Arskama.ru

Автомобильный журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что происходит во время гидроудара двигателя

ЧТО ТАКОЕ ГИДРОУДАР ДВИГАТЕЛЯ? КАКИЕ ПОСЛЕДСТВИЯ?

Если после проезда глубокой лужи машина резко останавливается, возможно двигатель получил гидроудар. Объясним, что такое гидроудар двигателя, какие бывают последствия и как их избежать.
ЧТО ТАКОЕ ГИДРОУДАР ДВИГАТЕЛЯ?
Гидроудар — ситуация, когда при работающем двигателе внутрь попадает вода. Из курса физики знаем, что вода практически не сжимаема. Представьте: Вы едите по луже и создаёте стену воды впереди капота. Она легко может попасть в мотор через воздушный фильтр и тогда поршень не сможет её сжать.
Из-за этого резко происходит остановка и стопор двигателя с характерным ударом. т.е. двигатель заглох во время движения и не заводится. В этот момент на подвижные части двигателя передаётся колоссальная кинетическая энергия, которая скрутит и поломает любые металлические конструкции. Чем выше были обороты двигателя, тем больше этот удар нанесёт последствий двигателю. При этом случиться может всё, вплоть до капитального ремонта двигателя.
Гидроударом ошибочно называют следствие заполнения надпоршневого пространства в двигателе водой, вследствие чего поршень, не дойдя до мёртвой точки, начинает сжимать жидкость, что приводит к внезапной остановке и поломке мотора (излому шатуна или штока, обрыву шпилек головки цилиндра, разрыву прокладки); явление это называется “попадение несжимаемого объекта в рабочий объём двигателя”. Как правило, не имеет значения была это жидкость или твердое тело — урон двигателю наносится весьма значительный в любом случае.
ПОСЛЕДСТВИЯ ГИДРОУДАРА ДВИГАТЕЛЯ
Если силы, действующие на детали двигателя, невелики, то шатун, поршень и палец могут выдержать нагрузку. Но чаще стержень шатуна сжимается и изгибается. Если силы инерции значительны, то и шатун деформируется сильно. При этом поршень проходит через верхнюю мертвую точку, коленвал продолжает вращаться и поршень начинает двигаться вниз.
Если шатун изогнулся очень сильно, то он может упереться в стенку цилиндра — и двигатель заклинит. Гораздо хуже, если двигатель продолжает вращаться. В таком случае при приближении к нижней мертвой точке поршень юбкой садится на противовесы коленчатого вала. Далее следует разрушение поршня, а возможно, и обрыв шатуна.
Гидроудар сказывается и на других деталях двигателя. Так, под действием высокого давления деформируется головка блока цилиндров (очень редко). В момент резкой остановки двигателя за счет инерции газораспределительного механизма страдает цепь или ремень привода. При этом значительные нагрузки испытывает и натяжитель цепи (ремня). Поэтому все вышеперечисленные детали и узлы тоже могут потребовать замены.
Как показала практика, в 90 процентах случаев, если двигатель заглох при проезде лужи виноват не гидроудар двигателя. Виной могут быть датчики или проводка, например вода попала в датчик положения коленвала — без него машина не заведется и на приборной панели будет гореть значок “чек энджин”.
В этом случае стоит подождать пять минут и после повторить запуск мотора. Если действительно вода попала на датчик или проводку, то за это время она успевает подсохнуть. Если ничего не помогло и двигатель не заводится, то следует диагностировать двигатель. О явной причине гидроудара говорит низкая компрессия двигателя.
Ремонт двигателя, пережившего гидроудар, мало отличается от обычного капитального ремонта. Хуже, если оборванный шатун пробьет блок цилиндров, но как показывает опыт, блок также может быть отремонтирован.

В дальнейшем, чтобы избежать гидроудара следует осторожно проезжать через глубокие лужи. Лучше притормозить заранее, а не проезжать на полной скорости, чтобы брызги из под колес. Это смотрится красиво, но получить гидроудар легко, т.к. у многих машин система забора воздуха находится низко. И когда проезжаете на скорости, то создаете волны, которые могут подняться высоко, вплоть до попадания воды в двигатель.
Оптимальный вариант: проезжать глубокие лужи на малой скорости, без резких ускорений и торможений, чтобы не создавать набегающих волн. Ни в коем случае не стоит останавливаться в луже, ведь повторный запуск может на 90% грозить гидроударом, если уровень воды высок.

Автосервис по ремонту авто, услуги, информация для автомобилистов

Последствия гидроудара двигателя в большинстве случаев – это полная неисправность мотора. Если повезет, движок просто на время заглохнет. Примечательно, что попадание воды в двигатель – это полбеды, другая половина несчастья кроется в неграмотных действиях водителя в случае гидроудара. Почему возможен гидроудар, как его избежать и какие меры принимать, если неприятность уже произошла – читаем дальше.

Если вы счастливый обладатель спорткара или другого «низкого» авто, не стоит увлекаться ездой по мокрым дорогам, поскольку для таких авто попадание даже в небольшую лужу может стать большой проблемой. Для всех остальных также есть правило – вода не должна достигать верхнего уровня колес.

Вода в моторе: как распознать проблему

Вовремя распознать признаки гидроудара двигателя и начать действовать правильно увеличивает шансы на его спасение. Перечислим некоторые типичные ситуации:

  • Мотор резко заглох посреди лужи или сразу после того, как вы через нее проехали, при этом вы услышали резкий хлопающий звук. Не пытайтесь завести двигатель. Выкрутите все свечи и разберите кожух воздушного фильтра. «Прокрутите» мотор, чтобы из него вышла вода, а затем вызовите эвакуатор для транспортировки авто на СТО.
  • После того, как вы вынули свечи и разобрали кожух, двигатель не заводится. Это говорит о разрыве блока цилиндров, а значит, о необходимости капитального ремонта двигателя.
  • Машина простояла некоторое время в гараже после того, как в мотор попала вода. Это самое худшее, что может быть, поскольку коррозия уже наверняка успела «съесть» поршневые кольца и цилиндры. Единственный выход – менять двигатель.
Читать еще:  Что можно сделать из маленького двигателя

А вот и нетипичная ситуация: из-за заводского брака или еще по какой-то причине из строя резко вышла турбина. Из-за этого моторное масло попадает в цилиндры, что также провоцирует гидроудар.

Теперь, когда ясно, что делать при гидроударе двигателя, выясняем, что делать, чтобы этого гидроудара избежать. Во-первых, нельзя ездить по лужам на высокой скорости, а лучшее вообще постараться их объезжать. Во-вторых, не выезжайте на машине в сильный ливень или бурю. Если уж другого выхода нет – то ли климат такой, то ли дорог нет вообще – значит, надо покупать внедорожник.

В противном случае, если в двигатель попадает объем воды, который больше объема камеры сгорания, он просто не сможет сжать воду в цилиндрах (вода в принципе несжимаемое вещество) и получит роковой гидроудар. Последствия гидроудара двигателя более чем неприятны: погнутый шатун, поломанный кулак, разорванные поршни или вообще все разом.

Тяжесть повреждений определяется количеством проникшей в мотор жидкости и количеством неправильных действий водителя после гидроудара. Так что не надо испытывать судьбу и заводить мотор с толкача. Вызывайте эвакуатор и прямиком на СТО – это единственный способ спасти «сердце» вашего авто.

Гидроудар двигателя — как происходит и как его избежать

Гидроудар двигателя — попадание воды внутрь рабочего цилиндра, из-за чего возникает удар поршня о несжимающуюся жидкость с последующим повреждением элементов кривошипно-шатунного механизма.

Как правило, происходит при пересечении глубоких водных преград на большой скорости и может привести к необходимости капремонта мотора. Ниже рассмотрим, что это такое, как распознать гидравлический удар, и каким способом можно предотвратить появление проблемы.

Что такое гидроудар двигателя

В общем смысле гидроудар — резкий скачок давления в системе, заполненной жидкостью, который приводит к изменению скорости потока. Это может привести к трещинам, расколу и иным повреждениям труб, насосов и другого оборудования, работающего под давлением.

Термин «гидроудар» по отношении к двигателю не совсем корректный, ведь здесь имеет место иная ситуация. Внутрь блока цилиндров попадает вода, которая не сжимается и не дает цилиндру дойти до требуемой точки.

В результате двигатель останавливается из-за повреждения его элементов. По правилам такой процесс подразумевает попадание жидкости в рабочую полость мотора, а термин «гидроудар» применяется из-за большего удобства и связи с водой.
Процесс гидравлического удара происходит следующим образом:

  1. Вода через воздушный фильтр / воздуховод попадает в камеру сгорания.
  2. Цилиндр при поднятии в верхнюю точку сталкивается с несжимаемой жидкостью.
  3. Кривошипно-шатунный механизм продолжает давить на цилиндр для достижения последним необходимой точки. В результате давление вырастает в 10-100 раз.
  4. Происходит повреждение шатуна / штока, обрыв шпилек головки цилиндров, повреждение прокладки и другие проблемы. Наиболее серьезной поломкой является разрыв блока двигателя.

Для полного понимания, что такое гидроудар двигателя, необходимо разобраться с предпосылками его появления. Здесь возможны две ситуации:

  1. Преодоление глубокой лужи на большой скорости. При этом жидкость под давлением влетает в воздушный фильтр, а далее в рабочую область мотора.
  2. Проезд водной преграды, уровень которой выше верхней точки воздуховода машины. С такими проблемами часто поступают «утопленники» из Европы.

Нельзя исключать и неисправность силового агрегата, когда в цилиндр попадает антифриз или масло.

Признаки гидроудара

Серьезность последствий при гидравлическом ударе зависти от объема воды, попавшей в мотор, мощности силового агрегата и текущего количества оборотов. С учетом серьезности проблемы появляются разные признаки, по которым можно определить гидроудар машины.
Попадание воды внутрь силового агрегата можно распознать по следующим симптомам:

  • Трудности с пуском сразу после преодоления водной преграды.
  • Клин мотора из-за деформирования шатуна.
  • Двигатель продолжает работать, но из-за искривления его элементов слышен нехарактерный звук, вибрации, перебои. Эксплуатация ДВС в таком случае приводит к его быстрому повреждению.
  • Наличие воды в коллекторе.
  • Повреждение гофры воздушного фильтра из-за действия на нее избыточного давления.
  • Нагар на головке. Если после гидравлического удара мотор продолжает работать, но на ГБЦ больше копоти, чем на других участках, это свидетельствует о необходимости проведения ремонтных работ.
  • Искривленный шатун. При этом степень повреждения может быть различной.
  • Вкладыши коленчатого вала потерты по периметру.

Как правило, реальные последствия гидроудара обнаруживаются уже на СТО после эвакуации машины и разборки двигателя. Так можно увидеть основные признаки, а именно, поврежденный цилиндр, излом шатуна / штока, повреждение шпилек и другое.

Что делать при гидроударе

Часто после проезда глубокой лужи машина глохнет. Это первый признак гидравлического удара, который нельзя игнорировать. В таком случае запрещено крутить мотор стартером, ведь это может привести к серьезным повреждениям.
Следуйте такой инструкции:

  1. Выйдите из машины.
  2. Снимите крышку воздушного фильтра, если она предусмотрена.
  3. Осмотрите полость на факт наличия жидкости. Если вода там присутствует, то и в поршневой системе она будет однозначно.
  4. Выкрутите все свечи, чтобы посмотреть, в какой из цилиндров попала жидкость.
  5. Попробуйте вручную покрутить силовой узел. Сделайте оборот коленчатого вала. Если вы почувствуете, что поршень не прикасается к противовесам, значит, повреждения нет или оно несущественное.
  6. Попробуйте покрутить коленчатый вал уже стартером. Если внутри есть вода, она должна выйти из отверстий. При выполнении работы будьте предельно внимательны. Если появляется любой нехарактерный шум во время работы мотор, отключайте стартер и больше не пытайтесь его вращать.
  7. При отсутствии посторонних звуков продуйте цилиндры и закрутите свечи.
  8. Попытайтесь завести мотор и, в случае успешного пуска, сразу отправляйтесь на СТО.
Читать еще:  Kia venga какой двигатель

Опытные водители не рекомендуют делать 7 и 8 пункты. При наличии возможности лучше вызвать эвакуатор, а уже там доверить сушку силового агрегата специалистам. Если не удалить жидкость из рабочей области, это снова может привести к гидроудару двигателя с последствиями.

Исключением являются случаи, когда вы находитесь один на трассе и ждать помощи неоткуда. К примеру, разрядился мобильный телефон, нет связи, а по дороге редко ездят машины. В таком случае попробуйте максимально просушить мотор, воздушный фильтр и воздуховод и лишь потом пытайтесь его запустить. Не забывайте о патрубках, в которых также может скапливаться влага.

При посещении автосервиса сразу проинформируйте работников о подозрении на гидроудар двигателя. В таком случае они не будут делать пробных пусков мотора и не навредят механизму. После диагностики специалисты смогут сказать — нужно делать ремонт или нет.

Как уберечь двигатель

Во избежание последствий необходимо понимать, как защититься от гидравлического удара в силовом узле и повреждения его деталей.

Следуйте простым правилам:

  • Не проезжайте глубокие лужи на большой скорости, ведь в таком случае воду с высокой вероятностью засосет в камеру сгорания. Это необходимо делать медленно и осторожно.
  • Адекватно оценивайте возможности машины и не пытайтесь преодолеть глубокое водное препятствие.
  • Максимально защитите воздушный фильтр от попадания воды.
  • Контролируйте исправность силового узла. Мало, кто знает, но причиной гидравлического удара может быть поломка мотора: попадание смазки или охлаждающей жидкости в рабочий цилиндр.
  • Если на улице льет сильный дождь, а лужи превратились в потоки, лучше посидеть дома и не рисковать. В таком случае можно защититься от неприятностей и неоправданного тестирования возможностей автомобиля. Если обойтись без поездки все-таки нельзя, при пересечении водных преград двигайтесь н скорости до 10 км/ч и только на первой передаче. При наличии такой возможности глубокие ямы лучше и вовсе объехать.

Отдельного внимания заслуживают дизельные моторы. Они также подвержены гидравлическому удару, а последствия могут быть даже более серьезными. Так, из-за небольшой камеры сгорания внутри имеет чрезмерное давление. Как результат, в 95 из 100 случаев приходится делать капитальный ремонт.

Заключение

Гидроудар двигателя— опасная ситуация, связанная с попаданием воды в камеру сгорания и последующей деформацией элементов силового узла. При выявлении любых признаков этого повреждения необходимо остановиться и проверить систему на факт наличия воды. Если таковая имеется, лучше не испытывать судьбу, а сразу вызвать эвакуатор и гнать машину на СТО для диагностики.

Гидроудар на дизеле

Гидравлический удар

Гидравли́ческий уда́р (гидроудар) — скачок давления в какой-либо системе, заполненной жидкостью, вызванный быстрым изменением скорости потока этой жидкости. Может возникать вследствие резкого закрытия или открытия задвижки. В первом случае гидроудар называют положительным, во втором — отрицательным. Особо опасен положительный гидроудар. При положительном гидроударе несжимаемую жидкость следует рассматривать как сжимаемую. Гидравлический удар способен вызывать образование продольных трещин в трубах, что может привести к их расколу, или повреждению других элементов трубопровода. Также гидроудары чрезвычайно опасны и для другого оборудования, такого как теплообменники, насосы и сосуды, работающие под давлением.

Гидроударом ошибочно называют [ источник не указан 800 дней ] следствие заполнения надпоршневого пространства в поршневом двигателе жидкостью, вследствие чего поршень, не дойдя до мёртвой точки, начинает сжимать жидкость, что приводит к внезапной остановке и поломке мотора (излому шатуна или штока, обрыву шпилек головки цилиндра, разрыву прокладки); явление это называется «попадание несжимаемого объекта в рабочий объём двигателя», как правило, не имеет значения была это жидкость или твердое тело — урон двигателю наносится весьма значительный в любом случае.

Содержание

  • 1 Общие сведения
  • 2 Виды гидравлических ударов
  • 3 Расчет гидравлического удара
  • 4 Способы предотвращения возникновения гидравлических ударов
  • 5 Примеры
  • 6 См. также
  • 7 Примечания
  • 8 Литература
  • 9 Источники
  • 10 Ссылки

Общие сведения [ править | править код ]

Явление гидравлического удара количественно описал в 1897—1899 г. Н. Е. Жуковский. Увеличение давления при гидравлическом ударе определяется в соответствии с его теорией по формуле:

D p = ρ ( v 0 − v 1 ) c =rho (v_<0>-v_<1>)c> ,

где D p

> — увеличение давления в Н/м²,

ρ — плотность жидкости в кг/м³, v 0 > и v 1 > — средние скорости в трубопроводе до и после закрытия задвижки (запорного клапана) в м/с, с — скорость распространения ударной волны вдоль трубопровода.

Эту формулу можно получить, исходя из закона сохранения импульса [1] : D p S t = ρ S ( v 0 − v 1 ) c t St=rho S(v_<0>-v_<1>)ct> , где S — поперечное сечение трубопровода.

Жуковский доказал, что скорость распространения ударной волны c находится в прямо пропорциональной зависимости от сжимаемости жидкости, величины деформации стенок трубопровода, определяемой модулем упругости материала E, из которого он выполнен, а также от диаметра трубопровода.

Следовательно, гидравлический удар не может возникнуть в трубопроводе, содержащем газ, так как газ легко сжимаем.

Зависимость между скоростью ударной волны c, её длиной и временем распространения (L и τ соответственно) выражается следующей формулой:

c = 2 L / τ

Виды гидравлических ударов [ править | править код ]

В зависимости от времени распространения ударной волны τ и времени перекрытия задвижки (или другой запорной арматуры) t, в результате которого возник гидроудар, можно выделить 2 вида ударов:

  • Полный (прямой) гидравлический удар, если tτ
  • Неполный (непрямой) гидравлический удар, если t>τ

При полном гидроударе фронт возникшей ударной волны движется в направлении, обратном первоначальному направлению движения жидкости в трубопроводе. Его дальнейшее направление движения зависит от элементов трубопровода, расположенных до закрытой задвижки. Возможно и повторное неоднократное прохождения фронта волны в прямом и обратном направлениях.

При неполном гидроударе фронт ударной волны не только меняет направление своего движения на противоположное, но и частично проходит далее сквозь не до конца закрытую задвижку.

Расчет гидравлического удара [ править | править код ]

Прямой гидравлический удар бывает тогда когда время закрытия задвижки t3 меньше фазы удара T, определяемой по формуле:

T = 2 l C u >>

Здесь l — длина трубопровода от места удара до сечения, в котором поддерживается постоянное давление, C u — скорость распространения ударной волны в трубопроводе, определяется по формуле Н. Е. Жуковского, м/с:

C u = E p 1 1 + E E t r D h k

>>>>k>>>>

где E — модуль объемной упругости жидкости, p — плотность жидкости, E p

>>> — скорость распространения звука в жидкости, E t r — модуль упругости материала стенок трубы, D — диаметр трубы, h — толщина стенок трубы.

Для воды отношение E E t r >> зависит от материала труб и может быть принято; для стальных — 0.01; чугунных — 0.02; ж/б — 0.1—0.14; асбестоцементных — 0.11; полиэтиленовых — 1—1.45

Коэффициент k для тонкостенных трубопроводов применяется (стальные, чугунные, а/ц, полиэтиленовые) равным 1. Для ж/б

k = 1 1 + 9.5 a <1+9.5a>>> ,

a = f h >> коэффициент армирования кольцевой арматурой ( f — площадь сечения кольцевой арматуры на 1 м длины стенки трубы). Обычно a=0.015—0.05.

Повышение давления при прямом гидравлическом ударе определяется по формуле:

P = p C u V o

где V o — скорость движения воды в трубопроводе до закрытия задвижки.

Если время закрытия задвижки больше фазы удара (t3>Т), такой удар называется непрямым. В этом случае дополнительное давление может быть определено по формуле:

P = 2 p V o l t 3 >>

Результат действия удара выражают также величиной повышения напора H, которая равна:

при прямом ударе H = C u V o g >>

при непрямом H = 2 V o l g t 3 >>

Способы предотвращения возникновения гидравлических ударов [ править | править код ]

  • Исходя из формулы Жуковского (определяющей увеличение давления при гидроударе) и величин, от которых зависит скорость распространения ударной волны, для ослабления силы этого явления или его полного предотвращения можно уменьшить скорость движения жидкости в трубопроводе, увеличив его диаметр.
  • Для ослабления силы этого явления следует увеличивать время закрытия затвора
  • Установка демпфирующих устройств

Примеры [ править | править код ]

Наиболее простым примером возникновения гидравлического удара является пример трубопровода с постоянным напором и установившимся движением жидкости, в котором была резко перекрыта задвижка или закрыт клапан.

В скважинных системах водоснабжения гидроудар, как правило, возникает, когда ближайший к насосу обратный клапан расположен выше статического уровня воды более чем на 9 метров или имеет утечку, в то время как расположенный выше следующий обратный клапан держит давление.

В обоих случаях в стояке возникает частичное разрежение. При следующем пуске насоса вода, протекающая с очень большой скоростью, заполняет вакуум и соударяется в трубопроводе с закрытым обратным клапаном и столбом жидкости над ним, вызывая скачок давления и гидравлический удар. Такой гидравлический удар способен вызвать образование трещин в трубах, разрушить трубные соединения и повредить насос и/или электродвигатель.

Гидроудар может возникать в системах объёмного гидропривода, в которых используется золотниковый гидрораспределитель. В момент перекрытия золотником одного из каналов, по которым нагнетается жидкость, этот канал на короткое время оказывается перекрытым, что влечёт за собой возникновение явлений, описанных выше.

Во время шторма на море волны, ударяющие в стену набережной, вызывают всплески высотой, в десятки раз больше высоты волн на море [2] .

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector