1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что такое динамический удар двигателя

Гидравлический удар в поршневой машине

Гидравлический удар. Общие сведения.

Гидравлическим ударом называется явление, происходящее в двигателях внутреннего сгорания при попадании в рабочую камеру значительного количества жидкости. Как известно, цикл работы поршневого четырехтактного ДВС состоит из 4-х тактов: впуск, сжатие, рабочий ход, выпуск. На такте сжатия происходит сжатие газообразной топливовоздушной смеси (или воздуха у ДВС с впрыском в камеру сгорания). Газы, как известно, значительно изменяют свой объем при изменении давления. Жидкость изменяет свой объем в настолько малой степени, что ее считают практически несжимаемой. Если на такте сжатия в рабочей камере оказалась значительное количество жидкости, то поршень не сможет дойти до верхней мертвой точки и остановится.

Разрушение деталей двигателя происходит в том случае, когда действующие на них нагрузки превышают допустимые по условиям прочности. Нагруженность деталей двигателя при попадании в рабочую камеру жидкости будет зависеть от количества жидкости, рабочего объема цилиндра и степени сжатия, частоты вращения коленчатого вала в момент гидроудара и других факторов.

Отношение количества жидкости, попавшей в рабочую камеру к объему камеры сгорания при нахождении поршня в верхней мертвой точке, позволяет оценить положение поршня в момент его остановки при гидроударе и возможность остановки поршня.

Определим объем рабочей камеры ДВС при нахождении поршня в верхней мертвой точке для четырехцилиндрового двигателя, рабочим объемом 1,6 литра со степенью сжатия ε=10. Рабочий объем одного цилиндра будет Vp=1,6/4=0,4л. Объем рабочей камеры при нахождении поршня в верхней мертвой точке (минимальный объем) составит 44 мл.

Попадание в рабочую камеру значительно меньшего количества жидкости не вызовет гидроудар. Несжимаемая жидкость просто-напросто увеличит степень сжатия (воздух все равно присутствует) и затем удалится в выпускную систему на такте выпуска. Если же в рабочую камеру попадет жидкости больше, то поршень не сможет дойти до ВМТ, так как упрется в жидкость.

С точки разрушения деталей двигателя важны силы, которые будут действовать на детали. Гидроудар происходит на такте сжатия, при котором поршень движется за счет вращения от энергии коленчатого вала. Источником силы на поршне, пытающимся сжать несжимаемую жидкость будет инерционная сила вращения КВ (коленчатого вала), маховика и/или соединенных с ними элементов трансмиссии (плюс масса автомобиля, энергия которого передается через колеса в трансмиссию, и далее). Поршень, совершающий возвратно-поступательные движения соединен с КВ посредством кривошипно-шатунного механизма. Рассмотрим кинематику движения поршня. Допустим, что коленчатый вал вращается равномерно. При этом скорость движения поршня будет меняться от 0 до максимальной скорости Vпmax в середине хода поршня (которая будет равна скорости поступательного движения шатунной шейки коленчатого вала Vпmax=Vшш). Скорость поршня будет зависеть от угла поворота КВ: Vп=Vшш*sin(φ).

Однако, разрушение деталей двигателя при гидроударе происходит не за счет высокой скорости движения поршня на такте сжатия. Даже наоборот. Скорость движения поршня обратно пропорциональна силе, которая может быть приложена к поршню от шатуна.

На графике представлена зависимость силы, которая может быть передана поршню посредством кривошипно-шатунного механизма от коленчатого вала при постоянном на нем моменте. Вблизи мервых (0; 0,5; 1 на графике) точек значительному угловому перемещению КВ соответствует очень малое перемещение поршня. Даже малый момент коленчатого вала способен вызвать на поршне значительную силу. Но при работе двигателя эта сила (на такте сжатия) ограничивается той силой, что необходимо приложить к поршню для сжатия топливовоздушной смеси. Максимальная нагрузка при работе двигателя на элементы кривошипно-шатунного механизма и цилиндро-поршневой группы будет действовать при сгорании топлива в тот момент, когда давление в цилиндре достигнет максимальной величины. Для бензиновых двигателей значения давлений доходят до 50 МПа (500 атмосфер), для дизельных — до 200 МПа (2000 атмосфер). При гидравлическом ударе давления и нагрузки превосходят эти, допустимые по условиям прочности деталей нагрузки.

Последствия гидроудара. Экспертиза причины разрушения деталей двигателя.

С точки зрения разрушения деталей двигателя важно, продолжал ли двигатель работать после того, как погнулся шатун или нет. Если двигатель продолжил работу с погнутым шатуном, то при последующих после гидроудара оборотах коленчатого вала возможно:

— Соударение деформированного шатуна о нижнюю часть цилиндра. На некоторых современных двигателях минимальный зазор в этом месте настолько мал, что даже небольшой изгиб шатуна приводит к соударению, в результате чего происходит разрушение шатуна и повреждение поверхности цилиндра. При дальнейшей работе с разрушенным шатуном двигатель получает значительные повреждения.

— При деформации шатуна уменьшается расстояние между осями его головок. Уменьшается длинна шатуна, что приводит к соударению поршня о противовесы коленчатого вала при подходе к нижней мертвой точке. Минимальный зазор в данном месте на современных двигателях достаточно мал.

Вышеуказанные разрушения по причине погнутого шатуна сопровождаются значительным шумом. Но бывают случаи когда после гидроудара двигатель продолжает работать и не имеет внешних признаков неисправностей. Действительно, небольшая деформация шатуна не выдаст себя какими-то внешними проявлениями. Однако работа двигателя с деформированным шатуном недопустима по следующим причинам:

— При деформации шатуна нарушается параллельность осей его шеек. То есть нарушается параллельность поршневого пальца и шатунной шейки (и оси) коленчатого вала. В итоге поршень ходит с перекосом, шатун относительно шатунной шейки также перекошен — имеется односторонний износ шатунного вкладыша.

— При работе погнутого шатуна в его теле возникают изгибающие напряжения. В итоге велика вероятность образования на теле шатуна усталостной трещины, в результате произойдет разрушение шатуна и последующее разрушение деталей двигателя при взаимодействии вращающегося коленчатого вала с обломками шатуна и «освободившимся» поршнем.

С точки зрения экспертизы двигателя транспортной машины следует разделять гидроудар, произошедший вследствие попадание в рабочую камеру жидкостей из обслуживающих систем силовой установки (топливо, масло системы смазки, охлаждающая жидкость) и гидроудар произошедший по причине попадания воды через систему питания воздухом. В первом случае необходимо исследование причин разгерметизации системы, жидкость из которой попала в рабочую камеру в недопустимом количестве. Второй случай (попадание воды через воздухозаборник) связан с недопустимой эксплуатацией автомобиля, если автомобиль не является транспортной машиной повышенной и высокой проходимости. При попадании через воздухозаборник вода проходит через воздушный фильтр и последующие элементы системы питания воздухом. Соответственно, если двигатель при гидроударе остановился, то в воздушном фильтре и далее по системе питания воздухом будет присутствовать вода.

Отдельного рассмотрения заслуживает гидравлический удар, который вызвал лишь небольшую деформацию шатуна, после которой двигатель продолжал эксплуатироваться. Как было сказано выше, деформированный при гидроударе шатун работает не на растяжение-сжатие, как ровный, а в нем возникают еще и изгибающие напряжения. В итоге при эксплуатации двигателя с таким шатуном произойдет усталостный излом шатуна. При дальнейших оборотах коленчатого вала его взаимодействие с обломками шатуна и освободившимся поршнем вызовет значительные повреждения двигателя. Сам изогнутый шатун при этом повреждается до такой степени, что практически невозможно определить его форму до разрушения. Однако, отличить двигатель в котором ранее произошел гидроудар возможно. При работе двигателя через систему питания воздухом проходит большое количество воздуха, которое высушило воздушный фильтр и остальные элементы системы питания воздухом, соответственно воды и ее следов в впускном тракте такого двигателя не будет. Но есть другие признаки:

Если фильтр бумажный, попадание воды и последующее ее испарение вызовет характерную деформацию и коробление гофр. Если такое удалось найти, практически можно исследование закончить и объявить причину поломки найденной. К сожалению, многие современные моторы комплектуются фильтрами из синтетики, которая на воду никак не реагирует. Тогда следов воды не будет нигде, и придется искать другие верные признаки гидроудара.

В цилиндре над местом, где верхнее кольцо останавливается в ВМТ (верхняя мертвая точка поршня), всегда есть нагар. Поскольку деформированный шатун укорачивается, поршень в положении ВМТ опускается ниже своего прежнего нормального положения. При смещении поршня ширина кромки нагара ступенчато увеличивается, что хорошо заметно и невооруженным глазом, а величину расширения кромки нагара можно замерить обычной линейкой. Даже после обрыва деформированного шатуна ширина кромки нагара легко укажет, что пока шатун был «жив», его длина была меньше положенной.

При гидроударе нередко вода попадает не в один, а несколько цилиндров. В соответствии с этим повреждения могут получить несколько шатунов, из которых сломается первым самый гнутый. Тогда остальные легко проверить «на глаз» — если шатун испытал гидроудар, его стержень после потери устойчивости будет иметь вид характерной «змейки» в плоскости качания.

Читать еще:  Что работает на паровом двигателе

Когда гнется шатун, оси его отверстий теряют строгую параллельность. Перекос осей, обычно измеряемый сотыми долями миллиметра, после гидроудара настолько велик, что нередко виден даже «на глаз». Очевидно, тогда поршень начинает работать в цилиндре с перекосом. Это классический случай, признаки которого хорошо известны. У поршня на юбке будет заметно пятно контакта характерной диагональной формы. Также на поршне появится дополнительное контактное пятно, расположенное выше поршневого пальца, в то время как противоположная зона огневого пояса, наоборот, будет покрыта большим слоем нагара.

На цилиндре, в котором работал деформированный шатун, будут ответные поршню следы: в верхней части цилиндра в месте касания поршня поясок нагара будет стерт, его кромка будет неровной, возможно, с рисками от нештатного касания поршня. Иногда ниже на цилиндре появляются также характерные блестящие следы.

После деформации шатуна вкладыши также начнут работать с перекосом. На них появятся следы «диагонального» износа — блестящие полоски по краям.

Осаженный на несколько миллиметров шатун и уменьшенная степень сжатия — достаточные основания для уменьшения количества поступающего в данный цилиндр воздуха. Однако форсунка подает топливо в данный цилиндр в том же количестве, что и другие форсунки в соседние цилиндры. Кроме того, с искривленным шатуном и поршневые кольца работают с перекосом. В результате топливовоздушная смесь в цилиндре с укороченным шатуном станет богаче, а нагара на стенки камеры сгорания осядет больше. Это легко увидеть после демонтажа головки блока цилиндров — более темный цвет нагара на стенках цилиндра, «схватившего» гидроудар, скажет сам за себя.

По этим признакам определяется, имел ли быть место в прошлом гидроудар на двигателе, разрушение которого произошло позже.

В ходе проведения независимой автотехнической экспертизы специалисты должны установить все факты и на основании их уже принимать решения о характере гидроудара, а именно производственный или эксплуатационный.

Жидкости и пути их попадания в рабочую камеру ДВС

Рассмотрим основные пути попадания жидкостей в рабочую камеру ДВС:

— Попадание охлаждающей жидкости через негерметичную прокладку головки блока цилиндров. При запущенном двигателе такое практически невозможно, а вот при стоянке, когда избыточное давление из рабочей камеры уходит, вполне возможно затекание жидкости в надпоршневое пространство. При прокрутке двигателя стартером при запуске происходит гидроудар. Подобный дефект прокладки ГБЦ заметно сказывается на работоспособности системы охлаждения двигателя.

— Попадание топлива в рабочую камеру через негерметичную топливную форсунку. Данные случаи встречаются крайне редко.

— Попадание жидкости из системы смазки двигателя . Масло может попасть в рабочую камеру двигателя через разрушенное уплотнение турбокомпрессора.

Перечисленные выше причины гидроудара являются следствием негерметичности систем охлаждения, питания топливом и смазки. Как правило, до гидроудара, данные неисправности оказывают заметное влияние на работоспособность двигателя и его систем.

Большинство случаев гидравлического удара происходит совсем по другой причине:

— Попадание воды (либо других жидкостей) через систему питания воздухом. Вода попадает в систему из окружающей среды через воздухозаборник вместе со всасываемым воздухом.

Данное явление происходит при преодолении водных преград. Это может быть как брод, в котором воздухозаборник погрузился под воду, так и переезд лужи на высокой скорости, при котором брызги попали в воздухозаборник.

По английски гидроудар будет Hydrolock

Возможен ли гидравлический удар прокручивая стартером дизельный двигатель, который уже хватанул воды?
Скорее, пострадает сам стартер, вернее бендикс — он сломается первым, как самая слабая деталь, и начнет прокручиваться.

Из-за меньшего объема камеры сгорания и отсутствия в большинстве моторов дросселирования воздуха дизели «держат гидроудар» гораздо хуже бензиновых двигателей. Образно говоря, дизель сразу отправится в нокаут.

Если вы понимаете, что гидроудар вот вот может произойти (например, пошла волна перед капотом, при прохождении брода) лучшим решением, будет экстренная остановка двигателя. Потом можно будет проделать процедуру, показанную в видео.

Разработка методики конечно-элементного моделирования повреждений от ударных нагрузок защитной сетки вертолётного двигателя при столкновении с птицей (2013 г.)

Проблема птицестойкости актуальна не только для самолётов, но и для вертолётов. Попадание птицы в двигатель вертолёта может привести к существенным повреждениям его конструкции и даже полной потере работоспособности двигателя. В соответствии с Авиационными правилами АП-29 винтокрылые аппараты должны быть спроектированы так, чтобы была обеспечена возможность продолжения безопасного полета и посадки после столкновения с птицей (в Правилах уточняются определённые условия, такие как скорость и высота полета самолета, масса птицы). Таким образом, тестирование на птицестойкость является неотъемлемой частью разработки вертолётов и других винтокрылых летательных аппаратов.

Двигатель вертолёта с мотогондолой и его расположение в современных машинах

Для защиты двигателя от попадания птиц может использоваться защитная сетка, устанавливаемая в воздухозаборник. Она должна быть легкой и достаточно прочной, чтобы выдержать удар птицы и не допустить её попадания внутрь конструкции. Защитная сетка также может применяться в сложных технических системах, авиа- и вертолётостроении, крупногабаритных многофункциональных конструкциях, в области механики ударного взаимодействия.

  • разработка полномасштабной геометрической и конечно-элементной моделей защитной сетки и ударника птицы;
  • выполнение верификации математических моделей материалов ударника;
  • разработка методики КЭ моделирования процессов динамического взаимодействия защитной сетки и импактора птицы.

Основным методом выполнения работы служил метод конечных элементов и мультидисциплинарные наукоемкие компьютерные технологии мирового уровня на основе современных теоретических положений механики деформируемого твёрдого тела.

Защитная сетка, используемая в работе, состоит из прутков металлической проволоки, переплетенных между собой. Для моделирования проволоки сетки используются балочные элементы, причем каждый балочный элемент имеет на внешней поверхности по шесть дополнительно созданных контактных элементов. Это необходимо для корректного моделирования динамического контактного взаимодействия с моделью ударника птицы.

КЭ модель проволоки защитной сетки

Процесс столкновения птицы с защитной сеткой относится к высокоскоростным динамическим взаимодействиям с участием «мягкого» тела (птицы), что делает необходимым использование специальных моделей материалов с учетом влияния скорости деформаций. Установлено, что при высокоскоростных процессах тело птицы ведет себя как жидкость, поэтому в данной работе использовалась гидродинамическая модель материала для описания достаточно сложного строения тел реальных птиц при высокоскоростных взаимодействиях. По результатам верификации выбрана конкретная модель материала птицы для дальнейших исследований, заданная с помощью уравнений состояния – зависимости давления от объемных деформаций в тел.

Общий вид КЭ модели ударника

В заключительной части работы проведено КЭ моделирование динамического взаимодействия защитной сетки с импактором птицы. Для описания этого процесса используется связный метод Эйлера-Лагранжа (Coupled Euler Lagrange ― CEL), при котором детали защитной сетки моделируются по методу Лагранжа, а импактор птицы – при помощи метода Эйлера. Математические модели материалов учитывают зависимость упругопластических свойств от скорости деформаций, что играет важную роль при исследовании высокоскоростных процессов. Также моделируется возможность разрушения материалов под действием нагрузок.

Начальные и граничные условия задачи и схема плетения сетки

Анимация: удар импактором птицы в защитную сетку

При моделировании разработанным в работе методом возможно получить такие эффекты, как разрушение сетки и нарушение целостности импактора птицы. В данном случае большая часть импактора удерживается защитной сеткой, однако небольшая часть все же проходит сквозь нее и попадет во внутренние части конструкции, что может повлечь за собой её повреждения.

В качестве основных результатов проделанной работы можно выделить следующие:

  • разработаны полномасштабные пространственные конечно-элементные модели защитной сетки и ударника птицы с учетом гидродинамической модели материала;
  • выполнена верификация математических моделей материалов ударника;
  • разработана процедура построения КЭ модели птицы для решения динамической задачи контактного взаимодействия птицы и защитной сетки;
  • разработана методика КЭ моделирования повреждений от ударных нагрузок защитной сетки при столкновении с птицей.

Проведенные исследования и разработанные КЭ модели являются основой для дальнейших исследований динамических задач контактного взаимодействия защитной сетки с импактором птицы, а также оценки прочности, устойчивости и пробиваемости защитной сетки и различных конструкций, выполненных с ее использованием. Разработанная методика моделирования позволяет также исследовать процесс придания формы изделию, например, посредством гибки плоской сетки. Неизбежным последствием процесса гибки является возникновение остаточных напряжений, которые также возможно оценить и учесть их влияние на поведение итоговой конструкции.

Публикация подготовлена сотрудниками CompMechLab ® на основе работы, выполненной в 2013 г.

Гидравлический удар: что это такое и как с этим бороться?

22 ноября 2018

Гидравлический удар представляет собой явление повышения давления жидкости в системе, вызванное крайне быстрым изменением скорости потока этой жидкости за очень малый промежуток времени. Чаще всего причинами возникновения гидроудара являются быстрое закрытие или открытие трубопроводной арматуры, а также остановка, пуск или изменение режима работы насосов. Есть и другие причины, но они не столь часты.

Читать еще:  Что такое моноинжекторный двигатель

Возникновение в трубопроводе гидравлического удара влечет за собой разрушение трубопроводов, арматуры, насосов и оборудования, образование усталостных трещин и загрязнение окружающей среды.

Для вычисления повышения давления при гидроударе используется формула Н.Е. Жуковского:

  • ρ — плотность жидкости, кг/м 3 ;
  • с — скорость фронта ударной волны м/с;
  • ∆v — изменение скорости жидкости при гидравлическом ударе, м/с.

Скорость фронта ударной волны:

  • Ес — модуль упругости жидкости, кгс /см²;
  • Ет — модуль упругости трубопровода, кгс/см²;
  • t — толщина стенок трубопровода, м;
  • DN — условный диаметр трубопровода, м;

В качестве примера произведем расчет гидроудара. Исходные данные: вода движется со скоростью 2 м/c по стальному трубопроводу с условным диаметром 500 мм с толщиной стенки 12 мм и длиной 3500 м.

Скорость фронта ударной волны

Увеличение давления при гидроударе

Максимально допустимое время реакции клапана

Таким образом, из расчетов можно сделать вывод, что из-за резкого закрытия задвижки возникает гидроудар, в результате которого развивается ударная волна, движущаяся со скоростью почти 1200 м/с, давление в трубопроводе возрастает на 23,7 бар — и все это происходит почти за 2 с.

Для предотвращения гидроудара применяют ряд методов:

  • обеспечение плавного открытия или закрытия запорной арматуры;
  • увеличение диаметра трубопровода;
  • снижение скорости потока среды;
  • обеспечение плавного пуска и остановки насосов;
  • использование системы защиты от гидравлических ударов;
  • удаление газов из трубопроводов.

Указанные методы активно используются производителями оборудования для систем гашения гидроударов.

Наиболее часто возникающая неисправность в системах перекачивания жидкости — включение насоса при закрытой магистральной задвижке. В этом случае давление очень быстро повышается и происходит разрушение или выход из строя составляющих элементов трубопровода. Для предотвращения аварии используется предохранительный клапан на воду, выполняющий аварийный сброс давления, модели «Гранрег» КАТ10/04, КАТ11/04, «Прегран» КПП. Такие клапаны предотвращают повышение давления, которое происходит при запуске насоса, быстром закрытии крана или задвижки или других действиях, приводящих к резкому скачку давления. Клапаны монтируются на отводе от трубопровода, сбрасывая излишнее давление в атмосферу или резервуар. Когда давление превышает безопасный уровень, клапан открывается сразу же. При нормализации давления запорный орган в клапане медленно закрывается.

Вторая частая причина аварий — резкий, незапланированный стоп работающего насоса. При этом в системе сначала возникает разрежение, затем возникает обратный гидроудар. В данном случае помогает установка клапана модели «Гранрег» КАТ10/13 или КАТ11/13. Управление выполняется двумя регуляторами, на которых выставляется нижний и верхний порог срабатывания. Клапан приводится в действие давлением воды в линии. Устанавливается на отводе от трубопровода, после обратного клапана, рядом с насосами. Регулятор срабатывает немедленно, когда давление в трубопроводе падает ниже статического уровня. Когда обратный поток достигает насоса, регулятор уже полностью открыт, поток сбрасывается через него, и всплеск давления ограничивается до безопасной величины. После этого регулятор медленно закрывается, предотвращая опорожнение трубопровода. Клапан также немедленно полностью открывается, когда давление превышает безопасный уровень, и медленно закрывается при падении давления в сети до нормального уровня.

Использование предохранительных клапанов позволяет увеличить сроки безаварийной работы трубопроводов за счет исключения возникновения гидроударов и сброса давления в системе при его повышении до критических значений. Использование коррозионностойких материалов для изготовления корпуса, запорного элемента и уплотнений также способствует увеличению срока службы.

Из характерных достоинств, которыми отличаются предохранительные клапана можно отметить:

  • простую и надежную конструкцию;
  • простоту монтажа и обслуживания оборудования;
  • низкие значения местных сопротивлений;
  • высокую пропускную способность.

Для обеспечения плавного пуска и остановки насосов в современных системах используются специальные клапаны с пилотным управлением для управления насосами — «Гранрег» КАТ10/11, 10/12, 11/11, 11/12. Принцип действия таких клапанов достаточно прост. Управление работой подобного оборудования осуществляется при помощи электрических сигналов.

При пуске насоса клапан плавно приоткрывается. Останов вызывает плавное закрытие.

Существуют специальные опции для подобных клапанов, которые позволяют увеличить время открытия/закрытия клапана, обеспечивая таким образом плавное регулирование внутрисетевого давления.

Еще одной из причин возникновения гидроударов в трубопроводе могут служить воздушные пробки. Для удаления газов из трубопроводов используются воздушные клапаны (воздухоотводчики). Воздушные клапаны эффективны и важны для предотвращения возникновения давления ниже атмосферного в трубопроводах. Стандартный автоматический воздушный клапан отводит газы из системы, образующиеся в процессе ее работы. Кроме того, следует понимать, что если у потока воды при движении по трубопроводу не возникает никаких преград, то скорость потока достигает большого значения. И если воздушный клапан неожиданно закроется, это приведет к мгновенной остановке водного потока. Внезапная остановка водяного потока превратит кинетическую энергию в энергетическое давление, что может вызвать гидроудар.

Воздушный клапан с функцией защиты от гидроудара серии «Гранрег» КАТ50–53 позволит предотвратить данный эффект.

Благодаря ограничению скорости потока воздуха, между потоком воды и непосредственно воздушным клапаном будет создаваться воздушная подушка, которая замедлит поток воды и предотвратит развитие гидроудара.

Способы борьбы с гидроударами не ограничиваются применением оборудования, рассматриваемого в данной статье. Для того, чтобы корректно подобрать оборудование, смодулировать систему и определить, в каких точках может возникнуть гидроудар, необходимо тщательно проанализировать состав системы, а так же режимы ее работы. В случае возникновения вопросов по подбору регулирующей арматуры просьба обращаться к инженерам отдела регулирующей арматуры компании АДЛ.

Гидроудар двигателя. Причины и последствия

Причины и последствия гидроудара ДВС

Зачастую многие автомобилисты попадают в неприятную ситуацию, когда транспортное средство глохнет, застревая колесами в глубоких лужах, которые образовались после продолжительного и мощного ливня. Эта неисправность может произойти по различным причинам, однако в большинстве случаев проблема заключается в гидроударе двигателя.

Описание неисправности

Специалисты, работающие в сфере автомеханики, а также бывалые водители обозначают гидроудар ДВС, как эффект попадания внутрь цилиндров посторонней жидкости в количестве, превышающем объем камеры сгорания.

Такое определение термина нельзя считать до конца правильным. Если руководствоваться понятиями гидродинамики, то гидравлическим ударом называют событие, которое возникает в системе, наполненной жидкостью, при условии резкого изменения скорости потока. В результате чего в объеме происходит сильная отдача ударной волной, вызывая губительные последствия.

Главной причиной разрушения является несжимаемость жидкости. Это свойство имеют почти все виды жидких веществ. Стоит также обратить внимание на тот факт, что проблема рискует проявиться, если жидкость даже в небольшом количестве скапливается в надпоршневом пространстве.

Факторы, влияющие на возникновение гидроудара

Основной причиной гидравлического удара считается поступление жидкости внутрь цилиндров. Когда колеса транспортного средства оказываются в глубокой луже, вода начинает попадать через воздухозаборники и воздушный фильтр и представляет угрозу для всего механизма. По этой причине водители должны внимательно следить за дорогой и избегать на своем пути даже неглубоких ям и впадин, наполненных дождевой водой. Если преодолевать препятствие на высокой скорости, жидкость поднимется выше допустимого уровня и зальет воздухозаборники.

Еще одной причиной этого явления называют проникновение внутрь цилиндров охлаждающей жидкости или потока масла, когда происходит перелом турбинного вала через впускной коллектор и ТКР.

Характеристика процесса

Во время перемещения поршня к верхней мертвой отметке оказавшееся в цилиндре масло или вода демонстрирует увеличивающееся сопротивление и мешает поступательному движению. Соединенный между собой шатун и поршень подвергается чрезмерному сжатию.

Такие нарушения могут вызвать следующие последствия:

  • незапланированную остановку автомобиля;
  • изменение юбки поршня.

Из-за увеличивающейся механической нагрузки возрастает сила трения, поэтому проворот шатуна, который находится на поршневом пальце, становится невозможным. Коленвал принуждает пару делать совместные повороты одновременно. Наблюдается изменение юбки поршня по причине того, что она сильно прижимается к стенкам цилиндра.

Шатун также деформируется, поскольку происходит взаимодействие продольных сил сжатия и поперечных усилий, передающихся от коленвала. Возникающий угол искривления влияет на заклинивание группы внутри цилиндра, а также выход поршня за пределы, установленные для нижнего уровня мертвой точки при условии обычного функционирования и удара стенками коленвала при очередном обороте.

Вероятность аварии остается высокой, даже если небольшое количество жидкости попадет в надпоршневое пространство, и ее объем будет меньше размера камеры сгорания. Тогда движение поршня тоже снижается, поскольку естественный поворот шатуна не сможет произойти из-за деформации различной степени.

Данный вариант опасен не менее губительными последствиями. В цилиндре начинает происходить постепенное уменьшение компрессии, но не она становится основной причиной нарушения работы всей системы. Если автомобиль продолжает движение в таком состоянии, деформированный шатун в дополнение подвергается знакопеременным изгибающим нагрузкам, сила которых обуславливается степенью деформации. Металл постепенно изнашивается и через определенное время разрушается. Если повреждения незначительные, то автомобиль может проехать еще около 5 тыс. км, прежде чем произойдет авария и случится обрыв шатуна, разрыв цилиндра и деформация поршня.

Читать еще:  Альбеа двигатель как дизель

Важно учитывать тот момент, что приложенная к поршню и другим деталям нагрузка является по-настоящему огромной. Она зависит от двигателя и инерции автомобиля, которая называется силой, испытываемой коленвалом, даже когда мотор уже заглох. В итоге увеличивается уровень давления в цилиндрических блоках.

Возможные последствия для автомобиля

  • Деформация шатуна, которая происходит в любом случае и не зависит от количества оказавшейся жидкости в камере сгорания;
  • Неисправность шатуна;
  • Изменение состояния поршня;
  • Выход из строя стенок цилиндра;
  • Порча корпуса блока цилиндров;
  • Поломка шпилек крепления головки блока, находящейся под давлением;
  • Разрыв прокладки ГБЦ.

Первое, с чем может столкнуться водитель после гидроудара, — это заглохший двигатель. Последствия такой неприятности не слишком катастрофические. Придется только заменить пару поршневых групп и деформированный шатун.

Гидроудар в транспортных средствах, которые работают на дизельном топливе, протекает гораздо серьезнее, что связано с небольшой по сравнению с бензиновыми автомобилями камерой сгорания. Ситуация не обойдется без явной деформации и поломки шатунов.

Затраты автовладельца на восстановление системы

Гидравлический удар считается одной из опаснейших неисправностей, которая отрицательно влияет на работоспособность двигателя. Расходы на возобновление автомобильной системы включают: устранение жидкости, попавшей в двигатель, проведение диагностики, приобретение новой поршневой группы. Автовладелец может потратить до нескольких десятков тысяч рублей, чтобы привести свою машину в порядок. Нередко приходится производить полную замену двигателя и столкнуться с серьезным капремонтом. Тогда затраты будут намного больше.

Подобные случаи поломки не всегда попадают под страхование, поскольку считается, что попадание жидкости и других предметов, является виной автовладельца. Вероятность, что страховая компания выплатит возмещение, минимальна.

Свойства гидроудара

Если вовремя распознать первые признаки неисправности, можно быстрее справиться с проблемой и оперативно принять меры. Очевидным доказательством того, что произошел гидравлический удар, является заглохший двигатель, когда колеса автомобиля оказываются в глубокой луже. Иногда проблема бывает вызвана иными причинами и может протекать без остановки двигателя.

Существуют и другие признаки:

  • намокший воздушный фильтр дает возможность судить о том, что влага попала внутрь цилиндра;
  • деформация и неисправность шатунов влечет к изменению положения поршня. В результате перемещается полоса нагара на боках цилиндра сверху поршня. Изменение ширины полосы дает основание полагать о возможном случае гидроудара;
  • на юбке поршня образуется пятно и нарушается геометрия элементов;
  • стирание полосы нагара за счет возникновения трения поршня о стенки цилиндра;
  • снижение компрессионного давления вследствие повреждения геометрии шатунов и расширение границ камеры сгорания;
  • признаки разрушения в диагональном направлении на вкладышах из-за неправильного направления движения видоизмененного шатуна.

Что делать водителю, если случился гидроудар ДВС?

Во-первых, не стоит пробовать заводить двигатель с помощью стартера. Необходимо произвести проверку воздушного фильтра, чтобы удостовериться, что жидкость не попала в камеру сгорания. Можно попытаться выкрутить свечи и вернуть вал в прежнее положение. Когда поршневая группа начнет движение, через стенки просочится некоторое количество воды.

Понять, насколько серьезна проблема, удастся только после тщательной диагностики автомобиля. Лучше отказаться от буксировки машины и доставить машину к месту ремонта с помощью эвакуатора. Не следует рисковать, если возникли малейшие опасения гидравлического удара.

Читайте также

Как поступить, если в вашем авто сел аккумулятор

ЧТО ДЕЛАТЬ, ЕСЛИ В МАШИНЕ СЕЛ АККУМУЛЯТОР

Когда происходит такая незадача, не стоит паниковать. Есть несколько довольно простых вариантов, чтобы разрешить создавшуюся проблему. У большинства водителей возникала ситуация, при которой во время запуска мотора стартер начинает недовольно «ворчать», или слышно, как щелкает реле стартера, а сам он не действует. То, что аккумулятор разрядился, подтверждается приглушенным свечением приборной доски. При попытке запустить двигатель, она начинает мерцать. Это указывает на то, что электробатарея аккумулятора израсходовала запас электроэнергии и не может больше обеспечивать ею стартер, вращающий коленчатый вал.

Разновидности антипробуксовочных систем. Плюсы и минусы

Какие бывают антипробуксовочные системы. Принцип работы

Сегодняшние автомобили вообще не выглядят как свои предшественники, на современных автомобилях появляется огромное количество датчиков и разных систем, которые делают лучше эксплуатационные свойства, а еще защищают нашу машину. Показательным случаем является противопробуксовочная система, у всевозможных изготовителей система именуется очень разнообразно, но самые известные: TC, TSC, TRC и ASR. Но что же это за система, как она функционирует, почему может возникнуть необходимость в ее деактивации?

Хромирование деталей салона автомобиля своими руками

Тюнинг салона авто с помощью хромированных деталей

Хромирование деталей автомобиля придаст ему очень красивый внешний вид. Хромирование часто выполняется при тюнинге, ведь оно придаёт различным частям автомобиля солидный вид с оттенком серебра, да и достоинство есть у данного вида тюнинга – хромирование даёт неплохую защиту от коррозии. Если же Вы решитесь выполнить данную процедуру в домашних условиях, то запаситесь терпением и обязательно сосредоточьтесь на работе.

Как не купить кредитный или залоговый автомобиль

Давайте сразу определимся, что же такое залоговый (кредитный) автомобиль. Залоговый или по-другому кредитный автомобиль-это автомобиль приобретенный по программе автокредитования, и является залогом в таком кредитном договоре, либо автомобиль заложен в банк для обеспечения иных кредитных обязательств.

Калильное число свечей зажигания

Современные бензиновые двигатели, требуют искрового зажигания. Это далеко не единственный способ поджечь топливную смесь, тем не менее, большинство современных силовых установок работают, основываясь на этом методе. Изначально, в двигателях использовался метод калильного зажигания. Он подразумевал разогрев головки цилиндра при помощи свечей во время запуска. После того как двигатель запускался, свечи отключались.

Почему гудит гидроусилитель руля при повороте

Гудение гидравлического усилителя рулевого управления, возможные причины

Устройство, снижающее усилие на рулевом колесе, может работать на электрическом или гидравлическом принципе, в последнем случае оно обозначается аббревиатурой ГУР. Механизмы достигли своего совершенства и являются чрезвычайно надёжными, все их узлы герметичны и работают в высококачественном масле, поэтому, за редким исключением, исходно бесшумны. Однако, иногда из гидроусилителя начинает слышаться гудение, что явно указывает на первые симптомы неисправности. Чем раньше в таком случае будут приняты меры, тем больше шансов спасти ГУР от разрушения, а стоит он немало.

Неоновая подсветка днища автомобиля. За и против

Как сделать неоновую подсветка днища авто

Различные виды тюнинга внешнего вида автомобиля включают в себя и неоновую подсветку. Это выглядит очень красиво, да и вряд ли Ваш автомобиль не заметят на ночных улицах города. В современном мире присутствует множество способов, которые могут придать с помощью неона красивый вид любому автомобиля.

Виды кузовов. Какой лучше

В каком кузове выбрать легковой авто?

Каждая модель авто выполнена в одном из видов кузова. Кузов представляет собой некую базу, на которой закреплены основные агрегаты и узлы. Все типы такой конструкции классифицируются по форме, количеству дверей, сидений, функционалу и назначению. Современные модели выпускаются в различных вариантах кузова, что предопределяет, в том числе, стоимость машины, ее размеры и предполагаемую категорию покупателей.

Битые авто, брать или не брать?

Стоит ли покупать битые авто

Большинство водителей, не имеющих достаточного опыта вождения автомобиля, приобретают далеко не новые машины. Они рассуждают: «Не будет жалко, если разобью». Но все хотят купить ее по дешевой цене, и чтобы она не побывала в аварии! Им некий сосед дал понять, что брать битый транспорт, даже с небольшими повреждениями, не стоит. Поэтому многих новичков, и не только, мучает вопрос: «Чем страшны авто, побывавшие в аварии?» и «Есть ли смысл за них вообще платить?». Предлагаю в этом разобраться, задача все-таки неоднозначная.

Услуга «трезвый водитель» — пользоваться или нет

Что зща услуга «трезвый водитель» и какие еще есть варианты добраться до дома, когда за руль нельзя

Жизнь скоротечна и невозможно предугадать все заранее. Ситуация складывается иногда таким образом, что управлять своим авто мы не в состоянии или нет прав. Это может случиться при внезапно ухудшившимся состоянии или по какой-либо причине вы позволили себе выпить, приехав в гости на авто, или возникли другие непредвиденные моменты.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector