Блоками цилиндров внедрение алюминия на автомобилях ГАЗ не ограничивалось - конструкторы быстро добрались и до агрегатов трансмиссии. О том, что мост ГАЗ-24 был изначально спроектирован и подготовлен к производству в варианте с алюминиевым картером, сказано в статье конструктора ГАЗа Бориса Акимовича Дехтяра, опубликованной изначально в журнале "Автомобильная промышленность", №9 за 1969 год, а также в описании конструкции автомобиля в "За рулём", №12 за 1968 год. Да и в первом каталоге запчастей, судя по некоторым деталям, показан именно мост с алюминиевым картером.
Хотя прямо это не указано, но остаётся лишь придти к выводу, что как минимум прототипы и часть из выпущенных в конце 1960-х годов двух с половиной сотен машин опытных партий должны были иметь алюминиевый (легкосплавный) картер заднего моста. Ставились ли такие мосты на самые первые серийные машины - остаётся вопросом, но в любом случае от использования алюминиевого сплава для этой детали очень быстро отказались.
Сразу сделаю замечание: в документации ГАЗа "картером моста" применительно к "разрезному" мосту называли его правую среднюю часть, в которой устанавливался дифференциал; левая часть именовалась "крышкой картера" и всегда была стальной.
Картер моста отливался из сплава АЛ-4 (ГОСТ 2685—63) - того же самого, который шёл и на картеры многих других агрегатов автомобиля; в тексте статьи он описан как "дешевый и доступный материал". За счёт этого удалось уменьшить массу моста на 6 кг, или 7% от массы чугунного (что не выглядит каким-то радикальным улучшением для оправдания столь радикального отхода от общепринятой технологии, если честно). В качестве обоснования необходимости облегчения приводился "весовой анализ задних ведущих мостов отечественных и зарубежных автомобилей" того же класса, который показал необходимость снижения веса моста автомобиля ГАЗ-24. В частности, в статье упомянуты данные по мостам автомобилей Chevrolet Chevy II и Mercury Comet 1963 года (кстати, судя по приведённым данным, у обоих мостов оказались слабые полуоси). Уменьшение веса моста должно было повысить плавность хода автомобиля и улучшить его управляемость за счёт снижения неподрессоренных масс. Конечно, другой вопрос - насколько это было бы заметно для конечного потребителя.
Картер отливался в кокиль и подвергался термообработке по режиму Т-6 (на максимальные прочностные свойства: закалка и искусственное старение). Особое внимание было уделено проработке технологии его изготовления, включая особенности формовки и сушки песчаных стержней (элементов литейной формы) - это позволило устранить такие дефекты, как образование трещин в отливке. Твёрдость термообработанных отливок составляла не менее 85 единиц по Бриннелю (HB), при нагрузке 1000 кг и шарике диаметром 10 мм.
Место, в котором в алюминиевый картер вставлялась стальная труба - кожух полуоси, усиливались надетым "на горячую" с натягом 0,12...0,26 мм стальным бандажом (рис. 1, 1). В тексте статьи говориться: "в местах запрессовывания в него кожухов полуосей", но это вероятно оговорка, так как "картером заднего моста" в документации ГАЗа называется только его правая часть, в которой установлен дифференциал; ответная часть именовалась "крышкой картера" и всегда была выполнена из стали, а кожух второй полуоси к ней приваривался (всё это подтверждается и последующим текстом самой статьи).
Запрессовывание кольца подшипника 2 при сборке моста также осуществлялось "на горячую", с нагревом картера до 95° С. После этого осуществлялась механическая обработка картера моста, при которой кольцо подшипника принималось за базу.
При той же температуре в 95° С осуществлялось и запрессовывание в картер моста кожуха полуоси, который дополнительно крепился при помощи трёх заклёпок 3, которые нагревались индукционным током и расклёпывались в горячем виде. Допуски по размерам алюминиевого картера были такими же, как и для чугунного. Изначально имелись опасения по поводу того, что алюминиевым мосты будут "звучать" на ходу из-за специфических акустических свойств сплава АЛ-4, но они не подтвердились на практике.
Едва ли не главной проблемой было обеспечение приемлемой жёсткости, с учётом того, что даже с термообработкой сплав АЛ-4 имел в 2,3 раза меньший модуль упругости по сравнению с ковким чугуном. Для этого были значительно усилены отдельные места отливки, например рёбра жёсткости (опорные бурты) в основании подшипников ведущей шестерни были утолщены с 8 и 7 до 10 и 8 мм. В конечном итоге удалось добиться равной общей жёсткости алюминиевого картера по сравнению с чугунным на ГАЗ-21. Также был увеличен размер "под ключ" головки болтов 4, стягивающих "половинки" моста - с 16 на 20 мм, а диаметр фланца крышки картера (левой половины моста) был увеличен так, чтобы удары о неровную дорогу приходились на крепкую стальную деталь, а не алюминиевый картер.
Стендовые испытания мост с алюминиевым картером переживал неплохо - его долговечность в режиме нагрузок, соответствующем максимальным эксплуатационным, составляла более 20 часов, в то время, как для чугунного - от 7 до 30 часов, что в реальной жизни соответствовало ресурсу более 300 тыс. км пробега. Но вот как он показал себя на практике, и удалось ли выдержать требуемое качество отливок после перехода к их массовому производству - вопрос открытый (хотя, с учётом отказа от этого материала, ответ на него можно себе представить).
Точно такая же конструкция моста из алюминиевого сплава описывается и в статье журнала "За рулём", №12 за 1968 год, из цикла, знакомящего советских автомобилистов с конструкцией готовившейся к производству новой "Волги". Как уже говорилось - отследить то, в какой момент от алюминиевого картера вернулись назад к чугунному, не удаётся. В сообщения информационной службы завода о внесении изменений в конструкцию автомобиля информация об этом не попала; можно лишь констатировать, что произошло это ранее августа 1971 года (и скорее всего намного ранее, вероятно ещё до начала крупносерийного производства).
Судя по технологической карте на алюминиевый картер (она закреплена в комментариях ниже), обеспечение приемлемого качества этой детали требовало ультразвукового контроля каждой отливки на наличие скрытых дефектов литья, а одну отливку из каждой партии предписывалось разбить для контроля качества. Разумеется, всё это вряд ли радовало производственников, как и наверняка немалый процент выявленного при таком тщательном контроле брака.
Следует отметить, что использование алюминия для картеров ведущих мостов до сих пор носит крайне эпизодический характер, в основном такое решение используется на лёгкой технике вроде квадроциклов. Хотя как раз во времена разработки ГАЗ-24 имели место немногочисленные примеры серийного использования мостов с алюминиевым картером, вроде очень редкого ныне моста W27, использовавшегося на "маслкаре" Oldsmobile 4-4-2 1970 года:
Из-за проблем с технологией изготовления, алюминиевые отливки картеров имели высокую пористость и при эксплуатации нередко трескались или даже разваливались под нагрузкой. Поэтому очень быстро опция W27 была сведена к алюминиевой крышке дифференциала на обычном чугунном мосту.
