Новый комментарий. Что такое хаб и как он работает? Что делает хаб
Многим интересен вопрос о том, что такое хабы и с чем их употребляют. Сейчас разберемся в этом вопросе. Под хабом в общем случае понимается узел какой-либо сети. Этот термин имеет различное значение в разных отраслях.
Использование хаба в различных отраслях
Например, в транспорте хабы - это узлы пересадки или перегрузки, узловые аэропорты. В энергетической отрасли это некий специальный центр, в котором один маршрут делится на несколько. На внедорожниках этим словом называется муфта свободного хода, устанавливаемая на передний мост. В различных интернет-сетях также используют хабы. Что это такое в сети "Фидонет"? Здесь хаб - узел, который служит для передачи почты. В сети обмена файлами Direct Connect так называют сетевой сервер.
Но наиболее широко понятие используется в компьютерной технике и интернете. Конкретный комплект сетевой аппаратуры основывается на задачах, которые поставлены перед проектируемой сетью и затратами на внедрение конкретного решения. Важным элементом таких задач считается выбор устройств, среди которых главную роль играют роутеры, свитчи и хабы. Что это, мы и попробуем разобраться.
Хабы в компьютерных сетях
Технологии построения постоянно развиваются. Устройства, которые лежат их основе и применяются для организации связи между компьютерами, называются по-разному: хаб, свитч и роутер. Что это такое, мы и рассмотрим более подробно.
Каждое из перечисленных устройств исполняет свою роль в организации связи между компьютерами сети. Внешне они могут смотреться одинаково: коробочки из металла небольшого размера, имеющие ряд портов или соединителей, куда подключается Ethernet-кабель. Что касается таких понятий, как коммутатор, концентратор, хаб, маршрутизатор, то они нередко используются в качестве синонимов, однако это ошибка. Все это разные устройства.
Хаб
Одними из первых сетевых устройств являются хабы. Что это за приборы? Термин имеет английское происхождение. Слово hub означает центр деятельности. Хаб, или предназначен для объединения компьютеров в простую одноранговую сеть. В устройстве предусмотрено некоторое число портов, к которым можно подключить все персональные компьютеры сети. Чаще всего для этой цели применяется витая пара, которая обжата специальным образом.
Принцип работы хаба
Рассмотрим принцип функционирования сетевого концентратора. В момент попытки доступа какого-либо из компьютеров сети, оборудованной хабом, к другому ПК, первым устройством посылается в адрес сетевого концентратора особый блок информации, называемый пакетом.
Попробуем разобраться на примере схемы с тремя компьютерами. Допустим, к устройству присоединяются компьютеры PC1, PC2 и PC3. Роль хаба заключается в размножении пакета данных от PC1 путем передачи его прочим устройствам, объединенным в локальную сеть, то есть PC2 и PC3. В момент поступления сигнала на компьютер PC3, для которого он и предназначался, последний пересылает ответный пакет хабу. Этот пакет сетевой концентратор снова шлет всем сетевым компьютерам до тех пор, пока ответ от PC3 не вернется к компьютеру-отправителю PC1.
Такова примерная схема интерфейса компьютеров, объединенных в локальную сеть, с хабом. Основной недостаток таких сетей - чересчур много пересылается информации. Сетевой концентратор непрерывно отправляет пакеты данных всем устройствам компьютерной сети, причем даже в том случае, если адресатом является один конкретный ПК. В то же время компьютеры получают блоки информации, которые зачастую абсолютно им не нужны. Технология на поверку выходит очень затратной. Вот почему сейчас сетевые концентраторы почти вышли из употребления. Взамен были разработаны более интеллектуальные приборы - сетевые коммутаторы, которые в обиходе именуют свитчами.
Свитч
Термин имеет английскую природу и означает переключатель, или сетевой коммутатор. Подобно хабу свитч требуется для соединения компьютеров в одной локальной сети. Схема соединения его с компьютерами не отличается от схемы с сетевым концентратором. Просто вместо хаба ПК подключаются к свитчу.
Будучи внешне очень похожим на сетевой концентратор, свитч имеет принципиальные отличия от него, заключающиеся в методе, которым информация передается между компьютерами локальной сети.
После получения пакета информации от компьютера, сетевой коммутатор, в отличие от концентратора, не пересылает его всем ПК, участвующим в сети, а организует направление пакета по адресу именно того компьютера, для которого предназначена посылка. К примеру, когда PK1 направляет пакет информации компьютеру PK3, свитч организует передачу именно ему, минуя PK2. Ответный пакет от PK3 сетевой коммутатор тоже возвращает только отправителю пакета информации - PK1.
Свитч обладает способностью запоминания адресов всех компьютеров, которые подключены к его портам, и благодаря этому может работать регулировщиком, передавая информацию лишь на ПК адресата и игнорируя другие.
В основу работы сетевого коммутатора легла таблица специальных MAC-адресов сетевого оборудования пользователей во внешней и внутренней сети. В результате пакет информации, попадающий на каждый из портов, проходит сравнение с таблицей маршрутизации и пересылается на адрес порта, где расположена соответствующая аппаратура.
Роутер
Название "роутер" породило английское router. Это маршрутизатор, способный организовать передачу информации между двумя или более разными локальными сетями. Кроме того, в маршрутизаторе предусмотрены порты, которые требуются, чтобы подключить к нему некоторые другие устройства с помощью кабеля.
Принцип работы маршрутизатора
Подобно сетевому коммутатору, сохраняющему таблицу зарегистрированных MAC-адресов, маршрутизатор в качестве таблицы маршрутизации хранит таблицу IP-адресов. Главная задача роутера состоит в хранении этих данных и контроле за тем, чтобы прочие роутеры знали о переменах в конфигурации сети. Решается она путем применения для координации с прочими роутерами. При поступлении пакетов в маршрутизатор последний использует разные протоколы и критерии для определения наилучшего пути пересылки пакета информации адресату.
Роутер можно запрограммировать на включение многоуровневых правил, которые определяются содержанием пакетов информации, что поступают на него. Маршрутизатор программируется так, чтобы активировать систему защиты сетевого оборудования, транслировать сетевые NAT-адреса и представлять собой сетевые сервисы DHCP.
Имея интеллектуальную начинку, маршрутизаторы входят в число самых сложных сетевых устройств. Дополнительно к возможности перенаправлять трафик информационного пакета роутеры можно применять для того, чтобы производить контроль трафика в сети. Помимо этого, они обладают способностью реагировать на изменения в сети, в динамическом режиме обнаруживая их, производить ее защиту с фильтрацией пакетов, вычисляя пакеты для блокировки или пропуска.
USB-хаб
Кроме сетевых концентраторов сети Ethernet, термин "хаб" используется применительно к технологиям USB. Разработки нового оборудования предъявляют повышенные требования к уровню развития пользовательских интерфейсов компьютерной техники. Очень много разнообразных компьютерных периферийных устройств, подключаемых при посредстве соединения USB, нуждается в специальном приспособлении, дающем возможность подключать несколько устройств одновременно через USB. Оно называется USB-хабом. Каков принцип его работы?
Является устройством небольшого размера, имеющим несколько портов. Подключают его через гнездо компьютера. Он позволяет подсоединить к одному USB-порту ПК несколько устройств USB.
Устройство USB-хаба
Конструкция и устройство хабов не отличаются большой сложностью. Они призваны коммутировать сигналы и выдавать питающее напряжение. Кроме того, они контролируют статус периферии, подключенной к ним, ставя хост в известность об изменениях.
В состав хаба входят два модуля - контроллер и повторитель. Повторитель - это управляемый ключ, который соединяет входной и выходной порты. Он имеет возможность производить сброс и приостанавливать передачу сигнала. В контроллер включаются регистры, позволяющие взаимодействовать с хостом. Управляются регистры посредством особых команд, позволяющих производить настройку концентратора, контролировать состояние и менять параметры нисходящих портов. Есть возможность использовать хаб подряда, когда устройства включаются последовательно.
Виды USB-концентраторов
Один из таких видов - внутренняя карта на системной шине. Она служит для того, чтобы подключать USB-устройства к материнской плате. Делается это с помощью карты USB PCI, устанавливаемой на свободное место шины PCI, находящейся прямо на материнской плате. Этот вид USB-хаба лучше всего использовать тем, кто знаком с устройством компьютера. Тем, кто не имеет опыта, лучше остановиться на другом виде.
Другой вид — это внешний USB-хаб без питания. Такое устройство является простым и относительно недорогим. Эта разновидность USB-хаба соединяется с USB-портом вашего компьютера. Такой прибор отлично подходит для владельцев ноутбуков. Для пользователей домашних компьютеров также возможно использование такого USB-хаба, однако при этом нужно принимать во внимание, что ряд подключаемых к компьютеру устройств требует питания, подаваемого через USB-порт. Данный вид концентраторов не способен запитать сразу несколько подобных устройств. В этой ситуации лучше всего задействовать питаемые хабы. Что это за приборы и чем они отличаются от устройств без питания?
У питаемого USB-концентратора принцип работы точно такой же, как и у хаба без питания. Отличие заключается в том, что он может включаться в розетку. Это позволяет обеспечивать полноценное питание всех устройств, которые подключаются через ЮСБ. Самые большие хабы USB - семипортовые.
Еще один вид такого устройства - компьютерная плата USB. Данное устройство подойдет для пользователей ноутбуков. Оно подсоединяется к особому USB-порту, находящемуся на корпусе ноутбука и дает возможность использовать два порта вместо одного.
Мы испытали пять видов хабов для автомобиля УАЗТекст: 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...
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.
Модель хаба
Внешняя втулка
Внутренняя втулка
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.
Концентратор - это очень широкое понятие. Его используют не только в сетевой терминологии. Также, например, существует понятие Это приспособление, которое
Используется для присоединения к одному порту нескольких различных USB-устройств. Но это далеко не весь спектр возможностей применения концентраторов различной природы.
В любом развивающемся проекте в информационном сегменте рынка рано или поздно возникает задача объединить определенное количество разрозненных устройств обработки данных. Эту задачу с легкостью может решить грамотно построенная сеть. Для реализации этой задачи существует достаточно большое количество технологий. Начав планировать построение своей сети, вы должны сразу определить, какие устройства для агрегации информационных потоков будут использоваться в процессе поддержания работоспособности сетевых соединений. (хаб) - это одно из таких устройств.
Главная отличительная черта от коммутатора, которой обладает хаб - это его особенность трансляции У него все порты имеют одинаковые права. Поэтому, получив информационный поток по одному из них, он обеспечивает его трансляцию на все остальные активные порты. Грубо говоря, чтобы разобраться, что такое хаб, необходимо уяснить его суть. Это повторитель, рассчитанный на большое количество портов и имеющий полезную функцию автосегментации. Автосегментация - это процесс автоматического управления неисправными портами (процесс передачи на неисправный порт дает начало другому процессу - объявлению порта неактивным). В дальнейшем, если неисправность устраняется, порт снова становится в активный режим.
Это и есть ответ на вопрос о том, что такое хаб и чем он отличается от коммутатора. Свойства сетевого концентратора позволяют значительно повысить общий уровень надежности и отказоустойчивости сети. Тем более, что решение всех возникших коллизий и обеспечение общего контроля за состоянием присоединенных каналов возложено непосредственно на само устройство без привлечения дополнительных мощностей, как программных, так и аппаратных.
Хабы можно объединять друг с другом, что позволяет строить сети абсолютно любых топологий и размеров. Также они позволяют осуществлять магистральные соединения между собой, обеспечивая тем самым реализацию топологии «шина». Но концентраторы обладают одним существенным недостатком: они сильно зависят от в которой применяются, то есть не являются универсальными. Так, для каждой топологии выпускаются свои виды концентраторов.
В общем, чтобы окончательно разобраться, что такое хаб, необходимо понять одно - он позволяет объединить отдельные устройства, входящие в состав сети, в одну глобальную (а точнее локальную) рабочую группу.
Мы попытались разобраться в общих чертах, что такое хаб и "с чем его едят". Многофункциональность и широкая применяемость делают концентраторы широко распространенными на современном рынке информационных технологий. С их помощью можно решать самые сложные задачи по построению и не только их.
USB-хаб (или USB-концентратор) представляет собой устройство, с помощью которого можно расширить порт USB на несколько доступных портов подключения к хост-системе. USB-хаб позволяет расширить возможности одновременного использования различных технологий при недостатке USB-портов. Появляется возможность подключения максимального числа необходимых устройств, таких как компьютерная мышь, сканер, клавиатура, модем, внешний ЖД, кулеры, лампы и т.д.
USB-хаб может быть встроенный или внешний, что обуславливает характер использования концентратора. Большинство USB-хабов встроенные и являются частью системного устройства, с помощью которого осуществляется подключение любого USB-устройства к карте USB PCI (материнской плате). В этом случае USB-хаб устанавливается в слот PCI непосредственно на материнской плате.
Встроенный USB-хаб используют в ноутбуках, что дает возможность дополнительных USB-подключений. Это может быть встроенная компьютерная карта, являющаяся альтернативой USB-хаба, или внешний USB-концентратор. Если USB-порт ноутбука расположен в труднодоступной части системного блока, то USB-хаб используется с удлинителем.
Внешний USB-хаб может быть непитаемым (представляет собой обычный разветвитель) и питаемым (оснащен блоком питания от электросети, и способен выдерживать мощность тока до 500мА). Последний является более практичным, поскольку большинство устройств, подсоединяемых к USB-портам требуют электропитания, а питаемый хаб позволяет перераспределить напряжение, что улучшает работу компьютеров.
Принцип работы USB-хаба достаточно прост. В зависимости от схемы распределения от центра обмена концентратор позволяет работать включенным в него механизмам, как по отдельности, так и согласованно, в зависимости от режима доступа. USB-хаб может расширять сеть до 127 портов.
Если принцип действия микросхемы хаба имеет физический макет «звезды», то все USB-подключения будут работать от центра автономно, не перемыкая друг друга. В случае же последовательного соединения от шины центров питание может перемыкаться. Существуют также концентраторы, разработанные по схеме «спрут» и «кальмар», что позволяет соединять различные USB-узлы, находящиеся близко друг от друга. Такие соединения, как правило, не имеют проблем блокировки друг друга.
Современные USB-хабы представлены множеством моделей: от классических функциональных концентраторов в виде коробочки до стильных и оригинальных дизайнерских гаджетов. Все они отличаются высокой скоростью передачи данных, а также имеют дополнительные функции, позволяющие усовершенствовать процесс передачи информации и работы самого устройства.
Это таймеры конца фрейма, контролеры портов, схема PLL, восстановитель синхронизации битов, механизм последовательного интерфейса, MMU и встроенная RAM, ведомый интерфейс I2C, индикатор GoodLink, SoftConnect, обнаружители перегрузки тока, преобразователи напряжения. Все это позволяет облегчить работу ПК-пользователя, а также обезопасить процесс обработки информации, ее передачи и сохранения.
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 . 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:
- с ручным включением/выключением;
- автоматические;
- с использованием вакуумного способа включения.
Рассмотрим принцип работы каждого из перечисленных ХАБов, их основные достоинства и имеющиеся недостатки.
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, 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 , 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.
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).
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.
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 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.
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, будут автоматическая муфта.
