Что такое хабы на внедорожнике и зачем они нужны? разбираем вопрос

Для чего нужны хабы в автомобилях?

Для чего нужны хабы в автомобилях?
Конструкция колесного хаба
Виды хабов в автомобиле и их принцип работы
Ручной хаб – что это такое
Автоматический хаб
Механический автоматический хаб – что это такое
Как правильно выбрать хаб (Hub) для своего авто
Плюсы и минусы использования колесных муфт

Если вы стали обладателем внедорожника, то хабы вам точно нужны. В дословном переводе на русский, хаб – это ступица, то есть центральная часть колеса с отверстием для насадки на ось. В наше время хабами для краткости называют муфты свободного хода, они же ступичные муфты с подключением колеса к полуоси. Любой почитатель 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.

Конструкция колесного хаба
Виды хабов в автомобиле и их принцип работы
- Ручной хаб – что это такое
- Автоматический хаб
- Механический автоматический хаб – что это такое
Как правильно выбрать хаб (Hub) для своего авто
Плюсы и минусы использования колесных муфт

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. То есть, неудобно и не бесплатно.

Конструкция колесного хаба

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. Логично предположить, что отключение ступицы от полуоси при езде по ровной дороге должно быть как-то технически реализовано на множестве поколений автомобилей. И это действительно так. До 1948 года эта операция производилась с помощью гаечного ключа.

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.

Ручной хаб – что это такое

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. Все последующие усовершенствования направлены на преодоление именно этого неудобства и по существу являются попытками превратить ручной хаб в автоматический.

Автоматический хаб

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. Вот только автоматы, в силу своего сложного устройства, гораздо менее надежны, чем ручные хабы. И это понятно. Большое распространение получили пневматические автоматические хабы. Тонким местом этого хаба является трущаяся пара полуось-сальник. При износе полуоси и сальника это соединение перестает быть герметичным, и возникает ситуация, когда хаб не включается.

Механический автоматический хаб – что это такое

Отдельно стоит рассмотреть, как работают механические автоматические хабы. Включаются они тоже автоматически, но без вмешательства внешнего привода, а под воздействием законов классической механики. Они начинают действовать, когда на полуось подается момент вращения. Эти устройства очень сложны конструктивно, хотя довольно надежны в японском и бразильском исполнении.

Наиболее успешные подобные системы установлены на автомобилях марки Nissan. Недостатком таких муфт является необходимость при выключении полного привода проехать несколько метров в направлении, противоположном предыдущему, чтобы колесо и полуось расцепились. Однако изнашиваются и такие механизмы. Классический автоматический хаб включается в режим зацепления во время движения автомобиля. В трансмиссии есть небольшой люфт. В момент, когда этот люфт выбирается, по трансмиссии происходит удар, и это влияет на надежность самого хаба.

Что же касается восстановления работоспособности автоматических хабов на внедорожниках, то по цене эта процедура равна установке нового ручного хаба. Для всех автомобилей, на которые завод-производитель ставит хабы автоматические, третьими производителями производятся хабы ручные. Поэтому на СТО вам предложат взамен поломанных автоматических хабов поставить надежные ручные.

Как правильно выбрать хаб (Hub) для своего авто

Как же подобрать нужный хаб? Устанавливаются хабы на автомобили с подключаемым полным приводом различных марок. Выбор водителей должен опираться на условия эксплуатации автомобиля. Если основное движение будет проходить по бездорожью, тогда стоит отдать предпочтение ручным хабам. Если в основном вы ездите по городу, то подойдут автоматические. Установить хаб самостоятельно на свой внедорожник по силам любому, если действовать по порядку:

Читать еще: Как промывать инжектор своими руками? практичные советы

1. Запарковав автомобиль и надежно зафиксировав его, демонтируем установленные на нем хабы. Для этого необходимо открутить шесть болтов, которыми крепится хаб, либо снять его по частям.

2. У нового хаба отворачиваем два винта, на которые он собран, и разбираем его на две половины;

3. Надеваем прокладку и основание хаба на ступицу. Возвращаем стопорное кольцо на исходное место.

4. Фиксируем болтами эту часть хаба на ступице и устанавливаем управляющую часть на корпус хаба.

На практике включать и выключать хабы необходимо не так часто, как кажется. Их необходимо включать, когда мы собираемся съехать с асфальта на бездорожье, и выключать, как только выехали на асфальт. Таким образом, простое и надежное устройство под названием ручной колесный хаб позволит колесу вашего внедорожника свободно вращаться на ступичном подшипнике, не нагружая собой ни полуось, ни редуктор, ни дифференциал, тем самым существенно добавляя машине динамики при экономии топлива.

Плюсы и минусы использования колесных муфт

Рассмотрим плюсы использования хабов:

• Увеличивается ресурс деталей автомобиля, отключаемых хабами;

• Улучшается разгон и накат автомобиля;

• Экономится топливо до 1 литра на 100 км.

Рассмотрим минусы данной процедуры:

• Невозможность в нужный момент подключить автомобиль к полному приводу при съезде с асфальтного покрытия на грунтовое, при заезде на высокий бордюр, при чередовании трассы (сухой асфальт – снеговой замет).

Взвесив все за и против, вы самостоятельно должны решить, нужны вам хабы, или нет.

Подписывайтесь на наши ленты в таких социальных сетях как, Facebook, Вконтакте, Instagram, Pinterest, Yandex Zen, Twitter и Telegram: все самые интересные автомобильные события собранные в одном месте.

Цели и задачи ХАБов

Кроссовер, оборудованный отключаемым приводом, в городском режиме должен использоваться только с одной действующей осью. При этом очень сильно сокращается расход топлива без потери проходных качеств: в мегаполисе все четыре ведущих колеса, мягко говоря, избыточны. Однако, отключив колесную пару, водитель не в состоянии добиться того, чтобы перестали работать сопряженные механизмы. Колеса во время езды задевают ступицы, вследствие чего и кардан, и полуоси не останавливают вращения. Следовательно, топливо продолжает гореть в излишнем количестве, а работающие детали быстрее амортизируют.ХАБы, поставленные на внедорожник, отключают ступицы переднего моста, в результате чего его составляющие перестают вращаться, их ресурс перестает впустую вырабатываться, а топливо не расходуется на поддержание жизнедеятельности не участвующих в движении деталей.Как и за любым другим механизмом, за ХАБом нужно следить: если один из пары выйдет из строя, вы в движении внезапно выясните, что передвигаетесь не на вездеходе, которому все равно, что у него под колесами, а на беспомощной заднеприводной машине.

Такого рода механизм уже давно широко применяется в автомобилях от разных производителей. Она присутствует:

в классического типа АКПП, муфта выступает как часть гидротрансформатора, и является ответственной за передачу, а также изменение крутящего момента;
муфта служит устройством свободного хода в системах запуска силового агрегата внутреннего сгорания, а также является частью стартера.
в генераторах – муфта защитный компонент, который ограничивает передачу крутильных колебаний от коленчатого вала ДВС.

Хабы – слово, которое происходит из английского и переводится оно как втулка или же центральная ось. Предназначением хабов является соединение или разъединение полуоси со ступицей колеса в положении включения, тем самым передавая ударные нагрузки и крутящий момент на колеса.

В положении выключения данный элемент позволяет осуществлять свободное вращение подшипника ступицы, а такие элементы, как полуось, редуктор и дифференциал свободно отдыхают в трансмиссионном масле. Поэтому на вопрос: «для чего нужны хабы в автомобиле УАЗ Патриот?», можно ответить, что они необходимы для снижения износа деталей переднего моста и устранении потерь на трение. Хабы также предназначаются и для улучшения динамических характеристик и снижения расхода топливной смеси.

В салоне автомобиля возле рычага переключения скоростей находится еще один дополнительный переключатель, который отвечает за разъединения связи между раздаткой и карданом. Однако стоит заметить, что после разъединения происходит дальнейшее вращение кардана за счет вращения колес. Чтобы избежать такового ненужного вращения, следует установить ступичную муфту или хабы, посредством которой осуществляется разрывание соединения между колесом и полуосью.

Установка и ремонт

Рассмотрим, как поставить хабы на УАЗ Патриот и как осуществляется ремонт этих изделий, если они выходят из строя. Итак, устанавливать ручные изделия можно без снятия колес, что делает процесс установки более простым и нетрудоемким. Процесс установки имеет следующую последовательность действий:

Разбираем изделие на две части.
Первоначально монтируется основная часть изделия, которая фиксируется через прокладку и крепится на ступице шестью болтами.
После монтажа основной части необходимо убедиться в надежности фиксирования прокладки.
Приступаем к установке лицевой части изделия, зафиксировав ее с помощью болтов (в зависимости от модели хаба).

Механическая муфта фирмы РИФ

На этом все, процесс монтажа закончен и осталось рассмотреть, что же представляет собой ремонт такого изделия и возможен ли он? Изделие выходит из строя лишь в исключительных случаях, когда осуществляется их неправильная эксплуатация. В таком случае происходит повреждение шлицов с дальнейшим их истиранием. В таком случае поможет ремонт, в результате которого потребуется осуществить замену шлицов.

Большинство производителей в своих изделиях используют низкокачественные материалы, что приводит к скорейшему износу шлицов и прочих элементов, поэтому требуется ремонт или покупка новых деталей. Но такие изделия, как AVM, характеризуются не только эффективностью, но и качественными материалами из которых изготавливаются хабы.

Таким образом, стоит заметить, что если вы приобрели недорогой вариант и через некоторое время обнаруживаете его неработоспособность, то убедитесь, что вы правильно его эксплуатировали.

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:

с ручным включением/выключением;
автоматические;
с использованием вакуумного способа включения.

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:

остановить внедорожник;
выключить ПП;
включить заднюю передачу и проехать несколько метров (3-5).

Читать еще: Почему двигатель ест масло, но не дымит? список причин и последовательность 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:

такая конструкция не предохраняет некоторые детали от истирания при езде на заднем приводе (например, во внедорожниках Kia Sportage достаточно быстро изнашиваются обойма зацепления муфты, изготовленная из пластика, а также трёхшиповое кольцо, произведённое из силумина). В результате в один прекрасный момент при попытке включения полного привода вы потерпите неудачу, поскольку ХАБу просто не хватит свободного хода, чтобы осуществить зацепление между колесом и шрусом;
автоматическая муфта не в состоянии обеспечить надёжную блокировку. Если вы, к примеру, не сможете взобраться на крутой склон, во время сдачи внедорожника назад на нейтрали произойдёт отключение ХАБа. Чтобы его включить, потребуется сменить направление движения на противоположное. Но в некоторых случаях вы просто не сможете этого сделать. Например, если скатились на участок бездорожья с грязью или глиной, и для включения ХАБа вам потребуется проехать вперёд несколько метров.

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:

при отсутствии муфты свободного хода отключение полного привода не означает, что передняя полуось не будет вращаться, а ведь она передаёт движение и на кардан, и на редуктор, который, в свою очередь, заставляет вращаться шестерни раздатки, причём вхолостую. Другими словами, отсутствие ХАБа приводит к уменьшению ресурса трансмиссии (в первую очередь) и силового агрегата;
возможность полного отключения ступицы от шрусов позволяет улучшить разгонные способности внедорожника, одновременно существенно уменьшается трение при движении автомобиля накатом;
по некоторым подсчётам, ХАБы позволяют экономить до одного литра горючего на каждые 100 километров пути.

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:

съезжая с асфальта на грунтовую дорогу;
когда внедорожник заезжает на достаточно высокий бордюр;
если во время движения по трассе сухие участки чередуются с заснеженными.

Так что решать, нужен ли вам ХАБ, придётся, взвесив все вышеназванные плюсы и минусы.

Видео: Влияют ли ХАБЫ на расход топлива?

Ремонт автоматики по стоимости равен полной замене хаба на новый. Чтобы дать клиенту возможность сэкономить, в СТО предлагают выбор – заменить автоматический, вышедший из строя, ручным. Иногда это предложение действительно оказывается целесообразным. Но даже установка автоматики окупается достаточно быстро (за счет повышения производительности и снижения расходов на топливо и ремонт).

Выбирайте хабы производителей, которые признаны лучшими на своём поприще (бразильские, американские, японские, украинские).

Выбирайте хабы по техническим характеристикам, чтобы идеально подошли под ваш внедорожник: по диаметру отверстий, крепежных болтов и по длине.

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.

голоса

Рейтинг статьи