими составами. Он не требует отделения кузова от рамы, и в то же время при регулярной обработке весьма эффективный. Заполнение полостей рамы консервирующим составом используется в основном для машин, которые много времени проводят в грязи и которые нет смысла тщательно мыть после каждой поездки.
Для рам, у которых основной проблемой является внешняя коррозия поверхности и повреждения проложенных по ней гидравлических элементов подвесок и тормозов, часто используют проникающие составы в сочетании с пластичными не застывающими композициями. Например, это достаточно распространённый способ обработки среди владельцев Toyota Land Cruiser 200. На внедорожниках, которые эксплуатируются по скалистым грунтам, этот метод тоже может показать неплохой результат.
Фото: autowp.ruРасшивка рамы с полной очисткой элементов и тому подобные способы применяются крайне редко. Дело в том, что рама слишком прочна для работ такого рода, после сварки она эту прочность полностью не восстанавливает, так что способы с очисткой внутренних полостей со вскрытием слишком дорогие и практически бессмысленны. При такой стоимости работ проще купить «бэушную» или даже новую раму без серьезной коррозии.
Сама возможность замены рамы — это тоже благо. Пусть и с заменой номерного агрегата, это всё равно предусмотренный регламентом обслуживания способ восстановления работоспособности автомобиля. Иногда более дешевый, чем серьезные сварные работы, и гарантирующий сохранение полной функциональности.
Напоследок хотел бы обратиться к тем, кто эксплуатирует рамные автомобили: не забывайте о том, что рама у вашей машины есть, и что она требует обслуживания. Её нужно промывать в конце сезона, осматривать, надо обновлять антикоррозийные составы внутри неё и на поверхности. Рамный автомобиль чуть выносливее машины с несущим кузовом, но у него есть ещё один узел, требующий регулярного контроля состояния.
