Что такое гидроудар?

Что такое гидроудар?
Гидроудар в цилиндре происходит тогда, когда объем жидкости, попавшей в цилиндр, превышает объем камеры сгорания при положении поршня в верхней мертвой точке (ВМТ). В отличие от воздуха или топливовоздушной смеси вода несжимаемая. А раз так, то происходит следующее. На такте сжатия оба клапана закрыты, а поршень движется вверх, сжимая топливовоздушную смесь. Наличие воды в цилиндре делает процесс нарастания давления более быстрым, а при подходе поршня к ВМТ он может попросту «упереться» в воду. Давление в цилиндре вырастет тогда многократно.
Сила давления, приложенная к поршню, передается через поршневой палец на шатун, вызывая в последнем большие напряжения сжатия. Инерция вращающегося коленчатого вала велика: не надо забывать, что при включенной передаче коленвал дополнительно прокручивается за счет инерции движущегося автомобиля. И шатун попадает «между молотом» и наковальней»: с одной стороны поршень (его не пускает дальше вода), а с другой - коленвал, вращаемый другими цилиндрами и всей массой автомобиля.
Результат? Шатун деформируется - его стержень изгибается в плоскости вращения коленвала. Точнее, теряет устойчивость под действием сжимающей нагрузки, причем расстояние между центрами отверстий верхней и нижней головок уменьшается.
А что с двигателем? В такой ситуации он, как правило, останавливается слишком велико тормозное усилие воды. Причем остановка происходит независимо от частоты вращения. Но при высокой частоте вращения последствия могут носить просто катастрофический характер.

Что еще может пострадать при гидроударе?
Гнутым шатуном последствия гидроудара не исчерпываются. Например, на поршневой палец действует та же сила, и он изгибается. Это легко проверить, приложив к деформированному пальцу лекальную линейку или палец нормальный.
Для поршней гидроудар также не проходит бесследно - известно немало случаев их повреждения. Обычно деформируется нагруженная сторона юбки. Происходит это следующим образом. Сила давления на поршень вблизи ВМТ очень велика, а это значит, что резко возрастает сила трения в соединении поршня с пальцем. В результате при перекладке в ВМТ поршню трудно повернуться на пальце. Поэтому он поворачивается вместе с шатуном, причем юбка поршня упирается в стенку цилиндра, деформируется и даже может треснуть.
Ситуация ухудшится, после того как коленвал прокрутится дальше и поршень опустится к нижней мертвой точке (НМТ). У современных двигателей при положении поршня в НМТ зазор между ним и противовесами коленвала редко превышает несколько миллиметров. А деформация шатуна, как правило, больше. Что происходит в такой ситуации, ясно: шатун потянет поршень вниз и «посадит» его на противовесы. Подобного насилия не выдержат бобышки поршня, обязательно треснут.
А теперь представим, что двигатель продолжает работать. Возникший при этом стук - отнюдь не самое страшное. Дело в том, что и шатун и поршень испытывают большие знакопеременные нагрузки, которые резко возрастают при деформации шатуна и упоре поршня в противовесы в момент нахождения в НМТ. Практика показывает, что через некоторое время шатун или поршень разрушаются. И сломанный шатун пробивает блок цилиндров.
При гидроударе страдают и другие детали и элементы двигателя. Например, в верхней части цилиндра, где давление очень велико, могут появиться трещины. Особенно это характерно для алюминиевых блоков цилиндров с «мокрыми» или «сухими» гильзами, уступающих чугунным моноблокам в прочности. Но даже если трещин не обнаружено, возможна деформация верхней части цилиндра, и без ремонта уже никак не обойтись.
Давление в цилиндре способно деформировать и головку блока: на привалочной плоскости вблизи поврежденного цилиндра, как правило, обнаруживается деформация около 0,03-0,05 мм. А вот коленчатый вал, несмотря на запредельные нагрузки, как ни странно, страдает редко - его остаточная деформация обычно не превышает 0,01-0,02 мм.
При гидроударе большие нагрузки возникают в приводе распределительного вала. Ведь в момент практически мгновенной остановки двигателя распредвал, продолжая вращаться, резко натягивает цепь или ремень. Значит, ударные нагрузки испытывают и другие элементы привода - особенно натяжитель. Поэтому все эти детали после гидроудара рекомендуется менять.
Итак, главные проблемы в двигателе возникают не столько в момент гидроудара, сколько при последующей работе мотора с дефектными деталями. Так что от действий водителя во многом зависит, насколько серьезными будут повреждения. Поэтому не менее важен вопрос...

Как поступить после гидроудара ?
Самый лучший вариант, как ни странно, - это когда двигатель при гидроударе заклинил. Обычно такой «клин» происходит из-за упора деформированного шатуна в стенку блока цилиндров. Тогда у ретивого водителя, выкатившегося из лужи с заглохшим мотором, не останется шансов прокрутить коленвал («ломом» либо с троса) - и прикончить двигатель. Ремонт же заклиненного мотора обычно сводится к замене шатуна и поршня с пальцем.
Гораздо хуже (а так случается часто) если двигатель, набрав воды в цилиндры, останавливается, но не заклинивает: коленвал вращается, но полного оборота сделать нельзя - вода не пускает. Вот здесь и подстерегает незадачливого водителя опасность. Судите сами.
Попадание воды в цилиндры, при невысокой частоте вращения коленвала приводит к тому, что двигатель глохнет, автомобиль останавливается, но никаких повреждений детали не получают. Пока за дело не возьмется водитель.
Ему бы остановиться, подумать, но нет, он торопится, достает трос из багажника... Такому можно сразу, не отцепляя трос, буксировать автомобиль на СТО, на замену шатунов, по меньшей мере. А всего-то надо было свечи вывернуть и стартером прокрутить коленвал, чтобы воду из цилиндров удалить. Дальше заворачивай свечи, запускай - и поехали! Однако такое почему-то редко приходит в голову.

Что делать с двигателем после гидроудара ?
Придется разбирать такой двигатель и детали очень тщательно проверять и измерять. Но для начала желательно удостовериться, что причиной является именно вода, попавшая в цилиндры. Для этого достаточно снять крышку воздушного фильтра: наличие в корпусе фильтра воды подтвердит ваши опасения.
Очень важно, сколько времени простоял автомобиль после гидроудара. Если день-два - нормально, а если месяц? Тогда цилиндры и поршневые кольца будут повреждены коррозией, и может потребоваться расточка блока под ремонтные поршни. Ну а если двигатель с водой оставили на год (такие случаи тоже были), то изъеденные ржавчиной цилиндры могут подойти для расточки даже в максимальный ремонтный размер.
Очень редко после гидроудара удается выправить деформированные шатуны, даже если на вид они не слишком кривые. Причина - в сжатии шатуна по оси стержня. Из-за этого поврежденный шатун так и останется укороченным - в лучшем случае на 1-2 мм. Использовать его нельзя не только вследствие уменьшения степени сжатия в цилиндре, но и по причине задевания поршня за противовесы коленвала.
Больше всего хлопот доставит ремонт блока, особенно если будут обнаружены трещины или пробоины. Правда, практика показывает, что эта беда поправима. В остальном же ремонт мало отличается от обычного капитального, проводимого во многих мастерских и СТО.
И все-таки, лучше до ремонта двигатель не доводить. То есть, не попадать в лужу в любом смысле. Для этого следует знать...

Как избежать гидроудара

Главное правило - никогда не проезжать по глубокой луже на высокой скорости. Езжайте на повышенных оборотах, но медленно! Даже если у вашего автомобиля очень мощный мотор. Ведь именно тогда ремонт его будет особенно недешевым. При большой скорости движения перед автомобилем возникает волна, которая накрывает капот и, будьте уверены, заполняет водой переднюю часть подкапотного пространства, где располагается воздухозаборник впускной системы.
Автомобили разных марок ведут себя «на воде» тоже по-разному. Дело в конструктивных особенностях - где конкретно расположен воздухозаборник, как поступает под капот вода и при каких условиях она может попасть в двигатель. Некоторые автомобили проявляют повышенную склонность к гидроудару - в том смысле, что для этого им нужны меньшие скорость и глубина лужи. Что совершенно неудивительно, потому что зачастую в конструкции автомобиля не приняты во внимание условия его эксплуатации.
Особенно опасен гидроудар для дизелей: из-за высокой степени сжатия у них мал объем камеры сгорания, а дроссельная заслонка, как правило, отсутствует. Поэтому вывести дизель из строя может даже незначительное количество попавшей в него воды
В заключение отметим, что причиной гидроудара в цилиндре иной раз может стать вовсе не вода из лужи. Например, негерметичная прокладка головки блока цилиндров при стоянке автомобиля может привести к натеканию охлаждающей жидкости в один из цилиндров. И тогда при запуске возможен гидроудар.
Известны и совсем экзотические случаи гидроудара - к примеру, из-за разрыва мембраны регулятора давления топлива. Тогда в двигатель через вакуумный шланг под давлением быстро поступает большое количество топлива. Гидроудар возможен и при быстром разрушении подшипников и уплотнений ротора турбокомпрессора, когда в цилиндры сразу поступает большое количество масла. Поскольку эти дефекты являются следствием эксплуатации автомобиля, их рекомендуем устранять заранее, не дожидаясь наступления катастрофических последствий.
Правда, бывают и «гидроудары» совсем другого рода. К примеру, после некачественного ремонта произошло разрушение поршня или шатуна, а ремонтники, дабы снять с себя ответственность, обвиняют водителя в лихой езде по лужам. Редко, но встречается и производственный брак, в результате которого происходит разрушение деталей, а двигатель может получить повреждения, весьма похожие на описанные. Тогда недобросовестные продавцы автомобилей могут избежать дополнительных затрат на исполнение гарантийного ремонта, если попытаются свалить вину изготовителя на водителя.
Какие только сказки не приходилось слышать от ловкачей, прикрывающих свою нерадивость гидроударом, причем при любом удобном случае. А некоторые, наиболее продвинутые, даже термины новые придумывают, только чтобы водитель всегда оставался у них виноватым. «Отложенный гидроудар» - одно из их изобретений. Например, двигатель вышел из строя в результате поломки, а воды в корпусе воздушного фильтра нет. Значит, говорят эти умники, гидроудар случился давно, а разрушение произошло только сейчас - вот он и «отложенный».
Конечно, усталостное разрушение деформированных деталей в принципе исключать нельзя, но тогда требуется еще доказать, что эти разрушения произошли в результате деформации деталей именно при гидроударе. В действительности же намного чаще наблюдается обратная картина - детали деформируются уже после разрушения, которое к гидроудару отношения не имеет. В такой ситуации избежать последствий «отложенных» и многих других аналогичных «гидроударов» по… кошельку водителя поможет только грамотная техническая экспертиза. Но это уже другая история…