Наша работа позволяет наглядно увидеть последствия гидроудара в двигателе.
Так называемый гидроудар двигателя происходит при проникновении определённого количества жидкости в рабочий объём хотя бы одного из цилиндров мотора. По технической терминологии это явление называется «попадание несжимаемого объекта в рабочий объем двигателя», как правило, не имеет значения была это жидкость или твердое тело. Попасть туда вода может из атмосферы, пройдя воздушный фильтр. Жидкость, как несжимаемое вещество, создаёт сильное сопротивление поршню при приближении его к своей верхней точке. Часть жидкости успевает испариться, но оставшаяся часть действует как жёсткая прокладка между поршнем и головкой цилиндра. Последствия удара поршня об жидкую прокладку в цилиндре могут быть различными. Если машина просто стояла и двигатель работал на холостом ходу, то он может просто заглохнуть. Во время движения автомобиля последствия гидроудара будут более серьёзными, так как по инерции давление на поршень со стороны кривошипно-шатунного механизма (КШМ) будет продолжаться, создавая огромные усилия. Это может привести к разрушению и деформации вкладышей, колец, шатунов, коленчатого вала.
Во время обратного хода поршня обломки деталей, попадая в зазор между поршнем и стенкой цилиндра, могут заклинить поршень или пробить стенку, после чего двигатель уже не подлежит восстановлению. Это самое тяжёлое последствие гидроудара двигателя, который для дизельных агрегатов представляет большую опасность, так как в них объём камеры сгорания меньше и степень сжатия выше.
Когда машина едет медленно и силы инерции, действующие на детали КШМ, не велики, то импульс гидравлического удара будет менее резким, что может сохранить узлы от разрушения, но вызовет деформацию (изгиб) шатуна. При сильном изгибе шатун может задевать стенку цилиндра и заклинить внутри его, а при небольшом изгибе укорачивается его рабочая длина и в своей нижней точке поршень ударяется об противовесы коленчатого вала, что также ведёт к его постепенному разрушению.
Таким образом, вода, попадающая в камеру сгорания двигателя, в первую очередь ударяет по поршню и деталям шатунного механизма, мгновенно или постепенно выводя их из строя. Поэтому при подозрении на гидроудар двигателя, когда он заглох или застучал при езде под ливнем или преодолении водного препятствия, важно не спешить заводить мотор, чтобы не усугубить положение и совсем не добить его до конца.
Вы уже знаете о суперспособностях современного учителя?
Тратить минимум сил на подготовку и проведение уроков.
Быстро и объективно проверять знания учащихся.
Сделать изучение нового материала максимально понятным.
Избавить себя от подбора заданий и их проверки после уроков.
Просмотр содержимого документа
«Гидравлический удар (гидроудар)»
Гидравлический удар (гидроудар)
Выполнил
Студент группы ТО-12-9
Пугин Денис Иванович
Руководитель
В.В. Стрелков
Содержание
Определение гидроудара
Главные признаки
Последствия
Как избежать
Гидравлический удар (гидроудар) — скачок давления в какой-либо системе, заполненной жидкостью, вызванный крайне быстрым изменением скорости потока этой жидкости за очень малый промежуток времени.
Гидроудар двигателя наиболее
часто может произойти при
движении транспортного
средства на высокой скорости
по дороге с выбоинами, ямами
и ухабами.
В таких ситуациях автомобиль резко стопорит ведущие колёса, мгновенно останавливается, двигатель глохнет. Двигатель в таких неприятных ситуациях завести практически невозможно.
Гидроудар двигателя может произойти в момент движения автомобиля, из-за попадания чрезмерного количества воды через воздушный фильтр в камеру сгорания.
Поршень, который сжимает горючую смесь, не может дойти до верхней точки, так как ему вода преграждает путь.
В результате создавшейся ситуации происходит резкая остановка и стопор двигателя со специфическим ударом.
Огромная кинетическая энергия, которая подается на подвижные части двигателя, может повредить различные металлические конструкции.
Особенно уязвимы к гидроудару транспортные средства с низко установленным двигателем
Главные признаки гидроудара
Основным признаком гидроудара
является резкая остановка
двигателя, сопровождаемая
сильным ударом. Это происходит
из-за того, что поршень
сталкивается с жидкостью,
которая попала в цилиндр.
В момент сжатия рядом с верхней мертвой точкой жидкость в цилиндре становится явным препятствием для поршня. Такая ситуация способствует серьезным поломкам. Это может быть разрушение поршней, поломка шатунов или трещины в блоке цилиндров.
Первый признак гидроудара – коробление гофр шторы воздушного фильтра
Если двигатель в результате гидроудара не заглох, а проработал довольно долго, то воды в нем не будет совсем. Но есть одно место, где можно обнаружить явные следы воды — воздушный фильтр.
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.
Второй признак – каемка нагара вверху цилиндра «двухступенчатая» и заметно шире, чем в неповрежденных горшках
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.
Признак третий – характерная «змейка» на шатуне, потерявшем устойчивость в результате осевого сжатия
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.
Если шатун испытал гидроудар, его стержень после потери устойчивости будет иметь вид характерной "змейки
Признак четвертый – следы перекоса поршня в цилиндре
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
Признак пятый – след от перекошенного поршня в верхней части цилиндра
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.
Признак шестой – диагональный след работы шатунных вкладышей с перекосом
После деформации шатуна вкладыши также начнут работать с перекосом. На них появятся следы "диагонального" износа — блестящие полоски по краям.
Признак седьмой – повышенное нагарообразование в поврежденной камере сгорания
«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.
Последствия
Сжимая топливную смесь, поршень движется вверх, если на его пути окажется вода, давление поднимется многократно. Через поршневой палец, который совершает возвратно-поступательные действия, передается давления на шатун, на который, кроме пальцев, оказывает давление коленвал.
В итоге шатун и поршневой палец деформируются, повреждаются поршни, может треснуть даже блок цилиндров и т.д. Лучший случай если двигатель заклинит, а ремонт, скорее всего, обойдется заменой шатуна, поршня и пальца.
В противном случае двигатель может не подлежать восстановлению, либо это потребует не малой суммы.
Как избежать гидроудара
Главное правило: никогда не проезжайте глубокую лужу на высокой скорости. Двигайтесь на высоких оборотах, но медленно. Оптимально, если вы будете ехать на первой передаче - это позволит двигателю заглохнуть без фатальных последствий.
