что такое механические хабы на внедорожник
ХАБы (колесные муфты) — Для чего они нужны?
ХАБы (колесные муфты) — Для чего они нужны?
В дословном переводе на русский, хаб – это ступица, то есть центральная часть колеса с отверстием для насадки на ось.
Любой любитель бездорожья понимает, что при возвращении из грязи на гладкий асфальт его полноприводное авто так и остается полноприводным, хотя никакой надобности в полном приводе уже нет.
Счастливые обладатели отключаемого полного привода могут возмутиться. Однако им можно напомнить, что при отключенном полном приводе передний мост, редуктор, полуоси, карданный вал и шестерни в раздаточной коробке вращаются без надобности. Их вращают передние колеса, которые бегут по асфальту. А это ведет к потере скорости, износу деталей и повышенному расходу топлива.
Для чего нужны хабы? Для того, чтобы избежать износа деталей автомобиля и уменьшить расход топлива. Колёсные хабы отключают передние колеса автомобиля от трансмиссии и от приводов переднего моста.
Виды хабов в автомобиле и их принцип работы.
Все колесные хабы необходимо разделить по принципу их работы и рассмотреть, чем они отличаются. Хабы бывают: ручные, автоматические (электрические, гидравлические, вакуумные) и механические автоматические.
Рассмотрим, как работает хаб. Он состоит из ведущей шлицевой втулки, подвижной шлицевой втулки, корпуса муфты. Вал ШРУСа входит в ведущую шлицевую втулку. Если хаб отключён, то подвижная шлицевая втулка не входит в зацеп с ведущей шлицевой втулкой. Это дает возможность корпусу муфты свободно вращаться вокруг ведущей шлицевой втулки. То есть привод отключён. Если мы поворачиваем ручку хаба и проводим включение муфты, то подвижная шлицевая втулка перемещается и соединяет корпус муфты с ведущей шлицевой втулкой. В результате таких действий создается возможность передавать крутящий момент колесу.
Ручные муфты свободного хода имеют большую надежность. Их ресурс сопоставим с ресурсом самой трансмиссии. К тому же они полностью исключают возможность самопроизвольного отключения. Ручными хабами оперирует водитель. Для этого ему необходимо переключить флажки на хабе в положение полного привода или заднего привода. Единственным их недостатком является необходимость покидать машину для их включения или выключения.
Принцип работы автоматического хаба вполне понятен: контролировать подключение колеса к полуоси из кабины при помощи какого-либо привода. Поэтому были изобретены электрический, гидравлический и вакуумный приводы для управления хабами. Автоматические хабы включаются и выключаются сами в тот момент, когда водитель включает передний мост в салоне либо кнопкой (в современных автомобилях), либо рычагом (в классических автомобилях).
Для включения такого автоматического хаба необходимо привести в действие полный привод автомобиля и тронуться с места. Для отключения – отключить передний привод и немного проехать в обратную сторону. Все очень просто и удобно, и не нужно вылезать на улицу, для того чтобы переключить, возможно, грязные переключатели.
Таким образом делаем выводы!
• снизить нагрузку на двигатель
• исключить износ элементов переднего моста в их отключенном состоянии
• уменьшить вибрацию и шум
• улучшить динамику автомобиля
• снизить расход топлива до 1.5л на 100км
• снизить расход трансмиссионного масла
• длительный срок эксплуатации
Рассмотрим установку на примере ручного хаба:
Что такое хабы на внедорожнике
Колесный хаб, известный еще под названием муфта свободного хода – это специальная конструкция, которую покупают владельцы внедорожников для своих автомобилей. Ее основное предназначение – отключить колеса от полуосей.
Традиционно внедорожник от других типов машин отличается тем, что он имеет привод на все колеса. В зависимости от модели джипа, привод может быть постоянным либо отключаемым. Во втором случае водитель самостоятельно решает, когда ему нужно ехать с полным или передним приводом.
Муфта свободного хода станет очень полезным приобретением, в том случае, если водитель управляет машиной с отключаемым приводом. Поскольку отключив полный привод, он не может обеспечить полноценное отсоединение от ступиц. Колеса цепляют их, в результате же во время езды и кардан, и полуоси не перестают вращаться. Из-за этого возрастает показатель потребления топлива, а также преждевременно изнашиваются дорогостоящие детали.
Виды хабов
На сегодня автовладельцы могут выбирать один из нескольких видов муфт для своего внедорожника. Первый из них – это ручная муфта свободного хода. Она эксплуатируется следующим образом. Чтобы включить или отключить такой хаб, водителю необходимо выйти из машины, повернуть переключать в нужное положение.
Хаб AVM для УАЗ Патриот
С одной стороны, не всем собственников джипов нравится такой принцип подключения муфты. С другой, они отлично демонстрируют такие свои положительные стороны, как надежность и долговечность.
На рынке автозапчастей и комплектующих представлены ХАБы разных производителей. Среди самых популярных стоит назвать такие марки, как AVM из Бразилии и WARN из США. Но неплохую конкуренцию им способны составить продукты, которые изготавливают не столь именитые марки. К числу последних можно отнести украинскую фирму «АмисА». Ее муфты произведены по новой запатентованной технологии, благодаря чему не подводят автовладельца даже в самых тяжелых условиях эксплуатации.
Второй вид колесных муфт – автоматические. Традиционно их ставят на заводах производители. Работают такие конструкции следующим образом.
При подаче крутящего момента на передний вал начинается вращение шрусов. Автоматические хабы тут же начинают свою работу, блокируя их. Для того чтобы вывести муфты и шрусы из зацепления, водителю необходимо остановить машину и выключить полный привод. После этого нужно сдать назад на несколько метров. Тогда муфта и ступица полностью будут выведены из зацепления.
Из плюсов такой конструкции выделяется простота ее работы для водителя. Ведь ему не нужно даже покидать салон. Однако на практике она не так надежна. Во время эксплуатации автоматического хаба быстрее изнашиваются некоторые детали. Кроме того, в некоторых ситуациях система может подвести. Так что любители гонок по настоящему бездорожью обычно выбирают муфты, которые нужно подключать вручную.
Третий вид – вакуумные. Их можно назвать более совершенными, чем автоматические либо ручные. Но и такие конструкции не лишены недостатков. Чтобы понять, какие у них есть слабые места, необходимо познакомиться с принципом их работы.
После подключения полного привода вступает в работу после соответствующего сигнала вакуумный насос. Он отсасывает из колесной муфты воздух. В результате она блокирует ступицу. Если же нужно отключить привод, то все работает с точностью до наоборот. После подачи воздуха хабы отсоединяются от ступиц.
Проблемы с вакуумными ХАБами возникают в том случае, когда нарушается герметичность сальников либо трубок. Тогда система может подкачивать грязь, воздух либо воду. В итоге колесные муфты работают неправильно. Изначально они перестают эффективно выполнять блокировку. Потом же конструкция вовсе не запускается.
Правильный выбор устройства
Чтобы автолюбитель не получил разочарование от конструкции, которая может выручить, а может и подвести на дороге, ее нужно правильно выбирать. Ориентироваться же необходимо на особенности эксплуатации автомобиля.
Если водитель много времени планирует проводить в поездках по реальному бездорожью, тогда ему стоит выбирать ручные хабы. Если же вы больше ездите по городу, тогда можно пользоваться автоматикой. Просто ее нужно чаще проверять на предмет износа. Вакуумные же конструкции производители сами устанавливают на все внедорожники последних лет. Так что можно просто пользоваться ими до выхода из эксплуатации.
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.
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.