Новий коментар. Що таке хаб і як він працює? Що робить хаб
Багатьом цікавим є питання про те, що таке хаби і з чим їх вживають. Зараз розберемося у цьому питанні. Під хабом у випадку розуміється вузол будь-якої мережі. Цей термін має різне значення у різних галузях.
Використання хаба у різних галузях
Наприклад, у транспорті хаби – це вузли пересадки чи перевантаження, вузлові аеропорти. В енергетичній галузі це спеціальний центр, в якому один маршрут ділиться на кілька. На позашляховиках цим словом називається муфта вільного ходу, яка встановлюється на передній міст. У різних інтернет-мережах також використовують хаби. Що це таке в мережі "Фідонет"? Тут хаб - вузол, який служить передачі пошти. У мережі обміну файлами Direct Connect так називають мережевий сервер.
Але найширше поняття використовується в комп'ютерній техніці та інтернеті. Конкретний комплект мережевої апаратури ґрунтується на завданнях, які поставлені перед мережею, що проектується, і витратами на впровадження конкретного рішення. Важливим елементом таких завдань вважається вибір пристроїв, серед яких головну роль відіграють роутери, свитчі та хаби. Що це, ми спробуємо розібратися.
Хаби у комп'ютерних мережах
Технології побудови постійно розвиваються. Пристрої, що лежать на їх основі та застосовуються для організації зв'язку між комп'ютерами, називаються по-різному: хаб, свитч та роутер. Що це таке, ми й розглянемо докладніше.
Кожен із перелічених пристроїв виконує свою роль організації зв'язку між комп'ютерами мережі. Зовні вони можуть виглядати однаково: коробочки з металу невеликого розміру мають ряд портів або з'єднувачів, куди підключається Ethernet-кабель. Що стосується таких понять, як комутатор, концентратор, хаб, маршрутизатор, то вони нерідко використовуються як синоніми, проте це помилка. Все це різні пристрої.
Хаб
Одним із перших мережевих пристроїв є хаби. Що за прилади? Термін має англійське походження. Слово hub означає центр діяльності. Хаб або призначений для об'єднання комп'ютерів у просту однорангову мережу. У пристрої передбачено кілька портів, до яких можна підключити всі персональні комп'ютери мережі. Найчастіше для цієї мети застосовується кручена пара, яка обжата спеціальним чином.
Принцип роботи хаба
Розглянемо принцип функціонування мережного концентратора. У момент спроби доступу будь-якого з комп'ютерів мережі, обладнаної хабом, до іншого ПК, першим пристроєм надсилається на адресу мережевого концентратора спеціальний блок інформації, званий пакетом.
Спробуємо розібратися з прикладу схеми з трьома комп'ютерами. Допустимо, до пристрою приєднуються комп'ютери PC1, PC2 та PC3. Роль хаба полягає у розмноженні пакета даних від PC1 шляхом передачі його іншим пристроям, об'єднаним у локальну мережу, тобто PC2 та PC3. У момент надходження сигналу на комп'ютер PC3, для якого він і призначався, останній пересилає пакет у відповідь хабу. Цей пакет мережний концентратор знову надсилає всім мережевим комп'ютерам доти, доки відповідь від PC3 не повернеться до комп'ютера-відправника PC1.
Такою є приблизна схема інтерфейсу комп'ютерів, об'єднаних у локальну мережу, з хабом. Основний недолік таких мереж – надто багато пересилається інформації. Мережевий концентратор безперервно відправляє пакети даних всім пристроям комп'ютерної мережі, причому навіть у тому випадку, якщо адресатом є один конкретний ПК. У той же час комп'ютери отримують блоки інформації, які часто їм абсолютно не потрібні. Технологія на перевірку виходить дуже затратною. Ось чому зараз мережеві концентратори майже вийшли з вжитку. Натомість були розроблені найбільш інтелектуальні прилади - мережеві комутатори, які зазвичай називають свитчами.
Світч
Термін має англійську природу і означає перемикач або мережевий комутатор. Подібно до хабу свитч потрібен для з'єднання комп'ютерів в одній локальній мережі. Схема його з'єднання з комп'ютерами не відрізняється від схеми з мережевим концентратором. Просто замість хаба ПК підключаються до світчу.
Будучи зовні дуже схожим на мережевий концентратор, свитч має принципові відмінності від нього, що полягають у методі, яким інформація передається між комп'ютерами локальної мережі.
Після отримання пакета інформації від комп'ютера, мережевий комутатор, на відміну концентратора, не пересилає його всім ПК, що у мережі, а організує направлення пакета на адресу саме комп'ютера, котрим призначено посилка. Наприклад, коли PK1 направляє пакет інформації комп'ютера PK3, свитч організує передачу саме йому, минаючи PK2. Пакет у відповідь від PK3 мережевий комутатор теж повертає тільки відправнику пакета інформації - PK1.
Світч має здатність запам'ятовувати адреси всіх комп'ютерів, які підключені до його портів, і завдяки цьому може працювати регулювальником, передаючи інформацію лише на ПК адресата та ігноруючи інші.
В основу роботи мережного комутатора лягла таблиця спеціальних MAC-адрес мережевого обладнання користувачів у зовнішній та внутрішній мережі. У результаті пакет інформації, що потрапляє на кожен із портів, проходить порівняння з таблицею маршрутизації та пересилається на адресу порту, де розташована відповідна апаратура.
Роутер
Назва "роутер" породила англійський router. Це маршрутизатор, здатний організувати передачу інформації між двома чи більше локальними мережами. Крім того, у маршрутизаторі передбачені порти, які потрібні, щоб підключити до нього деякі інші пристрої за допомогою кабелю.
Принцип роботи маршрутизатора
Подібно до мережного комутатора, що зберігає таблицю зареєстрованих MAC-адрес, маршрутизатор як таблиця маршрутизації зберігає таблицю IP-адрес. Головне завдання роутера полягає у зберіганні цих даних та контролі за тим, щоб інші роутери знали про зміни в конфігурації мережі. Вирішується вона шляхом застосування для координації з іншими роутерами. При надходженні пакетів маршрутизатор останній використовує різні протоколи і критерії для визначення найкращого шляху пересилання пакета інформації адресату.
Роутер можна запрограмувати на включення багаторівневих правил, що визначаються змістом пакетів інформації, що надходять на нього. Маршрутизатор програмується так, щоб активувати систему захисту мережевого обладнання, транслювати мережеві NAT-адреси та являти собою мережеві сервіси DHCP.
Маючи інтелектуальну начинку, маршрутизатори входять до найскладніших мережевих пристроїв. Додатково до можливості перенаправляти трафік інформаційного пакета роутери можна використовувати для того, щоб здійснювати контроль трафіку в мережі. Крім цього, вони мають здатність реагувати на зміни в мережі, в динамічному режимі виявляючи їх, виробляти її захист із фільтрацією пакетів, обчислюючи пакети для блокування або пропуску.
USB-хаб
Крім мережевих концентраторів мережі Ethernet, термін "хаб" використовується стосовно технологій USB. Розробки нового обладнання пред'являють підвищені вимоги до рівня розвитку інтерфейсів комп'ютерної техніки. Дуже багато різноманітних комп'ютерних периферійних пристроїв, що підключаються за допомогою з'єднання USB, потребує спеціального пристрою, що дозволяє підключати кілька пристроїв одночасно через USB. Воно називається USB-хабом. Який принцип його роботи?
Є пристроєм невеликого розміру, що має кілька портів. Підключають через гніздо комп'ютера. Він дозволяє підключити до одного USB-порту ПК кілька USB-пристроїв.
Пристрій USB-хабу
Конструкція та влаштування хабів не відрізняються великою складністю. Вони покликані комутувати сигнали і видавати напругу живлення. Крім того, вони контролюють статус периферії, підключеної до них, повідомляючи хост про зміни.
До складу хаба входять два модулі - контролер та повторювач. Повторювач - це керований ключ, який з'єднує вхідний та вихідний порти. Він має можливість скидати і припиняти передачу сигналу. У контролер включаються регістри, що дозволяють взаємодіяти з хостом. Керуються регістри за допомогою спеціальних команд, що дозволяють проводити налаштування концентратора, контролювати стан і змінювати параметри низхідних портів. Можна використовувати хаб підряду, коли пристрої включаються послідовно.
Види USB-концентраторів
Один з таких видів – внутрішня карта на системній шині. Вона служить для того, щоб підключати USB-пристрої до материнської плати. Робиться це за допомогою карти USB PCI, яка встановлюється на вільне місце шини PCI, що знаходиться прямо на материнській платі. Цей вид USB-хаба найкраще використовувати тим, хто знайомий із пристроєм комп'ютера. Тим, хто не має досвіду, краще зупинитись на іншому вигляді.
Інший вигляд – це зовнішній USB-хаб без живлення. Такий пристрій є простим та відносно недорогим. Цей різновид USB-хаба з'єднується з USB-портом комп'ютера. Такий пристрій відмінно підходить для власників ноутбуків. Для користувачів домашніх комп'ютерів також можливе використання такого USB-хаба, проте при цьому потрібно брати до уваги, що ряд пристроїв, що підключаються до комп'ютера, потребує живлення, що подається через USB-порт. Даний вид концентраторів не здатний запитати відразу кілька таких пристроїв. У цій ситуації найкраще задіяти харчові хаби. Що це за прилади та чим вони відрізняються від пристроїв без живлення?
У живлення USB-концентратора принцип роботи такий самий, як і у хаба без харчування. Відмінність полягає в тому, що він може вмикатися в розетку. Це дозволяє забезпечувати повноцінне живлення всіх пристроїв, що підключаються через ЮСБ. Найбільші хаби USB – семипортові.
Ще один вид такого пристрою – комп'ютерна плата USB. Цей пристрій підходить для користувачів ноутбуків. Воно приєднується до спеціального USB-порту, що знаходиться на корпусі ноутбука і дає можливість використовувати два порти замість одного.
Ми випробували п'ять видів хабів для автомобіля УАЗТекст: Євген Константинов
Фото: Олександр Давидюк, Андрій Хорьков, Олександр Іванов
Розмістивши у своєму журналі рекламу хабів бразильської фірми AVM, ми раптом замислилися: що це за південно-американський звір, і чи справді він такий гарний? А раптом ми самі того не підозрюючи обманюємо читачів? Але це все лірика... Втім, «фізичний» бік «похабного» питання теж аж ніяк не пустий. Особливо для тих, хто їздить на УАЗах. Адже, незважаючи на те, що для цієї марки сьогодні випускається кілька видів ступичних муфт, «уазовською спільнотою» ідеальними вони не визнані. Більш того, серед власників ульянівських всюдиходів ступичні замки вважаються однією з найпристойніших тем для світської бесіди.
В результаті дослідження ринку в центрі нашої уваги виявилося п'ять типів хабів для автомобіля УАЗ (ми розглядали лише варіанти, які можна знайти у вільному продажу). Один – можна сказати, історичний. Для його включення-вимикання необхідні аж два ключі та кілька хвилин вермені. Інші хаби керуються не в приклад простіше: досить повернути зовнішню ручку менше ніж на півоберта зі становища 4х2 в 4х4, і все тут же має статися. Це теоретично. А в житті все залежить від того, наскільки чітко працює прихований з очей геть механізм із пружиною, двома шліцевими втулками та двома групами напрямних. До речі, незважаючи на те, що всі чотири моделі сконструйовані за єдиним принципом, вони сильно відрізняються в деталях та особливостях виготовлення.
|
|
Найдавніший хаб виробництва УАЗ, що веде історію ще від ГАЗ-69. Такі "вимикачі" досі штатно ставляться на автомобілі вантажного сімейства. У зачеплення входять дрібні гострі шліци на корпусі муфти та на внутрішній втулці. Остання за внутрішніми шліцами надівається на піввісь і прикручується спеціальним болтом. Завдяки йому все й працює. Цей варіант муфти найбільш доступний як у магазинах, так і за ціною (500 рублів за пару). |
 |
У наші дні «Сімбіри» та «Хантери» у стандартному варіанті комплектуються муфтами ЕЛМО, зробленими у Стерлітамаку. Вони найбільш поширені серед уазовських «швидких вимикачів» і набагато частіше за інших зустрічаються у вільному продажу. Випускаються ЕЛМО у двох варіантах: з декоративним металевим ковпаком та без нього. Відмінностей між ними, за винятком цього самого ковпака та ціни (920 і 960 рублів за пару відповідно), жодних. |
 |
Дуже схожі зовні на попередній варіант хаби СТЕД, які випускають в Уфі, але, якщо придивитися, неважко помітити відмінності в дизайні та ретельності виготовлення. Трапляються у продажу нечасто, зате коштують трохи дешевше - за пару просять 850 рублів. |
 |
Муфти СТЕЛМ теж купиш не в будь-якому магазині. Від решти вони відрізняються конусоподібною формою корпусу і світло-сірим кольором. До того ж помітно легше за інших піддослідних. Виробляють їх, як і попередній варіант, в Уфі, але при цьому вони мають помітну різницю в ціні. За пару з нас попросили просто апокаліптичну суму – 666 рублів. |
 |
Єдині у нашій колекції хаби закордонного виробництва легко впізнати з першого погляду. Справа навіть не в буквах AVM. «Зарубіжність» видно по полірованій кришці та інших приємних дрібницях. Відчутна осмислена робота дизайнера. Бразильські хаби продаються в запечатаній картонній коробці, яка містить дві муфти, інструкцію, набір гвинтів для кришки та дві картонні прокладки. Ціна комплекту – 180 доларів, що у перекладі становить трохи більше ніж 5 тисяч рублів. |
"І навколо алюміній, алюміній ..."
Зібравши таку багату колекцію хабів, не можна було не зацікавитись їх внутрішнім пристроєм... Насамперед ми відкрутили кришки від корпусів. І що ж? Механізми трьох російських виробів виявилися практично взаємозамінними (причому як цілком, і частинами). А в уфімської парочки взагалі виявилося все абсолютно однаковим. Натомість «бразилець» та «радянський ветеран» продемонстрували яскравий індивідуалізм і самобутність, що вилилися в стовідсоткову неповторність компонентів.
Що стосується матеріалів, що використовуються, то тут найбільше нас здивували СТЕЛМ, які приховують під акуратною сірою фарбою «стратегічний запас силуміну». Зі сплаву, про «міцність» якого ходять легенди, відлиті і корпус (безпосередньо бере участь у передачі моменту, що крутить!), і кришка. Ось вам і розгадка того, чому сірий (мається на увазі колір) хаб важить всього 800 грамів. І це при тому, що у решти цей параметр коливається біля позначки 1100 грамів, а СТЕД взагалі тягне на всі 1200. Втім, силумін ми знайшли навіть у ньому – з нього виготовлені деталі механізму перемикання. У ЕЛМО до легкосплавних деталей додалася ще й кришка. Щоправда, вона не несе жодного навантаження. У AVM кришка теж виявилася з алюмінієвого сплаву, а механізм перемикання із пластику. Втім, шліцеві втулки у всіх п'яти випадках виявилися сталевими (як і пружини). Єдиний ступичний замок, виготовлений повністю із заліза та його похідних – уазовський хаб старого зразка.
За ретельністю обробки поверхонь та взагалі культурою виготовлення на першому місці виявилися «бразильці». Втім, пам'ятаючи про те, скільки коштують AVM, у цьому не варто було сумніватися. Щоправда, й тут не обійшлося без маленької ложки дьогтю. Один із гвинтів для кріплення кришки виявився... без різьблення. Точніше, замість різьблення його поверхня була вкрита рівними кільцевими канавками.
Найбільшою акуратністю обробки з російських хабів відзначилися, як це не дивно, силумінові СТЕЛМ. Нас це дуже здивувало. Особливо, якщо врахувати, що такі самі деталі всередині «сталевого уфимця» виявилися оброблені дуже погано. Задирки, іржа, окалина... Задирки і погано відшліфовані поверхні виявилися і в стерлітамакських муфтах (найдорожчих з російських), але якість обробки тут все-таки вища. Щоправда, в одній із нових муфт було зірване різьблення, через що кришку можна було закрутити на п'ять гвинтів із шести.
У муфтах старого зразка зіпсувати щось складно, так само як і здивувати високими технологіями. Але зазначимо, що внутрішню втулку екземпляра, що дістався нам, схоже, не обробляли на верстаті, а гризли зубами якісь гобліни! Також виявилися сторонні ризики та вм'ятини на робочих поверхнях шліців. На цьому тлі злегка збитий захід різьблення на кришці був сприйнятий просто як безневинна витівка виробника.
Але не думайте, ми не просто розбирали і розглядали внутрішній устрій «замків», ми постійно щось крутили пустотливими ручками. Ну і врешті-решт докрутилися... Спершу в посадковому місці на корпусі заклинило шліцьову втулку в одного зі СТЕД, а потім аналогічна неприємність трапилася і з ЕЛМО. Загалом, щоб не зірвати закінчення експерименту, їх повністю довелося розбрати і, подивившись «якості» поверхонь, що труться, зібрати назад. Втім, подібна прикрість не фатальна. При роботі на автомобілі всі поверхні, що труться, з часом припрацюються.
У від'їжджі поля!
Щоб виявити плюси та мінуси хабів у реальній експлуатації, беремо всю колекцію та виїжджаємо у засніжене поле. Програма проста: встановлюємо пару випробуваних хабів на передню вісь, катаємося по цілині і пробуємо включити їх після того, як задні колеса забуксували. Для набору статистики проводимо серію таких включень.
І наша праця не пройшла даремно: з'ясувалося багато цікавого. Так, наприклад, для встановлення хабів AVM необхідний шестигранний ключ на 1/8 дюйма (щоб спочатку відкрутити, а після затягування ступичних болтів закрутити блискучі кришки). У комплекті цього інструменту немає та й у продажу знайти непросто. Але, з іншого боку, нестандартні гвинти кришки частково виконують функцію секретів для красивих імпортних муфт. В іншому ж «бразильці» клопоту не завдали. Під час встановлення все (включаючи власні прокладки) підійшло просто ідеально. Зразкову чіткість показали вони у роботі. Завдяки дрібним шліцям з явно вираженими заходами, бразильські муфти включаються та вимикаються миттєво, достатньо повернути ручку у відповідне положення. З усіх учасників тесту лише з ними не сталося жодної осічки.
Як виглядає невключення хаба? Та огидно... Ви заїжджаєте у сніг і зупиняєтесь (задні колеса починають буксувати). Виходьте, повертаєте ручки на передніх маточях у положення 4х4, повертаєтеся за кермо, вмикаєте важелем передній міст і, увімкнувши відповідну передачу, наступаєте на педаль газу. Але замість очікуваного руху звідкись із району переднього колеса лунає тріск, а машина залишається на місці (задні колеса буксують). Що робити у такому разі? По суті нічого надприродного. Витиснути зчеплення і спробувати рушити ще раз. Зазвичай все виходить. Принаймні ми з другої спроби виїжджали завжди.
Лідером з неспрацьовування з першого разу виявився СТЕД. З ним зайві рухи тіла доводилося робити більше ніж у половині спроб. Елмо не включалися з першої спроби трохи рідше, але теж майже через раз. Зате дешеві СТЕЛМ, на загальне подив, ледве не наздогнали дорогих «бразильців». Вони не зволили миттєво включитися лише двічі з кількох десятків спроб!
Аналізуючи результати, ми зробили висновок, що в першу чергу для чіткості включення важлива форма шліць, що беруть участь у зачепленні, а при однаковій формі – чистота обробки поверхонь. Однак серед піддослідних знайшлася і модель, для якої це все не має значення. Муфти старого зразка включаються завжди, до того ж зримо. Щоправда, процес це досить нудний, але, закрутивши втулку на 13 обортів, можна бути впевненим, що муфта включена намертво. Щоправда, можливий варіант, коли зуб потрапляє на зуб і зачеплення не відбувається. Закручувати силою марно. Як показав експеримент, зуби вминатимуться один в одного, але в зачеплення не увійдуть. Набагато ефективніше трохи відпустити затягування і пальцями повернути втулку в потрібне положення. Або крутити передній кардан. Єдине положення, в якому увімкнути стародавню конструкцію неможливо, - це під водою або в рідкому бруді. Справа в тому, що відкручений ковпачок відкриває вільний доступ рідини всередину муфти і далі - до підшипників і міст.
І ще кілька спостережень. Найлегше перемикаються сталеві уфімські муфти, чия поворотна ручка дозволяє братися за неї голою рукою на 15-градусному морозі, не відчуваючи дискомфорту. Такі самі перемикачі на силумінових поверталися помітно тугіше, причому на одному з хабів не спостерігалося чіткої фіксації в положенні 4х4. Найнеприємнішими перемикачами оснащені ЕЛМО: їхні силумінові ручки з гострими гранями вимагають застосування найбільшої сили для повороту. Що ж до AVM, то у них більш чітка фіксація ручки в крайніх положеннях, при цьому сама вона зручна і вимагає трохи більших зусиль, ніж у СТЕД.
Як я вже казав, з установкою всіх типів хабів на вісь, за винятком того, що куплені в магазині прокладки злегка не збіглися за розміром з фланцем маточини, і знадобився спеціальний ключ для AVM, складнощів у нас не виникло. А ось при знятті завдання підкинули СТЕЛМ: центруючий поясок на їхньому фланці, мабуть, виявився товщі ніж треба, і його заклинило в маточині.
Жахливі страхи
Хаби - це не тільки цінне хутро... У сенсі, що, крім іншого, вони повинні служити надійними торцевими кришками для мосту, перешкоджаючи попаданню води при проїзді бродів. Чи справляються наші піддослідні із цим завданням? Як водну перешкоду ми взяли... відро і, регулюючи в ньому рівень за допомогою гуртка, по черзі опускали в купіль ступичні муфти по фланець. Потім перемикали їх кілька разів, не виймаючи з води, і нарешті залишали у спокої на 10 хвилин. Варто обмовитися, жодної додаткової обробки мастилом ми не проводили.
Скажу відразу, абсолютно сухим вийшов із води лише СТЕД. Як ми його не крутили, за 10 хвилин він не набрав жодної краплі. Це, на щастя, компенсує одну його конструктивну особливість: у нього, як і «ветерана», внутрішній простір вільно повідомляється з мостом. В інших же хабах потоку води ще доведеться долати вузьку щілину між корпусом і внутрішньою втулкою, що обертається. До речі, «військовий вимикач» також можна вважати стовідсотково водостійким: при закрученій від руки по сухому різьбленню кришці він почав пропускати воду (по краплі) лише до кінця десятої хвилини. Очевидно, що при змазаному різьбленні та затягуванні ключем вода всередину не потрапляє взагалі.
Інші три типи хабів набирають воду через ручку перемикання. СТЕЛМ почав протікати через дев'ять хвилин. А ось результати AVM та ЕЛМО неприємно здивували. Ці хаби при перемиканні під водою починають текти. Роблять вони це на перший погляд неспішно, але через 10 хвилин "бразилець" виявився заповнений наполовину, а наш - практично повністю. Якщо ж хаби не перемикати, то протікання у «стерлітамака» починається через 2 хвилини, а у AVM – через 2 з половиною. І ще одне спостереження. На відміну від російських виробів, бразильський має наскрізні отвори в корпусі для гвинтів кришки. Тому дуже важливо, щоб усі ці гвинти були повністю закручені та добре затягнуті. Інакше – потоп!
Після водних процедур ми відправили піддослідних на кілька годин до морозильної камери. І що ж? Ви не повірите, але всі перемикачі вкрилися крижаною кіркою! Вони зовсім не хотіли повертатись. Лід довелося сколити, але і тоді з усіх перемикачів від руки повернувся лише AVM. Щоправда, його замерзлий механізм спрацював не миттєво – довелося зробити кілька обертів внутрішньої втулки, перш ніж пролунало характерне замикаюче клацання. Вітчизняні хаби всередині замерзли, мабуть, не так сильно й увімкнулися відразу. Ось тільки повертати ручки завжди довелося пасатижами. Просто так вони не піддавалися. Елмо так і зовсім довелося крутити вдвох.
Модель хаба
Зовнішня втулка
Внутрішня втулка
Знання сила
Ну ось, майже все ясно. Залишилося лише за допомогою спеціальних приладів визначити міцність хабів та твердість робочих поверхонь шліцевих втулок.
Почали з твердоміра. Ми, звичайно ж, очікували, що метал шліцьових втулок виявиться різним, але щоб до такого ступеня... Найтвердіша сталь виявилася біля бразильського виробу. Майже така сама твердість у шліцевих втулок СТЕД. Трохи поступаються їм втулки у ЕЛМО. А ось сталь муфт старого зразка виявилася сирою. Але найгірше виявився метал у СТЕЛМ. Цвяхи і ті твердіші! Так, при стандартному вимірі твердості за Роквелом прилад показав на шліцах внутрішньої втулки твердий нуль! Щоб отримати хоч якийсь результат, довелося її заміряти Брінелем. А тим часом цей спосіб зазвичай використовується для м'яких кольорових металів. Однак у цьому випадку перед нами було залізо, якщо, звичайно ж, не збрехав магніт.
Випробування на міцність зажадало розробки та виготовлення спеціального пристрою, що загалом нагадує масивний токарний верстат з важелем. У пристрої закріпили піввісь з одягненим на неї хабом, зафіксували за допомогою спеціального барабана і стали закручувати систему, що вийшла, спостерігаючи, як зростає навантаження на динамометрі.
Почали із сірого «уфимця» (заздалегідь слабкої ланки). Те, що ця муфта зламається, ніхто не сумнівався. Але як вона це зробила! До останнього моменту вона нічим себе не видавала. Навантаження зростало рівномірно і впевнено, але, тільки-но показання динамометра досягли позначки 3500 Нм, пролунав... вибух (від хаба навіть потягнувся димок). Яке ж було наше здивування, коли, розібравши систему, ми вийняли муфту з корпусом, що розвалився на частини. Матеріал виявився не просто силуміном, а низькоякісним силуміном (сколи оголили різноманітність раковин різного розміру).
Бразильський хаб ми «заправляли» у верстат приблизно з тим самим почуттям, з яким сибірські мужики пхали рейку під японську бензопилу. Ось тільки результат виявився несподіваним. Ми знали, що щось не витримає. Але хаб чи піввісь? При навантаженні 4100 Нм пролунав перший легкий «хрус». Крутимо далі. І ось на позначці 4250 лунає тріск, свист і брязкіт вибитого скла. Зрізало 8 гартованих болтів М8, що утримують... маточину на барабані стенду! Їхні уламки і вистрілили, зробивши легкі руйнування в приміщенні. Піввісь залишилася ціла, хаб теж не постраждав, але «руйнівні» випробування зразків, що залишилися, проводити було нема на чому...
Цар-дзвін та інші
Ви напевно чекаєте на висновки і результати? Цього разу все очевидно. Для сірого хаба, мабуть, доведеться виділити спеціальну полицю, щоб він стояв там, як Цар-дзвін. Даремно смієтеся, ні на що інше СТЕЛМ за великим рахунком не придатний - підведе у найвідповідальніший момент.
Муфта старого зразка, незважаючи на якість матеріалу та виготовлення, надійна. Але при цьому вона дуже незручна у перемиканні. Її установка на машину має сенс тільки для дуже працьовитих (або якщо цей УАЗ завжди їздить з підключеним мостом).
Що ж до інших муфт, то всі вони вимагають доопрацювання, щоправда, по-різному. Найближчим до ідеалу виявилися AVM. З ними все просто: перевірити всі гвинти на наявність різьблення, придбати ключ-шестигранник і, розібравши перемикач, змастити його деталі тонким шаром мастила жирного водостійкого.
Такої ж гідроізоляції вимагають і ЕЛМО. До того ж, щоб домогтися чіткішого включення, цю муфту доведеться повністю розібрати на окремі деталі і відшліфувати робочі поверхні оксамитовим надфілем і шкіркою. Правда, у моделі все одно залишиться одна незручна незручність - тугий і неприємний на дотик перемикач.
СТЕД потребує шліфування ще сильніше (цей процес займе більше часу, ніж шліфування разом із гідроізоляцією у попередньому випадку). До того ж доведеться упорядкувати внутрішній посадковий поясок під пружину на великій втулці. Через його щербату поверхню нам не вдалося як належить зібрати розібрану по гвинтиках муфту і змусити її працювати.
Концентратор – це дуже широке поняття. Його використовують у мережевої термінології. Також, наприклад, існує поняття Це пристосування, яке
Використовується для підключення до одного порту різних USB-пристроїв. Але це не весь спектр можливостей застосування концентраторів різної природи.
У будь-якому проекті, що розвивається, в інформаційному сегменті ринку рано чи пізно виникає завдання об'єднати певну кількість розрізнених пристроїв обробки даних. Це завдання легко може вирішити грамотно побудована мережу. Для реалізації цього завдання існує досить багато технологій. Почавши планувати побудову своєї мережі, ви повинні одразу визначити, які пристрої для агрегації інформаційних потоків використовуватимуться у процесі підтримки працездатності мережевих з'єднань. (Хаб) - це один з таких пристроїв.
Головна відмінна риса від комутатора, яку має хаб - це його особливість трансляції. У нього всі порти мають однакові права. Тому, отримавши інформаційний потік по одному з них, він забезпечує його трансляцію на решту активних портів. Грубо кажучи, щоб розібратися, що таке хаб, необхідно усвідомити його суть. Це повторювач, розрахований на велику кількість портів та має корисну функцію автосегментації. Автосегментація – це процес автоматичного управління несправними портами (процес передачі на несправний порт дає початок іншому процесу – оголошення порту неактивним). Надалі, якщо несправність усувається, порт знову стає активним режимом.
Це і є відповідь на питання про те, що таке хаб і чим він відрізняється від комутатора. Властивості мережевого концентратора дозволяють значно підвищити загальний рівень надійності та стійкості до відмови мережі. Тим більше, що вирішення всіх колізій і забезпечення загального контролю за станом приєднаних каналів покладено безпосередньо на сам пристрій без залучення додаткових потужностей, як програмних, так і апаратних.
Хаби можна поєднувати один з одним, що дозволяє будувати мережі абсолютно будь-яких топологій та розмірів. Також вони дозволяють здійснювати магістральні з'єднання між собою, забезпечуючи цим реалізацію топології «шина». Але концентратори мають один істотний недолік: вони сильно залежать від яких застосовуються, тобто не є універсальними. Так, кожної топології випускаються свої види концентраторів.
Загалом, щоб остаточно розібратися, що таке хаб, необхідно зрозуміти одне - він дозволяє об'єднати окремі пристрої, що входять до складу мережі, в одну глобальну робочу групу (а точніше локальну).
Ми спробували розібратися загалом, що таке хаб і "з чим його їдять". p align="justify"> Багатофункціональність і широка застосовність роблять концентратори широко поширеними на сучасному ринку інформаційних технологій. З їхньою допомогою можна вирішувати найскладніші завдання щодо побудови і не тільки їх.
USB-хаб (або USB-концентратор) є пристроєм, за допомогою якого можна розширити порт USB на кілька доступних портів підключення до хост-системи. USB-хаб дозволяє розширити можливості одночасного використання різних технологій при нестачі USB-портів. З'являється можливість підключення максимальної кількості необхідних пристроїв, таких як комп'ютерна миша, сканер, клавіатура, модем, зовнішній залізничний, кулери, лампи і т.д.
USB-хаб може бути вбудований або зовнішній, що спричиняє характер використання концентратора. Більшість USB-хабів вбудовані та є частиною системного пристрою, за допомогою якого здійснюється підключення будь-якого USB-пристрою до картки USB PCI (материнської плати). У цьому випадку USB-хаб встановлюється у слот PCI безпосередньо на материнській платі.
Вбудований USB-хаб використовують у ноутбуках, що дозволяє додаткових USB-підключень. Це може бути вбудована комп'ютерна карта, що є альтернативою USB-хаба, або зовнішній USB-концентратор. Якщо USB-порт ноутбука розташований у важкодоступній частині системного блоку, USB-хаб використовується з подовжувачем.
Зовнішній USB-хаб може бути неживлюваним (є звичайним розгалужувачем) і живильним (оснащений блоком живлення від електромережі, і здатний витримувати потужність струму до 500мА). Останній є більш практичним, оскільки більшість пристроїв, що під'єднуються до USB-портів вимагають електроживлення, а хаб, що живиться, дозволяє перерозподілити напругу, що покращує роботу комп'ютерів.
Принцип роботи USB-хабу досить простий. Залежно від схеми розподілу від центру обміну концентратор дозволяє працювати включеним до нього механізмам як окремо, так і узгоджено, залежно від режиму доступу. USB-хаб може розширювати мережу до 127 портів.
Якщо принцип дії мікросхеми хаба має фізичний макет "зірки", то всі USB-підключення працюватимуть від центру автономно, не перемикаючи один одного. У разі послідовного з'єднання від шини центрів живлення може перемикатися. Існують також концентратори, розроблені за схемою «спрут» та «кальмар», що дозволяє з'єднувати різні USB-вузли, що знаходяться близько один від одного. Такі з'єднання зазвичай не мають проблем блокування один одного.
Сучасні USB-хаби представлені безліччю моделей: від класичних функціональних концентраторів у вигляді коробочки до стильних та оригінальних дизайнерських гаджетів. Всі вони відрізняються високою швидкістю передачі даних, а також мають додаткові функції, що дозволяють удосконалити процес передачі інформації та роботи пристрою.
Це таймери кінця кадру, контролери портів, схема PLL, відновник синхронізації бітів, механізм послідовного інтерфейсу, MMU та вбудована RAM, ведений інтерфейс I2C, індикатор GoodLink, SoftConnect, виявники навантаження струму, перетворювачі напруги. Все це дозволяє полегшити роботу ПК-користувача, а також убезпечити процес обробки інформації, її передачі та збереження.
Останнім часом акценти престижності у власників автомобілів неухильно зміщуються у бік позашляховиків, деякі моделі яких цінуються вище, ніж горезвісні Мерседеси та БМВ. Воно і зрозуміло: солідне на вигляд авто, до того ж чудово пристосоване для наших доріг, які людина з-за кордону навряд чи відрізнить від бездоріжжя. Але є у позашляхових транспортних засобів і недоліки, особливо у тез, які не можуть похвалитися повним приводом, що не відключається. Втім, і у передній міст, що відключається при русі по трасі, залишається навантаженим - це стосується і півосей, і карданного валу, і редуктора, і роздатки. Усі вони обертаються «вхолосту», оскільки жорстко пов'язані з передні колеса. Це збільшує знос вищезгаданих вузлів і призводить до помітного зростання. Цю проблему і покликаний вирішувати ХАБ, який офіційно називається муфтою вільного ходу.
Як вибирати Хаби на позашляховик.Для чого потрібний ХАБ для позашляховика
Виявилося, для задньопривідних машин, якими стають позашляховики при відключенні повного приводу, є досить просте та елегантне рішення, як відключити колеса від інших вузлів трансмісії. Це і є відповідь на запитання, що таке ХАБ на позашляховику. Технічно реалізувати таку функцію не так вже й складно. Справді, подібні спроби робилися досить давно. Зокрема, до Другої світової війни це можна було зробити вручну, використовуючи звичайний гайковий ключ. Безумовно, це було незручно, тому пошуки способів легшого відключення переднього мосту тривали багатьма виробниками повнопривідних авто (більшість яких на той час була зосереджена за океаном).
І в 1948 році з'явилася муфта вільного ходу, сконструйована відомим новатором-винахідником Альбертом Варном, яка дозволила дати друге життя армійським джипам, списаним після закінчення військових дій. При використанні такого пристрою ніяких інструментів вже не потрібно - достатньо було повернути в потрібний напрямок кришку муфти, щоб відключити або привести в дію обгінні ексцентрики. Не дивно, що невдовзі цей недорогий, технічно нескладний і досить надійний пристрій було взято за основу багатьма автовиробниками. Окрім американських компаній (Jeep, Ford, Chevrolet), винаходом зацікавилися японські автоконцерни – Toyota, Nissan, Mazda, Mitsubishi, Suzuki, а згодом і корейські, а також автовиробники зі Старого Світу.
Класифікація ХАБів
У англійській це слово має кілька значень, одне з яких – «ступица». І саме це значення і стало загальновживаним щодо муфти вільного ходу, яку можна відключати разом з повним приводом при поїздках на трасах, що не вимагають збільшеного моменту, що крутить. Однак, незважаючи на простоту ідеї, способів її реалізації було вигадано чимало. Але нині найбільш уживаними є ХАБи трьох типів:
- з ручним включенням/вимиканням;
- автоматичні;
- із використанням вакуумного способу включення.
Розглянемо принцип роботи кожного з перерахованих ХАБів, їх основні переваги та недоліки.
Конструктивно це найпростіші муфти, тому саме про них говорять, як про найнадійніші. Тут блокування маточини здійснюється за допомогою шестірні, що з'єднує колесо зі маточкою. Шестерня увійшла в зачеплення - передній міст виявляється навантаженим, вийшла з зачеплення - передні колеса обертаються виключно на підшипниках, не передаючи зусиль на піввісь і далі ланцюжком. Увімкнувши ручний ХАБ, ви отримуєте стовідсоткову гарантію, що незалежно від зовнішніх умов передній міст у вас не відключиться. Виїжджаючи під гірку, ви можете не сумніватися, що якщо двигун із завданням не впорається, не буде відключений, як це трапляється з ХАБ інших типів.
Незважаючи на надійність, в даний час ручні муфти на серійні авто практично не встановлюються, але оснастити свій позашляховик таким пристроєм можна і самостійно - дана процедура не набагато складніша, ніж демонтаж колеса. Найвідомішими виробниками ХАБів з ручним перемиканням вважаються бразильська компанія AVM і американська WARN, хоча такі муфти роблять і в Південній Кореї, і в Росії, і в Україні. Зрозуміло, що американські ХАБи найякісніші, але й коштують вони набагато дорожче за аналоги, хоча принцип дії у всіх подібних пристроїв практично однаковий. Останнім часом ручні муфти вільного ходу придбати стає все складніше, оскільки більшість виробників віддає перевагу випуску автоматичних хабів, що користуються набагато більшою популярністю. Основна причина такого користувальницького перекосу і є головним недоліком ручних пристроїв: для їх включення/відключення необхідно виходити з нього і вручну вводити муфту в зачеплення, якщо ви збираєтеся з'їхати з траси на бездоріжжя, або робити зворотну операцію при виїзді на трасу.
На ХАБах, що поставляються із далекого зарубіжжя, є два написи: «Lock» та «Free». Перша позначає жорстке зачеплення колеса зі маточкою, і тільки після переведення муфти в цей режим можна включати повний привід. Якщо ж рух по дорозі з твердим покриттям, коли повний привід не потрібен, його вимикають, а щоб знизити навантаження на диференціали, переводять муфту в положення «Free». В останньому випадку після тривалої їзди бездоріжжям ХАБ може сильно нагрітися, тому перемикати його необхідно в рукавичках або використовуючи спеціальний ключ (деякі виробники включають його в комплект поставки).
Як ми вже писали вище, принцип роботи ручних муфт полягає у використанні шліцевого з'єднання. Одна із шестерень жорстко закріплена на півосі, інша, рухлива – на маточині. Повертаючи перемикач ХАБа в положення «Lock», ви за допомогою потужної пружини пересуваєте рухливу шліцеву втулку до внутрішньої нерухомої шестерні, вводячи пару в зачеплення. Повертаючи перемикач у положення «Free», ви робите протилежну операцію. Як бачимо, пристрій дійсно дуже простий, і тому дуже надійний - швидше за все, в процесі експлуатації автомобіля ви будуть змушені поміняти маточину, ніж муфту. Різниця між виробами від перерахованих вище виробників полягає в матеріалах виготовлення та особливостях реалізації базового принципу. Зокрема, в українських ХАБах встановлені дві пружини, що впливають на циліндричні шпонки, у муфтах від інших виробників використовується одна пружина.
Переважна більшість позашляховиків, конструкція яких передбачає наявність муфти вільного ходу, комплектується саме такими пристроями. Принцип роботи автоматичних ХАБів полягає в тому, що при включенні переднього приводу момент, що крутить, починає передаватися на передній кардан. Цей момент автоматичними муфтами вловлюється на початку обертання шрусів, що є сигналом для здійснення блокування муфти. Зворотна операція здійснюється після вимкнення переднього приводу. І хоча тут не потрібно залишати автомобіль і руками виводити шестерні з зачеплення, для вимикання муфти потрібно зробити ряд нестандартних дій:
- зупинити позашляховик;
- вимкнути ПП;
- увімкнути задню передачу та проїхати кілька метрів (3-5).
Якщо просто відключити передній міст, передній кардан відключиться від заднього, проте передній міст продовжить обертатися, що рухається колесами, з якими він пов'язаний. Зміна напрямку руху якраз і потрібна для того, щоб автоматика розпізнала, що шруси почали обертатися у зворотний бік. Автоматична робота ХАБ є його основною і, мабуть, єдиною серйозною перевагою. А тепер про недоліки:
- така конструкція не оберігає деякі деталі від стирання при їзді на задньому приводі (наприклад, у позашляховиках Kia Sportage досить швидко зношуються обойма зачеплення муфти, виготовлена з пластику, а також тришипове кільце, виготовлене з силуміну). В результаті одного разу при спробі включення повного приводу ви зазнаєте невдачі, оскільки ХАБ просто не вистачить вільного ходу, щоб здійснити зачеплення між колесом і шрусом;
- автоматична муфта не в змозі забезпечити надійне блокування. Якщо ви, наприклад, не зможете піднятися на крутий схил, під час здачі позашляховика назад на нейтралі відбудеться відключення ХАБ. Щоб його включити, потрібно змінити напрямок руху на протилежний. Але в деяких випадках ви просто не зможете цього зробити. Наприклад, якщо скотилися на ділянку бездоріжжя з брудом або глиною, і для включення ХАБ вам потрібно проїхати вперед кілька метрів.
Втім, ті водії, які вже випробували їзду на автоматичній муфті, навряд чи захочуть міняти її на ручний пристрій, незважаючи на його абсолютну надійність. Адже відключення ХАБу відбуваються нечасто, а виходити для цього із позашляховика – не комільфо, особливо в негоду.
Такі пристрої вважаються найбільш досконалими з технічного погляду різновидами автоматичних ХАБів. Тут їхнє включення забезпечується електронікою, що реагує на включення повного приводу. В останньому випадку приводиться в дію вакуумний насос. Використовуючи розрідження, створюване у вхідному колекторі, він відсмоктує повітря системою трубопроводів з муфти, що і стає причиною входження шестерні в зачеплення і жорсткому блокуванні колеса зі шрусом. Якщо повний привід вимикається, вакуумний насос нагнітає повітря в магістраль, впливаючи на рухому шестерню у зворотному напрямку та виводячи її із зачеплення. Таким чином, принцип роботи вакуумного ХАБ виключає необхідність зміни напрямку руху для виведення муфти з зачеплення – тут все відбувається автоматично.
Але й тут є низка недоліків. По-перше, це значно більша вартість таких ХАБів. По-друге, самостійна їх установка досить складна, оскільки вимагатиме внесення змін до роботи багатьох інших вузлів. По-третє, надійність таких пристроїв ще менша. ніж у звичайних автоматичних муфт, оскільки робота вакуумного ХАБ залежить від герметичності відповідних трубопроводів і сальників. У міру їхнього зносу в магістраль починає потрапляти бруд, вода, тиск вакууму поступово падає, і в один не дуже гарний момент ви просто не зможете ввімкнути/вимкнути муфту. Тобто тепер вам доведеться регулярно стежити за станом трубопроводів та сальників, не допускаючи втрати герметичності. Швидше за все, сукупність цих трьох недоліків і спричинила малу затребуваність вакуумних хабів.
Плюси та мінуси застосування муфт вільного ходу
Багато водіїв позашляховиків не зовсім добре уявляють собі, навіщо взагалі потрібні ХАБи. Тому зупинимося докладніше на основних перевагах та недоліках цих пристроїв:
- при відсутності муфти вільного ходу відключення повного приводу не означає, що передня піввісь не буде обертатися, адже вона передає рух і на кардан, і на редуктор, який, у свою чергу, змушує обертатися шестірні роздатки, причому вхолосту. Іншими словами, відсутність ХАБ призводить до зменшення ресурсу трансмісії (насамперед) і силового агрегату;
- можливість повного відключення маточини від шрусів дозволяє поліпшити розгінні здібності позашляховика, одночасно суттєво зменшується тертя під час руху автомобіля накатом;
- за деякими підрахунками, ХАБ до одного літра пального на кожні 100 кілометрів шляху.
Є у цих пристроїв і очевидні конструктивні недоліки, які поки що усунути технічно неможливо. Йдеться про те, що в деяких ситуаціях ви не зможете увімкнути повний привід:
- з'їжджаючи з асфальту на ґрунтову дорогу;
- коли позашляховик заїжджає на досить високий бордюр;
- якщо під час руху трасою сухі ділянки чергуються із засніженими.
Так що вирішувати, чи потрібен вам ХАБ, доведеться, зваживши всі вищезгадані плюси та мінуси.
Нюанси вибору ХАБ для позашляховика
Але якщо ви твердо впевнені, що для вашого автомобіля муфта вільного ходу потрібна, доведеться вирішити іншу дилему: який саме пристрій віддати перевагу, ручний, автоматичний або вакуумний. Втім, відіграє роль і конкретна модель позашляховика – не всім з них випускаються ХАБи певного виду. І все ж таки головний фактор, що визначає вибір – це умови експлуатації автотранспортного засобу. Якщо ви проживаєте в сільській місцевості, і бездоріжжя для вас є основним способом пересування, краще віддати перевагу ручним муфтам. Для міського жителя, який досить рідко виїжджає за межі мегаполісу, будуть автоматична муфта.
