Механические хабы, что это такое – муфта свободного хода переднего подключаемого моста
Автоэлектрик
Что такое хабы?
Колесный ХАБ
Муфта свободного хода или колесный ХАБ — это специальное приспособление, предназначенное для отсоединения колеса от полуосей. Основным отличием внедорожника от любого другого автомобиля является привод на все колеса. Привод бывает постоянным или отключаемым, то есть водитель пожеланию может включать или отключать привод на передний мост.
Для внедорожных автомобилей с отключаемым приводом колесный ХАБ является очень полезным добавлением. Так как даже при отключенном полном приводе колеса все равно находятся в зацеплении с полуосями, и соответственно при езде вращаются и полуоси, и кардан. Это приводит к износу деталей и повышенному расходу бензина. Колесные ХАБы бывают двух видов:
ручной ХАБ
автоматический ХАБ.
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.
Для включения или отключения ручного ХАБа необходимо выйти и руками повернуть переключатель на торце муфты в соответствующее положение.
Для включения автоматического ХАБа нужно включить полный привод и тронуться. Для отключения — отключить передний привод и проехать примерно один метр задним ходом.
Ручные муфты свободного хода очень надежны и полностью исключают самопроизвольное отключение. Единственным их недостатком является необходимость покидать машину для их включения/выключения.
Основным достоинством автоматических муфт свободного хода является, конечно, их полностью автоматическое включение, но при этом они менее надежны чем ручны и существует вероятность их отключения, например, при попытке выехать «враскачку» из грязи. Поэтому для серьезной внедорожной езды рекомендуются ручные ХАБы
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.
В автомобилях типа Kia Sportage-1, Opel Frontera, Nissan Patrol и т.п. отсутствует межосевой дифференциал. Крутящий момент с коробки передач через раздаточную коробку передаётся в соотношении 50/50 на задний и передний мост только после жесткого зацепления карданных валов между собой. Далее момент переходит через передний карданный вал на передний межколесный дифференциал, который распределяет крутящий момент на ШРУСы, которые вращают ступицу колеса. Для того чтобы колеса вращались вместе с ШРУСами в ступицу переднего моста устанавливают муфты свободного хода (хабы). Хабы осуществляют жесткую механическую блокировку колес с ШРУСами.
При езде автомобиля по нормальным дорогам целесобразно отключать полный привод и хабы, чтобы колёса вращались свободно. В результате существенно улучшается «накат автомобиля» и сокращается расход топлива.
На внедорожниках обычно устанавливаются хабы трех типов:
1) Ручные;
2) Автоматические;
3) Вакуумные.
1 — Ручными хабами с завода машины комплектовались редко, хотя на сегодняшний день именно ручные хабы наиболее надёжны. Они имеются в свободной продаже и возможность ими заменить свои не составляет проблем.
В настоящее время существует несколько фирм-производителей муфт свободного хода (хабов) с ручным включением (выключением). Наиболее распространенные — это уже хорошо известные муфты торговых марок WARN (США) и AVM (Бразилия). И только недавно на рынке впервые появились изделия молодой, но уже неплохо себя зарекомендовавшей торговой марки «AмиcA» (Украина).
Чем же интересны колёсные муфты «AмиcA» по сравнению с уже существующими брендами, что заставляет владельца внедорожника остановить свой окончательный выбор именно на изделиях этой фирмы?
Во-первых, это их несомненная надежность. Муфты имеют совершенно новую запатентованную конструкцию, обеспечивающую им 100% гарантию включения/выключения в тяжелых условиях эксплуатации. Нетребовательность к виду смазки и к её количеству, чёткость включения-выключения, использование легированных сталей (в зарубежных изделиях корпус для облегчения изготовлен из силумина, материала легкого, но механически ненадежного), подшипников качения и полноценных сальников при производстве хабов делает их достойными конкурентами с существующими импортными аналогами. В случае необходимости данные муфты, в отличие от существующих колёсных хабов, позволяют в любых полевых условиях произвести их диагносту и ремонт, за счет использования унифицированных отдельных узлов (подшипников, сальников). Узел включения хабов “AмиcA” надежно защищен от попадания воды во внутреннюю часть, в то время как этот узел в ручных муфтах остальных производителей является их самым уязвимым местом, способствуя свободному проникновению воды в корпус муфты, что резко сокращает срок эксплуатации муфты и ступичного подшипника колеса автомобиля.
Кроме того, на все производимые ступичные муфты свободного хода «AмиcA» даётся полная гарантия сроком 12 месяцев независимо от пробега автомобиля. Это обозначает, что при возникновении любых проблем при эксплуатации муфт они ремонтируются или заменяются на новые за счёт производителя с продлением гарантии. Это говорит о наличии отлично налаженной сервисной службы по технической поддержке выпускаемой фирмой «AмиcA» продукции. На зарубежные аналоги такая гарантия в Украине не предоставляется.
Немаловажным фактором при выборе ручных муфт для своего «боевого коня» является их стоимость. В этом плане ручные муфты «AмисA» успешно конкурируют с аналогами, ведь их цена значительно меньше зарубежных изделий (примерно на 30-35%).
Все предлагаемые комплекты муфт к разным маркам внедорожников содержат полный набор крепежных болтов, что далеко не всегда обеспечивают их зарубежные собратья.
Проведенные полевые испытания ручных муфт (хабов) в условиях тяжелого бездорожья весенних Карпат показали их способность работать с большими критическими нагрузками, не боясь ни вязкой глины, ни весеннего паводка.
В заключение можно с уверенностью сказать, что ручные муфты «AмиcA» не только не уступают по своим эксплуатационным параметрам продукции зарубежных аналогов, но и во многих случаях превосходят их.
В любом случае, остановив свой выбор на муфтах свободного хода «AмиcA», Вы имеете 100%-ю гарантию уверенной езды по бездорожью, не боясь выхода из строя этого столь важного для полного привода узла.
Рассмотрим классическое устройство ручного хаба:
Вал ШРУСа с помощью шлицевого соединения входит в ведущую шлицевую втулку (3) хаба. В отключенном состоянии подвижная шлицевая втулка (2) находится слева (по рисунку) и не входит в зацепление с ведущей шлицевой втулкой, что даёт возможность корпусу муфты (1) свободно вращаться вокруг ведущей шлицевой втулки. Таким образом мы имеем отключенный привод колеса.
При включении муфты подвижная шлицевая втулка перемещается вправо (по рисунку) и соединяет корпус муфты с ведущей шлицевой втулкой, давая возможность передаваться крутящему моменту к колесу.
В хабах украинского производства «АмисА» применена совершенно другая, новая конструкция, защищённая патентом на полезную модель . Основной принцип действия показан на рисунке:
Здесь соединение ведущей шлицевой втулки с корпусом муфты происходит с помощью подвижных цилиндрических шпонок. Благодаря большой площади контакта цилиндрических поверхностей шпонок и применение легированных закалённых сталей в производстве муфт позволяет им передавать критические крутящие моменты к колесу без опасения повреждения механизма. Большая длина шпонки по сравнению с её диаметром, независимое движение шпонок под действием мощных пружин даёт гарантию чёткого включения (и выключения) хаба, нетребовательность к виду смазки и к её количеству.
Ведущая шлицевая втулка вращается на мощном шариковом подшипнике, ручка переключателя защищена надёжным сальником от попадания всередину воды и грязи. Ну а чтобы не запачкать руки при включении-выключении хаба, имеется специальный ключ для ручки переключателя.
Узнать больше про хабы «AmisA»
Конструкция муфт «AmisA» запатентована.
2 — Автоматическими хабами комплектовались с завода практически все машины. Принцип действия автоматических хабов заключается в том, что когда крутящий момент подается на передний карданный вал (подключили полный привод), шрусы начинают вращаться. Тут в работу вступают автоматические хабы, которые осуществляют блокировку. Для вывода из зацепления хабы и шрусы необходимо остановиться, выключить полный привод. Сдать назад 3-5м. для того, чтобы окончательно вывести из зацепления ступицу и хаб. В противном случае отключится передний карданный вал от заднего. Полного привода не будет, но весь передний мост будет вращаться в холостую. На первый взгляд вроде все замечательно даже из машины выходить не надо. Но к сожалению минусов гораздо больше чем плюсов:
В хабе при езде на заднем приводе друг об друга стачиваются силуминовое (на Kia Sportage) кольцо-трёхшиповик и пластиковая обойма механизма зацепления муфты , и в самый ответственный момент, когда необходим полный привод, его не будет потому, что кольцу хаба не будет хватать хода для обеспечения зацепления ШРУС-ХАБ-КОЛЕСО.
Автоматические хабы не обеспечивают 100% блокировку. При неудачной попытке вьехать в горку, с последующим скатыванием назад на нейтрале, автоматические хабы будут 100% отключены. Таким образом, в некоторых случаях они могут выключиться, и полного привода не будет до тех пор пока машина не проедет вперед или назад до зацепления хаба с ШРУСом. Если это произойдет в размокшей глине, то вы можете крепко засесть и вполне возможно, что у Вас не будет этих 1-2 метров, необходимых для зацепления хабов.
3 — Вакуумные хабы «верх совершенства». Ими машины комплектовались реже, чем автоматическими, но тоже довольно часто.
Механизм работы вакуумных хабов на самом деле является передовым. Когда водитель подключает полный привод, подается электронный сигнал на ваккумный насос, который берет разряжение из входного коллектора, и по системе трубок отсасывает воздух из хаба, что приводит к его приближению к ступице и соответственно блокировке. При отключении происходит обратный процесс — подается воздух и хабы отсоединяются от ступиц, машина переходит в заднеприводный режим. Соответственно все делается автоматически и не надо сдавать назад после отключения полного привода.
Но тут есть и недостатки. Вся система вакуумных хабов зависит от герметичности трубок и сальников. Они быстро изнашиваются и начинают подкачивать воздух, воду, грязь и т.д. Результат сказывается незамедлительно — хабы перестают сначала полностью блокировать, а затем вообще разрежения не будет хватать, даже на то, чтобы сдвинуть их с места.
В результате можно сделать следующие выводы:
Если Вам постоянно нужен полный привод, и очень много времени Вы проводите на бездорожье, то лучше установить ручные хабы
Если большую часть времени Вы проводите в городе, то для Вас достаточно автоматических хабов. Просто их надо иногда проверять, и при критическом износе заменять на новые.
Вакуумные хабы устанавливаются на все новые машины. Менять их не целесообразно до тех пор, пока они не выйдут из строя.