Рекомендації діагностики причин гідроудару по дефекту «Обрив шатуна» двигунів
| З-за великого обсягу цей матеріал розміщено на декількох сторінках: 1 2 3 4 |
Рекомендації діагностики причин гідроудару за дефектом «Обрив шатуна» двигунів а/м ЛАДА ПРІОРУ та ЛАДА КАЛИНА
Гідроудар - це удар поршня (поршнів) про стиснуту в циліндрі двигуна рідина, що потрапила в нього позаштатно в кількості, що перевищує об'єм камери згоряння. Так як рідини нестисливі, то удар поршня про стислу рідину відбувається як про тверде тіло, викликаючи значне навантаження на поршень, палець, шатун, клапан ГРМ, через нього на гідроштовхач і спрямовуючу втулку. Досягши критичної величини навантаження деформується одна або кілька згаданих деталей.
Рідини, які теоретично можуть потрапити в камеру згоряння і викликати гідроудар, перераховані в таблиці 1.
Через що потрапити
несправність форсунки, джгута проводів або контролера ЕСУД
рівень масла вище мітки «max», аномально висока витрата картерного газу, несправність вентиляції картера
головка циліндрів із 4 клапанами на циліндр
відкрите гніздо свічки запалювання в головці циліндрів
невдалення масла, що натекло в свічкову криницю, перед заміною свічки запалювання
Охолоджуюча рідина (ОЖ)
сполучення головки та блоку циліндрів
розгерметизація сполучення блоку та головки циліндрів або тріщина останньої
калюжа чи інша водна перешкода
порушення вимог РЕ1) в частині глибини водної перешкоди, що долається, підвищена швидкість подолання, хвиля від зустрічного транспорту, неправильна установка повітрозабірного патрубка
неакуратне миття,попадання води зі шланга в повітрозабірний патрубок
1) – Посібник з експлуатації.
Незважаючи на теоретичну можливість, випадків гідроудару від бензину, олії та ОЖ на двигунах ВАЗ практично не реєструється. Причина – менша проти водою ймовірність створення умов накопичення цих рідин у достатньому для гідроудару обсязі. На двигунах ВАЗ практично в 100% випадків гідроудар відбувається через попадання в систему впускання води при проїзді калюжі чи іншої водної перешкоди.
Гідроудар на бензині та ОЖ найбільш ймовірний при стартерному пуску двигуна, який простояв деякий час у вимкненому стані та мав несправності (див. таблицю 1).
1 Схильність двигунів до гідроудару водою
Чим менший робочий об'єм циліндра і вищий його ступінь стиснення, тим менший обсяг камери згоряння, відповідно тим менший об'єм води потрібний для створення умов для гідроудару. Відповідно, найбільш схильні до гідроудару двигуни, що поєднують невеликий робочий об'єм і високий ступінь стиснення.
2 Гідроудар та шатун
За статистикою при гідроударі двигуна найбільше страждає шатун. Не дивлячись на те, що він сталевий, його довга просторова конструкція має обмежену стійкість до стиснення стрижня. Стрижень без проблем переносить штатні навантаження стиснення, але при позаштатно високих навантаженнях стрижень гнеться. Особливо болісно гідроудар позначається на шатуні 11194 двигунів ВАЗ-11194 та 21126, що відрізняється від шатунів інших двигунів ВАЗ зменшеною металоємністю конструкції.
Прояв наслідків гідроудару на сучасних двигунах з мініатюрними шатунами став більш підступним та болючим порівняно зі старими двигунами з масивними міцними шатунами. На сучасних двигунах змініатюрними шатунами щодо легкі гідроудари вже гнуть шатуни, двигун продовжує працювати ще тривалий час з деформованим укороченим шатуном до настання руйнування стрижня шатуна. На сучасних двигунах при гідроударі шатун "непомітно" гнеться, потім через тривалий час руйнується сам, руйнуючи блок циліндрів, що робить необхідним заміну практично всього двигуна.
Оскільки рідина може потрапляти відразу в кілька циліндрів, то один з них, який першим набрав рідини більше об'єму камери згоряння і почав такт стиснення, першим отримає удар поршня об рідину і найбільший ризик пошкодження шатуна (деталей). Якщо енергії удару не вистачить деформувати (укоротити) шатун (деталі) на величину висоти стовпа рідини в циліндрі, двигун зупиниться1).
Примітка – 1) Зупинка двигуна при гідрооударі може не відбутися. Відомі випадки, коли двигуни під час гідроудару втрачали частоту обертання, мали перебої в циліндрах, але виштовхнувши рідину в систему випуску, змогли продовжити роботу з деформованим шатуном далі без зупинки.
Якщо шатун (деталі) буде деформований ударом на величину висоти стовпа рідини в циліндрі, то колінвал зможе провернутися далі, і удар зможе відбутися в наступному циліндрі, що пішов на такт стиснення. Оскільки при першому ударі частота обертання коленвала знизиться, то другий удар виявиться слабшим за перший.
Таким чином, при гідроударі пошкодження шатуна (деталей) може статися як в одному, так і в кількох циліндрах. Тяжкість пошкоджень шатуна (деталей) залежить від частоти обертання двигуна в цей момент, а також кількості рідини, що потрапила в двигун.
3 Непомітний гідроудар
4.1 Непомітний гідроудар водою
У глибокій калюжідвигун "поперхнувся" і двигун знову запрацював рівно. Але відсутність миттєвого прояву наслідків влучення води в двигун – не гарантія відсутності гідроудару. Удари поршня (поршнів) про воду можуть бути непомітними для водія. Відомі випадки, коли під час проїзду водної перешкоди, отримавши порцію води, двигун не зупинявся, а лише відбувалися перебої у його роботі, після чого відновилася зовні нормальна робота. При цьому набагато пізніше у цьому двигуні виявлялися погнуті шатуни.
4.2 Непомітний гідроудар охолоджувальною рідиною («ОЖ»)
З якоїсь причини розгерметизувалося поєднання блоку з головкою циліндрів. На працюючому двигуні ОЖ не проникає в циліндр, навпаки, гази з циліндра проникають в ОЖ. Але на непрацюючому двигуні ОЖ просочується в циліндр і накопичується там. При спробі запуску відбувається гідроудар. При повторних пусках ОЖ частково проникне через поршневі кільця, частково буде видалена в систему випуску, двигун може пуститися, а гідроудар - залишитися непоміченим.
4.3 Непомітний гідроудар бензином
З якоїсь причини паливна форсунка не герметично закривається (або контролер ЕСУД не вчасно відкриває форсунку). Після зупинки двигуна бензин із паливної рампи через несправну форсунку витікає у впускний канал головки циліндрів. При включенні запалення перед наступним пуском паливний насос включається на дві секунди, за які через несправну форсунку витікає певна доза бензину. Якщо з якоїсь причини запалення було включене вдруге (можливо і втретє), то у впускному каналі або в циліндрі виявиться порція бензину, достатня для гідроудару вже при прокручуванні.
4.4 Непомітний гідроудар олією
З якоїсь причини (підвищений рівень олії абонесправність вентиляції картера) відбувся залповий викид олії через систему вентиляції картера в систему впуску. При попаданні цієї олії в один із циліндрів в об'ємі, що перевищує об'єм камери згоряння, відбудеться гідроудар, який може бути не помічений.
Для якихось моделей автомобілів можливе тривале поступове накопичення значного обсягу олії навіть за нормального її рівня та справної системи вентиляції, якщо конструкція впускного ресивера схильна до накопичення олії. Поштовх на гарній купині та накопичене масло потрапляє в циліндр. Якщо олії достатньо, то ось і гідроудар. На щастя таких ресіверів на двигунах ВАЗ немає.
Олія, що підтікає через негерметичність сполучень, може накопичитися в колодязі головки циліндрів, де розташовується свічка запалювання. Якщо перед її заміною не видалити масло, що скупчилося, то при вигвинчуванні старої свічки масло потрапить в циліндр. При наступному запуску можливий гідроудар, який може бути не помічений.
4 Види гідроудару
По тяжкості наслідків гідроудар може бути двох типів - "легкий" і "важкий", при цьому "легкий" має три підтипи, див таблицю 3.