Не хабом единым

Текст: Евгений Константинов
Фото: Александр Давидюк, Андрей Хорьков, Александр Иванов

Разместив в своем журнале рекламу хабов бразильской фирмы AVM, мы вдруг задумались: что это за южно-американский зверь, и действительно ли он настолько хорош? А вдруг мы, сами того не подозревая, обманываем читателей? Но это все лирика... Впрочем, «физическая» сторона «похабного» вопроса тоже отнюдь не праздна. Особенно для тех, кто ездит на УАЗах. Ведь несмотря на то, что для этой марки сегодня выпускается несколько видов ступичных муфт, «уазовским сообществом» идеальными они не признаны. Более того, среди владельцев ульяновских вездеходов ступичные замки считаются одной из наиболее приличных тем для светской беседы...

Английское слово hub можно перевести или как «втулка», или как «центр внимания». И действительно, муфты включения ступиц заслуживают самого пристального внимания, поскольку являются весьма ответственным элементом трансмиссии. Их предназначение – соединять (либо разъединять) полуось и ступицу колеса, передавая (во включенном состоянии) немалый крутящий момент и ударные нагрузки. В выключенном же положении они позволяют колесу свободно вращаться на ступичном подшипнике, а полуоси, редуктору и дифференциалу отдыхать, купаясь в прохладном трансмиссионном масле. Зачем все это нужно? Да чтобы уменьшить износ элементов переднего моста и убрать потери на агрегатное трение. Тем самым, в заднеприводном режиме, мы улучшаем динамику автомобиля и снижаем расход топлива. Все дело в том, что рычаг в салоне фактически разрывает связь между раздаткой и карданом, но последний вместе с начинкой переднего моста продолжает вращаться благодаря колесам. Именно это паразитное вращение и можно прекратить, разорвав связь между колесом и полуосью. Что, собственно, и делает в выключенном состоянии ступичная муфта.

В результате исследования рынка в центре нашего внимания оказалось пять типов хабов для автомобиля УАЗ (мы рассматривали только варианты, которые можно найти в свободной продаже). Один – можно сказать, исторический. Для его включения-выключения необходимы аж два ключа и несколько минут вермени. Остальные хабы управляются не в пример проще: достаточно повернуть наружную ручку меньше чем на пол-оборота из положения 4х2 в 4х4, и все тут же должно произойти. Это в теории. А в жизни все зависит от того, насколько четко работает скрытый с глаз долой механизм с пружиной, двумя шлицевыми втулками и двумя группами направляющих. Кстати, несмотря на то, что все четыре модели сконструированы по единому принципу, они сильно разнятся в деталях и особенностях изготовления.

	Древнейший хаб производства УАЗ, ведущий историю еще от ГАЗ-69. Такие «выключатели» до сих пор штатно ставятся на автомобили грузового семейства. В зацепление входят мелкие острые шлицы на корпусе муфты и на внутренней втулке. Последняя по внутренним шлицам надевается на полуось и прикручивается специальным болтом. Благодаря ему-то все и работает. Этот вариант муфты наиболее доступен как по наличию в магазинах, так и по цене (500 рублей за пару).
	В наши дни «Симбиры» и «Хантеры» в стандартном варианте комплектуются муфтами ЭЛМО, сделанными в Стерлитамаке. Они наиболее распространены среди уазовских «быстрых выключателей» и намного чаще других встречаются в свободной продаже. Выпускаются ЭЛМО в двух вариантах: с декоративным металлическим колпаком и без оного. Отличий между ними, за исключением этого самого колпака и цены (920 и 960 рублей за пару соответственно), никаких.
	Очень похожи внешне на предыдущий вариант хабы СТЭД, которые выпускают в Уфе, но, если приглядеться, несложно заметить отличия в дизайне и тщательности изготовления. Встречаются в продаже нечасто, зато стоят чуть дешевле – за пару просят 850 рублей.
	Муфты СТЭЛМ тоже купишь не в любом магазине. От всех остальных они отличаются конусообразной формой корпуса и светло-серым цветом. К тому же заметно легче других испытуемых. Производят их, как и предыдущий вариант, в Уфе, но при этом у них заметная разница в цене. За пару с нас попросили просто апокалиптическую сумму – 666 рублей.
	Единственные в нашей коллекции хабы зарубежного производства легко узнать с первого взгляда. Дело даже не в буквах AVM. «Забугорность» видна по полированной крышке и другим приятным мелочам. Чувствуется осмысленная работа дизайнера. Бразильские хабы продаются в запечатанной картонной коробке, которая содержит две муфты, инструкцию, набор винтов для крышки и две картонные ступичные прокладки. Цена комплекта – 180 долларов, что в переводе составляет чуть более 5 тысяч рублей.

«И кругом алюминий, алюминий...»

Собрав такую богатую коллекцию хабов, нельзя было не заинтересоваться их внутренним устройством... Первым делом мы отвинтили крышки от корпусов. И что же? Механизмы трех российских изделий оказались практически взаимозаменяемы (причем как целиком, так и по частям). А у уфимской парочки и вовсе оказалось все абсолютно одинаковым. Зато «бразилец» и «советский ветеран» продемонстрировали яркий индивидуализм и самобытность, вылившиеся в стопроцентную неповторимость компонентов.

Что касается используемых материалов, то здесь больше всего нас удивили СТЭЛМ, скрывающие под аккуратной серой краской «стратегический запас силумина». Из сплава, о «прочности» которого ходят легенды, отлиты и корпус (непосредственно участвующий в передаче крутящего момента!), и крышка. Вот вам и разгадка того, почему «серый» (имеется в виду цвет) хаб весит всего 800 граммов. И это при том, что у остальных этот параметр колеблется у отметки 1100 граммов, а СТЭД и вовсе тянет на все 1200. Впрочем, силумин мы нашли даже в нем – из него изготовлены детали механизма переключения. В ЭЛМО к числу легкосплавных деталей добавилась еще и крышка. Правда, она не несет никакой нагрузки. У AVM крышка тоже оказалась из алюминиевого сплава, а механизм переключения из пластика. Впрочем, шлицевые втулки во всех пяти случаях оказались стальными (равно как и пружины). Единственный же ступичный замок, изготовленный полностью из железа и его производных – уазовский хаб старого образца.

По тщательности обработки поверхностей и вообще культуре изготовления на первом месте оказались «бразильцы». Впрочем, помня о том, сколько стоят AVM, в этом не стоило и сомневаться. Правда, и тут не обошлось без маленькой ложки дегтя. Один из винтов для крепления крышки оказался... без резьбы. Точнее, вместо резьбы его поверхность была покрыта ровными кольцевыми канавками.

Наибольшей аккуратностью обработки из российских хабов отличились, как ни странно, силуминовые СТЭЛМ. Нас это очень удивило. Особенно, если учесть, что точно такие же детали внутри «стального уфимца» оказались обработаны из рук вон плохо. Заусенцы, ржавчина, окалина... Заусенцы и плохо отшлифованные поверхности обнаружились и в стерлитамакских муфтах (самых дорогих из российских), но качество обработки тут все-таки выше. Правда, в одной из новых муфт имелась сорванная резьба, из-за чего крышку можно было закрутить на пять винтов из шести.

В муфтах старого образца испортить что-либо сложно, равно как и удивить высокими технологиями. Но отметим, что внутреннюю втулку доставшегося нам экземпляра, похоже, не обрабатывали на станке, а грызли зубами какие-то гоблины! Также обнаружились посторонние риски и вмятины на рабочих поверхностях шлицов. На этом фоне слегка сбитый заход резьбы на крышке был воспринят просто как невинная шалость производителя.

Но не думайте, мы не просто разбирали и разглядывали внутреннее устройство «замков», мы постоянно что-то крутили шаловливыми ручонками. Ну и в конце концов докрутились... Сперва в посадочном месте на корпусе заклинило шлицевую втулку у одного из СТЭД, и затем анологичная неприятность случилась и с ЭЛМО. В общем, чтобы не сорвать окончание эксперимента, их полностью пришлось разбрать и, подивившись «качеству» трущихся поверхностей, собрать обратно. Впрочем, подобная неприятность не фатальна. При работе на автомобиле все трущиеся поверхности со временем приработаются.

В отъезжие поля!

Чтобы выявить плюсы и минусы хабов в реальной эксплуатации, берем всю коллекцию и выезжаем в заснеженное поле. Программа проста: устанавливаем пару испытуемых хабов на переднюю ось, катаемся по целине и пробуем включить их уже после того как задние колеса забуксовали. Причем для набора статистики проводим серию таких включений.

И наш труд не прошел напрасно: выяснилось много интересного. Так, например, для установки хабов AVM необходим шестигранный ключ на 1/8 дюйма (чтобы сначала открутить, а после затяжки ступичных болтов закрутить обратно блестящие крышки). В комплекте этого инструмента нет, да и в продаже найти непросто. Но, с другой стороны, нестандартные винты крышки отчасти выполняют функцию «секреток» для красивых импортных муфт. В остальном же «бразильцы» хлопот не доставили. При установке все (включая собственные прокладки) подошло просто идеально. Образцовую четкость показали они и в работе. Благодаря мелким шлицам с явно выраженными заходами, бразильские муфты включаются и выключаются мгновенно, достаточно повернуть ручку в соответствующее положение. Из всех участников теста лишь с ними не произошло ни одной осечки.

Как выглядит невключение хаба? Да отвратительно... Вы заезжаете в снег и останавливаетесь (задние колеса начинают буксовать). Выходите, поворачиваете ручки на передних ступицах в положение 4х4, возвращаетесь за руль, включаете рычагом передний мост и, включив соответствующую передачу, наступаете на педаль газа. Но вместо ожидаемого движения откуда-то из района переднего колеса раздается треск, а машина остается на месте (задние колеса буксуют). Что делать в таком случае? В сущности, ничего сверхъестественного. Выжать сцепление и попытаться тронуться еще раз. Обычно все получается. По крайней мере, мы со второй попытки выезжали всегда.

Лидером по несрабатыванию с первого раза оказался СТЭД. С ним лишние телодвижения приходилось совершать больше чем в половине попыток. ЭЛМО не включались с первой попытки чуть реже, но тоже почти через раз. Зато дешевые СТЭЛМ, ко всеобщему изумлению, едва не догнали дорогущих «бразильцев». Они не соизволили мгновенно включиться всего два раза из нескольких десятков попыток!

Анализируя результаты, мы сделали вывод, что в первую очередь для четкости включения важна форма участвующих в зацеплении шлицов, а при одинаковой форме – чистота обработки поверхностей. Однако среди испытуемых нашлась и модель, для которой это все совершенно не важно. Муфты старого образца включаются всегда, к тому же зримо. Правда, процесс это довольно муторный, но, закрутив втулку на 13 обортов, можно быть уверенным, что муфта включена намертво. Правда, возможен и вариант, когда зуб попадает на зуб и зацепления не происходит. Закручивать силой бесполезно. Как показал эксперимент, зубья будут вминаться друг в друга, но в зацепление не войдут. Гораздо эффективнее чуть отпустить затяжку и пальцами повернуть втулку в нужное положение. Или крутануть передний кардан. Единственное положение, в котором включить древнюю конструкцию невозможно, – это под водой или в жидкой грязи. Дело в том, что открученный колпачок открывает свободный доступ жидкости внутрь муфты и дальше – к подшипникам и в мост.

И еще несколько наблюдений. Легче всего переключаются стальные уфимские муфты, чья поворотная ручка позволяет браться за нее голой рукой на 15-градусном морозе, не испытывая дискомфорта. Точно такие же переключатели на силуминовых поворачивались заметно туже, причем на одном из хабов не наблюдалось четкой фиксации в положении 4х4. Самыми «неприятными» переключателями оснащены ЭЛМО: их силуминовые ручки с острыми гранями требуют приложения наибольшей силы для поворота. Что же касается AVM, то у них наиболее четкая фиксация ручки в крайних положениях, при этом сама она удобна и требует чуть больших усилий, чем у СТЭД.

Как я уже говорил, с установкой всех типов хабов на ось, за исключением того, что купленные в магазине прокладки слегка не совпали по размеру с фланцем ступицы, и потребовался специальный ключ для AVM, сложностей у нас не возникло. А вот при снятии задачку подкинули СТЭЛМ: центрующий поясок на их фланце, по-видимому, оказался толще чем надо, и его заклинило в ступице.

Леденящие ужасы

Хабы – это не только ценный мех... В смысле, что помимо прочего, они должны служить надежными торцевыми крышками для моста, препятствуя попаданию воды при проезде бродов. Справляются ли наши подопытные с этой задачей? В качестве водной преграды мы взяли... ведро и, регулируя в нем уровень при помощи кружки, по очереди опускали в купель ступичные муфты по самый что ни на есть фланец. Затем переключали их несколько раз, не вынимая из воды, и, наконец, оставляли в покое на 10 минут. Стоит оговориться, никакой дополнительной обработки смазкой мы не проводили.

Скажу сразу, абсолютно сухим вышел из воды только СТЭД. Как мы его ни крутили, за 10 минут он не набрал ни капли. Это, по счастью, компенсирует одну его конструктивную особенность: у него, как и у «ветерана», внутреннее пространство свободно сообщается с мостом. В остальных же хабах потоку воды еще придется преодолевать узкую щель между корпусом и вращающейся внутренней втулкой. Кстати, «военный выключатель» также можно считать стопроцентно водостойким: при закрученной от руки по сухой резьбе крышке он начал пропускать воду (по капле) лишь к исходу десятой минуты. Очевидно, что при смазанной резьбе и затяжке ключом вода внутрь не попадает вообще.

Остальные три типа хабов набирают воду через ручку переключения. СТЭЛМ начал протекать через девять минут. А вот результаты AVM и ЭЛМО неприятно удивили. Эти хабы при переключении под водой начинают течь. Делают они это на первый взгляд неспешно, но через 10 минут «бразилец» оказался заполнен наполовину, а наш – практически полностью. Если же хабы не переключать, то протечка у «стерлитамакца» начинается через 2 минуты, а у AVM – через 2 с половиной. И еще одно наблюдение. В отличие от российских изделий, у бразильского сквозные отверстия в корпусе для винтов крышки. Поэтому очень важно, чтобы все эти винты были полностью закручены и хорошо затянуты. Иначе – потоп!

После водных процедур мы отправили подопытных на несколько часов в морозильную камеру. И что же? Вы не поверите, но все переключатели покрылись ледяной коркой! Они совершенно не хотели поворачиваться. Лед пришлось сколоть, но и тогда из всех переключателей от руки повернулся только AVM. Правда, его заледеневший механизм сработал не мгновенно – пришлось сделать несколько оборотов внутренней втулки, прежде чем раздался характерный замыкающий щелчок. Отечественные хабы внутри замерзли, видимо, не так сильно и включились сразу. Вот только поворачивать ручки во всех случаях пришлось пассатижами. Просто так они не поддавались. ЭЛМО так и вовсе пришлось крутить вдвоем.

Знание – сила

Ну вот, почти все ясно. Осталось лишь с помощью специальных приборов определить прочность хабов и твердость рабочих поверхностей шлицевых втулок.

Начали с твердомера. Мы, конечно же, ожидали, что металл шлицевых втулок окажется разным, но чтобы до такой степени... Самая твердая сталь обнаружилась у бразильского изделия. Почти такая же твердость у шлицевых втулок СТЭД. Немного уступают им втулки у ЭЛМО. А вот сталь муфт старого образца оказалась сырой. Но хуже всего оказался металл у СТЭЛМ. Гвозди и те тверже! Так, при стандартном замере твердости по Роквелу прибор показал на шлицах внутренней втулки твердый ноль! Чтобы получить хоть какой-то результат, пришлось ее замерять по Бринелю. А между тем, этот способ обычно используется для мягких цветных металлов. Однако в данном случае перед нами было железо, если, конечно же, не соврал магнит...

Испытание на прочность потребовало разработки и изготовления специального устройства, в общих чертах напоминающего массивный токарный станок с рычагом. В устройстве закрепили полуось с надетым на нее хабом, зафиксировали с помощью специального барабана и стали закручивать получившуюся систему, наблюдая, как растет нагрузка на динамометре...

Начали с серого «уфимца» (заведомо слабого звена). То, что эта муфта сломается, никто не сомневался. Но как она это сделала! До самого последнего момента она ничем себя не выдавала. Нагрузка росла равномерно и уверенно, но, едва показания динамометра достигли отметки 3500 Нм, раздался... взрыв (от хаба даже потянулся дымок). Каково же было наше удивление, когда, разобрав систему, мы вынули муфту с развалившимся на части корпусом. Материал оказался не просто силумином, а низкокачественным силумином (сколы обнажили обилие раковин разного размера).

Бразильский хаб мы «заправляли» в станок примерно с тем же чувством, с каким сибирские мужики совали рельсу под японскую бензопилу. Вот только результат оказался совершенно неожиданным. Мы знали, что что-то не выдержит. Но хаб или полуось? При нагрузке 4100 Нм раздался первый легкий «хрусь». Крутим дальше. И вот на отметке 4250 раздается треск, свист и звон выбитого стекла. Срезало 8 каленых болтов М8, удерживающих... ступицу на барабане стенда! Их обломки и выстрелили, произведя легкие разрушения в помещении. Полуось осталась цела, хаб тоже не пострадал, но «разрушающие» испытания оставшихся образцов проводить было не на чем...

Царь-колокол и другие

Вы наверняка ждете выводов и результатов? На сей раз все очевидно. Для серого хаба, видимо, придется выделить специальную полку, чтобы он стоял там как Царь-колокол. Зря смеетесь, ни на что другое СТЭЛМ по большому счету не годен – подведет в самый ответственный момент.

Муфта старого образца, несмотря на качество материала и изготовления, надежна. Но при этом она очень неудобна в переключении. Ее установка на машину имеет смысл только для очень трудолюбивых (либо если данный УАЗ постоянно ездит с подключенным мостом).

Что же касается остальных муфт, то все они требуют доработки, правда, в разной степени. Ближе всего к идеалу оказались AVM. С ними все просто: проверить все винты на наличие резьбы, приобрести ключ-шестигранник и, разобрав переключатель, смазать его детали тонким слоем жирной водостойкой смазки.

Такой же гидроизоляции требуют и ЭЛМО. К тому же, чтобы добиться более четкого включения, эту муфту придется разобрать полностью на отдельные детали и отшлифовать рабочие поверхности бархатным надфилем и шкуркой. Правда, у модели все равно останется одно неустранимое неудобство – тугой и неприятный на ощупь переключатель.

СТЭД нуждается в шлифовке еще сильнее (этот процесс займет больше времени, чем шлифовка вместе с гидроизоляцией в предыдущем случае). К тому же придется привести в порядок внутренний посадочный поясок под пружину на большой втулке. Из-за его щербатой поверхности нам не удалось как положено собрать разобранную по винтикам муфту и заставить ее работать.