Что такое механические хабы
Муфта свободного хода — хаб
Очередная частоподнимаемая тема в личке — что такое хабы? С чем их едят? Есть ли смысл их ставить? Как влияет лунный свет на рост телеграфных столбов? … ой простите, это не так часто спрашивают.
Хаб — муфта свободного хода. Основная цель хабов механически подсоединять или отсоединять колеса с полуосями, как правило на переднем приводу.
Существует два вида хабов — автоматические и ручные. Внешне их можно отличить по надписям «Automatic hub» — автоматические хабы.
На ручных хабах имеется две надписи замыкания и размыкания в ручную «Lock» и «Free» либо «4х4» и «4х2». Так же имеются хабы у которых переключатель выполнен в виде шестигранной головки и переключать можно, не запачкав руки, ключом.
Работа автоматического хаба
Чтобы замкнуть колесо с полуосью на автоматическом хабе достаточно подключить полный привод и проехать1-2 метра — автоматический хаб замыкает внутри себя механизм соединяющий колесо и шлицы полуоси. Для отключения автоматического хаба нужно остановиться, отключить полный привод, включить заднюю передачу и проехать назад 1-2 м. Но у автоматических хабов имеется минус — при попытке выехать из болота в «раскачке» они могут сами отключиться.
Работа ручного хаба надежнее автоматического и дает 100% замыкание колеса с полуосью.
Чтобы включить/замкнуть ручной хаб, нужно остановиться, выйти из машины и перевести переключатель хаба в положение «Lock» или «4х4», сесть в авто и подключить полный привод. Выключение, соответственно, выключить полный привод, выйти из авто и перевести переключатель хаба в положение «Free» или «2х4».
В основном хабы ставят на авто для подключения полного привода. На MPS, MMS и Challenger с их системой 4WD и AWD полного привода хабы ставят для разъединения полуосей от колес. Для чего же это нужно?! Нужно или нет это уже решать вам. А что происходит механически и на что это влияет попробую на пальцах объяснить.
Итак. Когда на МПСе нет хабов, что же происходит с вращениями и усилиями в узлах переднего моста: когда рукоятка раздатки в положении 2Н — передний кардан у нас не вращается, но вращается правая полуось, которая жестко соединена с колесом, от него же и получает вращение. Так же с правой полуосью соединена промежуточная полуось (внутренний приводной вал), которая так же вращается во время движения.
Левая полуось так же вращается во время движения жестко соединенная с колесом. А внутри дифференциала от левой полуоси вращаются сателлиты в свободном движении.
Но если поставить хабы, то мы можем разъединить колеса от полуосей, тем самым предотвращаем вращение левой полуоси с сателлитами и правой полуоси с промежуточной полуосью, тем самым облегчаем движение и нагрузку.
Плюсы данной манипуляции:
— теоретически увеличивается ресурс полуосей и шрусов (гранат);
— разгон немного улучшается/ускоряется и соответственно накат идет легче;
— расход топлива уменьшается до 1л. на 100км.
Минусы установки хабов:
— отсутствие возможности резко в нужный момент подключить полный привод при съезде с асфальта на бездор, при заезде на высокий бордюр, а главное зимой, когда трасса чередуется снежным переметом и сухим асфальтом и для безопасности требуется резкое подключение и отключение полного привода.
Хабы для MPS, MMS и Challenger
Технические характеристики хабов, которые подходят на наши авто:
— количество шлицов полуоси — 28 шт.
— диаметр расположения посадочных отверстий — 88 мм.
— количество крепежных болтов — 6 шт.
— длина муфты — от 59 мм.
Хабы, которые подходят по данным характеристикам и могут быть установлены на MPS, MMS и Challenger.
AVM-443 — ручные хабы
AVM-443HP — ручные усиленные хабы
AVM-943 — автоматические хабы
AISIN MB160940 — ручные хабы
ORA для MPS — ручные хабы
Superwinch для MPS — ручные хабы
АмисА для MPS — ручные хабы
Установка хабов
Снимаем защитную крышку фланца и стопорное кольцо полуоси.
Окручиваем болты флянца и снимаем фланец.
Устанавливаем хаб на полуось, ставим стопорное кольцо на место. Если имеется продольный люфт полуоси, то под стопорное кольцо подкладываем регулировочные шайбы уменьшив люфт до допустимого значения 0,4-0,7мм. И ставим крышку хаба.
Прикручиваем хаб к ступице (как правило удлиненные болты идут в комплекте) и устанавливаем нужное нам положение хаба.
Теперь имея полную информацию о муфте свободного хода — хаба, вы сами для себя можете решить нужно ли вам установка хаба либо нет, важнее для вас экономия пару долларов на 100 км либо уверенность и возможность резко справиться с непредвиденной ситуацией.
Назначение и принцип работы колесных хабов
Оказывается, что до сих пор некоторые владельцы внедорожников не знают, зачем нужны колесные хабы, а те, кто их установили не всегда понимают простоту их работы и механизма в целом, почему возникают ошибочные суждения. Например, одно из ошибочных суждений, это то, что нельзя ездить на включенных хабах, то есть, в положении 4х4. Можно! И даже нужно иногда, и ничего не будет ни трансмиссии, ни хабам.
Итак, основное назначение хаба – отключить колесо со ступицей от трансмиссии. То есть, при езде на заднем приводе не передавать с колеса крутящий момент на полуось, шестерни редуктора переднего моста, кардан и шестерни раздаточной коробки. Это позволяет уменьшить износ деталей, улучшить накат автомобиля, уменьшить трансмиссионный шум и даже сэкономить топливо. На дизеле хабы почти не дают экономии, а вот на бензинках у некоторых товарищей экономия доходит до 1,5 литров. Все зависит от размера колес и т.п.
Хаб имеет два положения: 4х2 и 4х4. Соответственно, «выключено» и «включено».
Механизм хаба достаточно прост: ведущая шестерня постоянно подключена к полуоси; ведомая шестерня подвижна относительно ведущей и подключена к ступице колеса.
В положении 4х2 шестерни не соприкасаются и вращаются отдельно друг от друга, тем самым не передавая момент ни с колеса на трансмиссию, ни с трансмиссии на колесо.
В положении 4х4 ведомая шестерня сдвигается на ведущую и фиксируется в этом положении. Никаких подвижных соединений в рабочем положении нет. То есть, в замкнутом положении все шестерни соединены и не подвергаются трению, только естественные люфты.
В выключеном положении ведущая шестерня неподвижна, а вот корпус хаба относительно ее подвижен. Чтобы уменьшить износ и увеличить срок службы хабов, в хабах РИФ предусмотрен латунный вкладыш. Это удорожает и усложняет производство но улучшает потребительские характеристики.
В качестве заключения еще раз напомню – не набивайте хабы густой смазкой. С завода хабы идут смазанными в том объеме, в котором это необходимо. Набив хаб смазкой вы можете оказаться в положении, когда загустевшая смазка будет мешать движению ведомой шестерни и она попросту не войдет в зацепление с ведущий. А вы, соответственно, окажетесь без полного привода. Например, в морозы…
Фото: Алексей Климов
Что такое хабы и с чем их употребляют (памятка и заметки на полях)
Странное дело, летом никто не спрашивает про муфты свободного хода — будто передний мост включают только зимой. Наступает зима и начинается… как узнать, работает хаб или нет? Как правильно хаб включать? А выключать? А как узнать, что он выключился? Постараюсь рассказать об этом.
Итак муфта свободного хода. Предназначена для механического подключения колеса к приводу. Наиболее распространены два вида: автоматические хабы и хабы с ручным включением (выключением). Определить их можно по внешнему виду. На первых как правило нанесена надпись «Automatic hub», на вторых в корпусе имеется переключатель режимов с надписями «Lock» — «Free». Автоматические муфты свободного хода получили свое распространение на кузовах WD21, R50 и R20. В отличие от автоматов других моделей внедорожников, наши отличаются кондовостью изготовления. Для начала определимся, как правильно ими пользоваться.
С муфтами ручного включения все просто… Перед включением переднего моста надо выйти из машины и ручками повернуть переключатель на торце муфты в положение «Lock». Для отключения… То же самое — выйти из машины и повернуть в положение «Free». Есть правила. При длительном торможении перед выключением необходимо пользоваться перчатками (муфты сильно нагреваются). Нельзя катать автомобиль с отключенными муфтами и включенным передним мостом в любых режимах.
С автоматическими муфтами свободного хода чуть сложнее, но тоже все просто. Инструкция по эксплуатации (я ее в глаза не видел :о)) предписывает делать процедуру подключения переднего моста на скорости не выше 40 км в час на Терранах с кузовами WD21 и на скорости не выше 80 км в час на Терранах с кузовами R20 и R50. Пониженная на всех включается на полностью остановленном авто. Это по инструкции. А как же в реале? Подключение хаба даже на небольшой скорости вызывает сильную ударную нагрузку на детали муфты. Совсем необязательно, что это сопровождается звуками удара, хрустом и скрежетом. Посему, для продления жизни хабов, и фрикционных колец в частности, я сам подключаю передок и всем рекомендую это делать на полностью остановленном автомобиле. Ведь если это происходит на бездорожье, то всегда есть возможность остановиться и посмотреть, куда ты едешь. В городе всегда найдется светофор на красном. Это про остановку. Далее про трогаться с места с включенным передним мостом. Делайте это по возможности плавно и на прямолинейном участке движения. Читая это, спросите, а чего тогда назвал наши муфты кондовыми? Объясняю… если состояние фрикционов Вашего хаба хорошее, то можете не обращать на этот бред никакого внимания. Но если совсем не хочется его ремонтировать, то почитайте.
Теперь чуть-чуть про звуки из хабов. Бывает, что после подключения передка из передних колес раздаются неприятные звуки. Они, как правило, бывают двух видов. Первые как будто переключаешь передачу на коробке передач без синхронизаторов — визжат металлические шестерни. Это признак повышенного износа внешних поверхностей колец. Вторые звуки — ритмичные лязгающие удары в переднем приводе. Признак недовключения муфты. В обоих случая ничего страшного не происходит. Просто остановитесь, выключите передок и повторите попытку. Недовключения муфт бывает вызваны избытком смазки в хабе, замерзшей смазкой в сильный мороз или просто неподходящая по густоте смазка.
Итак, хабы включены, машина едет, все хорошо. Немного людей знают, что с подключенным передком крайне не рекомендуется на вывернутых «до упора» колесах сильно газовать. Не все, кстати, знают, что удерживать руль в «упертом» положении дольше 7-ми секунд вредно. Дальше как правильно отключать передок. Заводом изготовителем предписывается остановиться, выключить перевести раздатку в положение 2Н и сдать назад от полуметра до 2 метров. После этого считать, что муфты разъединились и продолжать движение на заднем приводе. Возникает вопрос, как узнать, что морда отключилась? Вариантов три. Если дело происходит не на совершенно сухом асфальте, то можно тронуться с места и почувствовать, как гребут только задние колеса. Второй — тоже тест на чувство своего авто. При поворотах руля подключенный передок сильнее уводит машину. Третий — это попросить кого-нибудь из друзей взглянуть на приводы во время движения. Если они не крутятся, значит, муфты отключились.
Чем грозит езда с «part time» трансмиссией по сухому покрытию? Об этом много рассказывали и объясняли. В первую очередь это обусловлено отсутствием межосевого дифференциала — он у нас постоянно заблокирован. Таким образом, получаем в поворотах разные пути прохождения радиусов передними, задними внешними и внутренними (относительно поворота) колесами. Соответственно колеса должны крутиться с разной скоростью. На одной оси с этими бедами справляется дифференциал в мосту, однако относительно осей ничего нет. Получаем, что передний и задний карданные валы крутятся с одинаковой скоростью. Отсюда повышенные нагрузки на раздатку, шлицевое соединение переднего кардана, приводы колес. Проще говоря, катая по сухому, мы проверяем на прочность перечисленные узлы. Оно надо?
Сейчас немного о преимуществах и недостатках. Муфта, включаемая вручную, надежно подключает приводы колес. Она дает 100% гарантию, что в грязи, при раскачке машины у Вас не отключится передок. Это выбор настоящего любителя бездорожья. Достоинства данного типа перекрывают всего один недостаток — для включения/отключения колес необходимо выйти из машины, а машина не всегда стоит в чистом и теплом месте :о)
Муфты, подключаемые автоматически, не заставляют владельца покидать уютный и теплый салон, но на заезженных фрикционах есть шанс остаться с приводом только на задние колеса в грязной жиже. Не стоит забывать о том, что при неудачной попытке штурма горки, после скатывания вниз попой вперед не на передаче, у Вас практически стопроцентно отключены хабы. Изношенные хабы имеют тенденцию плохо и нечетко включаться. Однако я встречал мало обладателей автоматов, которые мечтали бы поставить себе муфты с ручным включением.
ХАБы на внедорожнике: минимизация нагрузки на автомобиль
В последнее время акценты престижности у обладателей автомобилей неуклонно смещаются в сторону внедорожников, некоторые модели которых ценятся выше, чем пресловутые Мерседесы и БМВ. Оно и понятно: солидное с виду авто, к тому же прекрасно приспособленное для наших дорог, которые человек из-за рубежа вряд ли отличит от бездорожья. Но есть у внедорожных транспортных средств и недостатки, особенно у тез, которые не могут похвастаться неотключаемым полным приводом. Впрочем, и у отключаемых при движении по трассе передний мост остаётся нагруженным – это касается и полуосей, и карданного вала, и редуктора, и раздатки. Все они вращаются «вхолостую», поскольку жёстко связаны с передними колёсами. Это увеличивает износ вышеназванных узлов и приводит к заметному росту расхода горючего. Данную проблему и призван решать ХАБ, который официально называется муфтой свободного хода.
Как выбирать ХАБы на внедорожник.
Для чего нужен ХАБ для внедорожника
Оказалось, для заднеприводных машин, которыми становятся внедорожники при отключении полного привода, имеется достаточно простое и элегантное решение, как отключить колёса от других узлов трансмиссии. Это и есть ответ на вопрос, что такое ХАБы на внедорожнике. Технически реализовать такую функцию не так уж сложно. Действительно, подобные попытки предпринимались достаточно давно. В частности, до Второй мировой войны года это можно было сделать вручную, используя обычный гаечный ключ. Безусловно, это было неудобно, поэтому поиски способов более лёгкого отключения переднего моста продолжались многими производителями полноприводных авто (большая часть которых к тому времени была сосредоточена за океаном).
И в 1948 году появилось муфта свободного хода, сконструированная известным новатором-изобретателем Альбертом Варном, которая позволила дать вторую жизнь армейским джипам, списанным после окончания военных действий. При использовании такого устройства никаких инструментов уже не требовалось – достаточно было повернуть в нужное направление крышку муфты, чтобы отключить или привести в действие обгонные эксцентрики. Неудивительно, что вскоре это недорогое, технически несложное и достаточно надёжное устройство было взято за основу многими автопроизводителями. Кроме американских компаний (Jeep, Ford, Chevrolet), изобретением заинтересовались японские автоконцерны – Toyota, Nissan, Mazda, Mitsubishi, Suzuki, а позже и корейские, а также автопроизводители из Старого Света.
Классификация ХАБов
В английском языке это слово имеет несколько значений, одно из которых – «ступица». И именно это значение и стало общеупотребительным в отношении муфты свободного хода, которую можно отключать вместе с полным приводом при поездках на трассах, не требующих увеличенного крутящего момента. Однако, несмотря на простоту идеи, способов её реализации было придумано немало. Но в настоящее время наиболее употребительными являются ХАБы трёх типов:
Рассмотрим принцип работы каждого из перечисленных ХАБов, их основные достоинства и имеющиеся недостатки.
Ручные ХАБы
Конструктивно это самые простые муфты, поэтому именно о них говорят, как о самых надёжных. Здесь блокирование ступицы осуществляется посредством шестерни, соединяющей колесо со ступицей. Шестерня вошла в зацепление – передний мост оказывается нагруженным, вышла из зацепления – передние колёса вращаются исключительно на подшипниках, не передавая усилий на полуось и далее по цепочке. Включив ручной ХАБ, вы получаете стопроцентную гарантию, что, вне зависимости от внешних условий, передний мост у вас не отключится. Выезжая под горку, вы можете не сомневаться, что, если двигатель с задачей не справится, передний привод не будет отключен, как это случается с ХАБами других типов.
Несмотря на надёжность, в настоящее время ручные муфты на серийные авто практически не устанавливаются, но оснастить свой внедорожник таким устройством можно и самостоятельно – данная процедура ненамного сложней, чем демонтаж колеса. Самыми известными производителями ХАБов с ручным переключением считаются бразильская компания AVM и американская WARN, хотя такие муфты делают и в Южной Корее, и в России, и на Украине. Понятно, что американские ХАБы самые качественные, но и стоят они намного дороже аналогов, хотя принцип действия у всех подобных устройств практически одинаков. В последнее время ручные муфты свободного хода приобрести становится всё сложнее, поскольку большинство производителей отдаёт предпочтение выпуску автоматических ХАБов, пользующихся гораздо большей популярностью. Основная причина такого пользовательского перекоса и является главным недостатком ручных устройств: для их включения/отключения необходимо останавливать автомобиль, выходить из него и вручную вводить муфту в зацепление, если вы собираетесь съехать из трассы на бездорожье, или проделывать обратную операцию при выезде на трассу.
На ХАБах, поставляемых из дальнего зарубежья, имеются две надписи: «Lock» и «Free». Первая обозначает жёсткое зацепление колеса со ступицей, и только после перевода муфты в этот режим можно включать полный привод. Если же предстоит движение по дороге с твёрдым покрытием, когда полный привод не нужен, его выключают, а чтобы снизить нагрузку на дифференциалы, переводят муфту в положение «Free». В последнем случае после длительной езды по бездорожью ХАБ может сильно нагреться, поэтому переключать его необходимо в перчатках или используя специальный ключ (некоторые производители включают его в комплект поставки).
Как мы уже писали выше, принцип работы ручных муфт заключается в использовании шлицевого соединения. Одна из шестерён жестко закреплена на полуоси, другая, подвижная – на ступице. Поворачивая переключатель ХАБа в положение «Lock», вы посредством мощной пружины передвигаете подвижную шлицевую втулку по направлению к внутренней неподвижной шестерне, вводя пару в зацепление. Поворачивая переключатель в положение «Free», вы проделываете противоположную операцию. Как видим, устройство действительно крайне простое, и потому очень надёжное – скорее всего, в процессе эксплуатации автомобиля вы будут вынуждены поменять ступицу, чем муфту. Разница между изделиями от вышеперечисленных производителей заключается в материалах изготовления и особенностях реализации базового принципа. В частности, в украинских ХАБах установлены две пружины, воздействующие на цилиндрические шпонки, в муфтах от других производителей используется одна пружина.
Автоматические ХАБы
Подавляющее большинство внедорожников, конструкция которых предусматривает наличие муфты свободного хода, комплектуются именно такими устройствами. Принцип работы автоматических ХАБов заключается в том, что при включении переднего привода крутящий момент начинает передаваться на передний кардан. Этот момент автоматическими муфтами улавливается по началу вращения шрусов, что является сигналом для осуществления блокировки муфты. Обратная операция осуществляется после выключения переднего привода. И хотя здесь не нужно покидать автомобиль и руками выводить шестерни из зацепления, для выключения муфты потребуется совершить ряд нестандартных действий:
Если просто отключить передний мост, передний кардан отключится от заднего, однако передний мост продолжит вращаться, приводимый в движение колёсами, с которыми он связан. Смена направления движения как раз и нужна для того, чтобы автоматика распознала, что шрусы начали вращаться в обратную сторону. Автоматическая работа ХАБа является его основным и, пожалуй, единственным серьёзным преимуществом. А теперь о недостатках:
Впрочем, те водители, которые уже испробовали езду на автоматической муфту, вряд ли захотят менять её на ручноё устройство, несмотря на его абсолютную надёжность. Ведь отключения ХАБа происходят нечасто, а выходить для этого из внедорожника – «не комильфо», особенно в непогоду.
Вакуумные муфты
Такие устройства считаются наиболее совершенными с технической точки зрения разновидностями автоматических ХАБов. Здесь их включение обеспечивается электроникой, реагирующей на включение полного привода. В последнем случае приводится в действие вакуумный насос. Используя разрежение, создаваемое во входном коллекторе, он отсасывает воздух по системе трубопроводов из муфты, что и становится причиной вхождения шестерни в зацепление и жёсткой блокировке колеса со шрусом. Если полный привод отключается, вакуумный насос нагнетает воздух в магистраль, воздействуя на подвижную шестерню в обратном направлении и выводя её из зацепления. Таким образом, принцип работы вакуумного ХАБа исключает необходимость изменения направления движения для выведения муфты из зацепления – здесь всё происходит автоматически.
Но и здесь имеется ряд недостатков. Во-первых, это существенно большая стоимость таких ХАБов. Во-вторых, самостоятельная их установка достаточно сложна, поскольку потребует внесения изменений в работу многих других узлов. В-третьих, надёжность таких устройств ещё меньше. чем у обычных автоматических муфт, поскольку работа вакуумного ХАБа зависит от герметичности соответствующих трубопроводов и сальников. По мере их износа в магистраль начинает попадать грязь, вода, давление вакуума постепенно падает, и в один не очень прекрасный момент вы просто не сможете включить/отключить муфту. То есть теперь вам придётся регулярно следить за состоянием трубопроводов и сальников, не допуская потери герметичности. Скорее всего, совокупность этих трёх недостатков и стала причиной малой востребованности вакуумных хабов.
Плюсы и минусы применения муфт свободного хода
Многие водители внедорожников не совсем хорошо представляют себе, зачем вообще нужны ХАБы. Поэтому остановимся подробнее на основных достоинствах и недостатках этих устройств:
Есть у этих устройств и очевидные конструктивные недостатки, которые пока устранить технически невозможно. Речь о том, что в некоторых ситуациях вы не сможете включить полный привод:
Так что решать, нужен ли вам ХАБ, придётся, взвесив все вышеназванные плюсы и минусы.
Нюансы выбора ХАБа для внедорожника
Но если вы твёрдо уверены, что для вашего автомобиля муфта свободного хода нужна, придётся решить другую дилемму: какое именно устройство предпочесть, ручное, автоматическое или вакуумное. Впрочем, играет роль и конкретная модель внедорожника – не для всех из них выпускаются ХАБы определённого вида. И всё же главный фактор, определяющий выбор – это условия эксплуатации автотранспортного средства. Если вы проживаете в сельской местности, и бездорожье для вас является основным способом передвижения, лучше отдать предпочтение ручным муфтам. Для городского жителя, достаточно редко выезжающего за пределы мегаполиса, лучшим выбором будут автоматическая муфта.