Что такое гидроудар двигателя, последствия и ремонт. Что такое гидравлический удар? Причины гидравлического удара в трубах Что такое гидроудар в двигателе

Известный факт заключается в том, что нормальная работа силового агрегата любого автомобиля обеспечивается исключительно топливно-воздушной смесью, свободно циркулирующей в цилиндрах мотора. Если в надпоршневое пространство камеры сгорания из внешней среды через воздушный фильтр попадает вода, происходит поломка, называемая гидроударом двигателя.

Эта чрезвычайно неприятная ситуация может в конечном итоге привести к выходу из строя силового агрегата. Какая причина может вызвать необходимость капитального ремонта, существует ли возможность выхода из ситуации с наименьшими материальными потерями? Предоставленная далее информация ответит на интересующие вопросы.

Причины происхождения гидроудара

Вода, в отличие от воздуха, абсолютно не подлежит сжатию. Поэтому попадание жидкости в рабочее пространство цилиндров негативно отражается на работе силового агрегата. Соприкосновение поршня с несжимаемым объектом (в рассматриваемом случае представленным водой) приводит к разнообразным неисправностям двигателя автомобиля, вплоть до полной поломки.

Следует отметить, что подобная неприятность случается даже при появлении жидкости в топливно-воздушной смеси одного из цилиндров.

Поскольку приближающийся к верхней мертвой точке поршень не способен сжать неподдающуюся воду, его движение сопровождается ударом металлического рычага о несжимаемую влагу. Плачевным результатом является недопустимая деформация важных функциональных деталей ДВС. Последствиями подобной ситуации могут стать два варианта:

Согнутый непомерной нагрузкой шатун моментально ломается, пробивая отверстие в блоке цилиндров. Бывалые автомеханики называют подобную неисправность «рукой дружбы», показываемой двигателем;
Такой же печальный исход, предполагающий замену цилиндров, ожидает автомобиль, прошедший некоторое, порой весьма значительное расстояние после гидравлического удара. Разумеется, уберечь двигатель от непредвиденного капитального ремонта способна неусыпная бдительность владельца, своевременно заменившего деформированные детали.

Итак, установленной причиной гидроудара в автомобильном моторе является появление жидкости в рабочем пространстве камеры сгорания. Вода проникает в цилиндры из внешней среды, беспрепятственно минуя воздуховод.

По каким признакам определяется гидроудар

Пробитая шатуном дыра в блоке цилиндров может являться результатом недостаточно плотного прилегания крышки, защищающей металлический рычаг снизу. Это происходит благодаря раскручиванию крепежных деталей.

Исходя из понятия, что такое гидроудар двигателя, определяются симптомы этого довольно неприятного явления. Наличие следов воды хотя бы в одном из цилиндров свидетельствует о свершившемся факте. Опытные водители способны распознать признаки гидроудара по следующим симптомам:

влага, обнаруженная во впускном коллекторе, обычно сопровождается заметной деформацией фильтрующего элемента воздуховода;
значительное увеличение полосы нагара в цилиндре;
неравномерность нагара, некоторая его «затертость» с одной стороны;
на поршне появляется косая потертость;
чрезмерное искривление и недопустимый изгиб шатуна;
на головке цилиндра, пострадавшего от гидроудара, наблюдается более плотный слой нагара, чем на остальных деталях;
на краях шатунных вкладышей коленчатого вала появляются специфические затертости.

Следует отметить, что перечисленные выше признаки могут сочетаться. Выявление сразу нескольких симптомов является неоспоримым доказательством того, что автомобиль пострадал от гидроудара двигателя, а что такое неприятное событие влечет за собой, об этом поведает следующий раздел предлагаемой публикации.

Последствия проникновения жидкости в рабочее пространство цилиндров автомобильного мотора

Гидравлический удар двигателя считается достаточно серьезной неисправностью. Однако, существенных неприятностей мотору, работающему на холостом ходу, он не доставляет. Единственной проблемой является то, что автомобиль может неожиданно заглохнуть. Обычно в подобной ситуации обходятся без серьезных повреждений.

В двигателе едущей машины в результате гидравлического удара образуются существенные неисправности. Это обусловлено тем, что инерция движения создает невероятно большие нагрузки на поршень со стороны поврежденного от контакта с жидкостью шатуна. Такая ситуация грозит автомобилю деформацией и разрушением вкладышей, неисправностями шатунов и колец, поломкой коленчатого вала.

Самое тяжелое последствие гидроудара двигателя подстерегает машину при обратном ходе поршня. Частицы поврежденных деталей вполне способны привести к разрушению поршня или образованию дыры в стенке цилиндра. Такой мотор не подлежит реконструкции, требуя полной замены.

Медленное движение автомобиля снижает резкость импульса, создаваемого гидравлическим ударом. Это сохраняет функциональные узлы от повреждения, отражаясь лишь на целостности шатуна. Он может подвергаться деформации или просто изгибаться.

Незначительный изгиб уменьшает рабочую длину шатуна, вызывая удар поршня в нижней точке о противовесы коленвала, и через некоторое время он разрушается. Сильно изогнутый шатун, касаясь стенки цилиндра, в конечном итоге заклинивает внутри камеры.

Порядок действий после гидроудара двигателя

Если не удалось уберечь мотор от попадания жидкости, и машина неожиданно заглохла, не следует пытаться вновь завести ее стартером. При выключенном зажигании рекомендуется проверить состояние воздушного фильтра. Присутствие в нем воды свидетельствует о свершившемся гидравлическом ударе двигателя.

Для удаления жидкости из цилиндров следует убрать свечи зажигания и принудительно провернуть коленвал ручкой. При попадании воды в картер мотора необходимо срочно заменить смазку. Если не удается высушить воздушный фильтр, следует поставить новый.

Свободное проворачивание коленчатого вала свидетельствует о недостаточно серьезной деформации шатуна. Это позволяет избежать неприятных последствий гидроудара, удаляя жидкость через места фиксации свечей зажигания. Из этих отверстий вода под действием поршней покидает камеру сгорания.

Далее следует просушить цилиндры, продувая их насосом через те же свечные отверстия. После этого можно осторожно попробовать завести двигатель. Если работающий мотор не издает посторонних звуков, наподобие стука, допускается дальнейшее движение автомобиля.

Однако, не помешает внимательно контролировать температуру, одновременно наблюдая за давлением масла. При обнаружении малейших отклонений от нормы следует незамедлительно остановить машину, заглушив пострадавший от гидроудара мотор.

Если же ручное вращение коленвала вызывает затруднения или при его прокручивании раздается отчетливо слышимый стук, заводить двигатель категорически запрещено. Нарушение этой рекомендации может обернуться дырой в блоке цилиндров. Автомобиль следует доставить на буксире или эвакуатором в ближайшую мастерскую, где профессиональные механики проведут тщательную диагностику и окажут необходимую помощь пострадавшему мотору.

Для обеспечения безопасности воздухозаборника от попадания жидкости, прежде всего не следует допускать погружения автомобиля в воду глубже допустимого уровня, то есть максимум до середины колес. Если возникает частая необходимость преодоления серьезных водных препятствий, рекомендуется оборудовать машину специальным приспособлением, называемым шноркелем.

При отсутствии данного устройства в случае поднятия воды до капота следует незамедлительно остановить автомобиль, заглушив двигатель. Помимо того, особого внимания требует исправное состояние резиновых воздуховодов.

Основными функциями шноркеля, представленного особой двухканальной трубой, являются подача воздуха в камеру сгорания параллельно отводу отработанных газов. Это вертикально расположенное приспособление предназначается для защиты входа воздухозаборника от случайного проникновения жидкости в двигатель. Также оно оберегает от воды и выход глушителя.

Способность шноркеля выполнять свои защитные функции обеспечивается благодаря увеличению высоты расположения вышеуказанных деталей. Следует отметить, что воздухозаборник автомобиля стандартной комплектации обычно размещен под передними крыльями на расстоянии 0.8-1.0 м от поверхности земли.

Кстати, вода способна заглушить бензиновый двигатель не только из-за гидроудара, но также благодаря отсутствию искрообразования в свечах зажигания, вызываемому намоканием трамблера. Обычный компрессор поможет справиться с нежелательной влагой в электрической системе и в моторном отсеке автомобиля.

Предусмотрительный водитель, намеревающийся форсировать водные преграды, заблаговременно оборачивает катушку с трамблером влагонепроницаемой пленкой.

Любой автоводитель, будь он профессионал и проехавший за долгие годы многие сотни тысяч километров или совсем еще «зеленый» водитель-ученик должен знать о следующем, что . Мало того, то же сцепление на дорожном полотне при наличии на нем H2O (воды) по-любому и очень заметно снижает необходимый коэффициент сцепления с дорогой. Так например, в сильные и обильные ливни и особенно по причине неправильной работы самих ливневых стоков на автодороге могут появляться большие и даже огромные лужи, которые иногда бывают очень глубокими и при проезде по ним двигатель автомобиля может просто "хватануть" (т.е. захлебнуть) воды, получив при этом для себя так называемый гидроудар (гидравлический удар). Сегодня мы уважаемые друзья хотим как-раз и поговорить именно о таком неприятном и крайне пагубном для двигателей особенно внутреннего сгорания явлении, как о гидроударе.

Для начала давайте разберемся в самой теории.

Ч то такое гидроудар?

Гидроудар (гидравлический удар) – это резкое увеличение давления в цилиндре или цилиндрах самого двигателя, которое происходит в результате попадания в него определенного и достаточного для нанесения урона количества воды или иной жидкости. В результате попадания этой самой жидкости в часть камеры сгорания ДВС расположенной вверху над поршнем, она при ходе поршня вверх препятствует последнему завершить эаданный и необходимый цикл и в результате чего происходит та самая серьезная поломка внутренних частей мотора.

В то время, как топливовоздушная смесь сжимается и позволяет поршню выполнять возвратно-поступательные движения внутри самого цилиндра, как нам известно из школьного курса физики, практически перестает сжиматься. Этот самый факт означает, что попытка поршня сжать жидкость не увенчается успехом и он тем самым выйдет из строя, то есть он просто сломается и под ним изогнется шатун или сам шток, а может конкретно оборваться шпилька головки цилиндра или произойти разрыв прокладки головки блока цилиндров.

П ричины попадания жидкости в цилиндры ДВС.

Увы, уважаемые автомобилисты, самой причиной этого гидроудара может послужить и не только попавшая в двигатель забортная вода, то есть зачерпнутая из глубокой лужи или иных естественных водоемов. Иногда просто-напросто происходит простое просачивание технических жидкостей в цилиндры из-за самих неисправностей в двигателе.

Например, в камеру сгорания двигателя может попасть охлаждающая жидкость, и произойти это может не только из-за прогорания прокладки головки цилиндров, но и из-за неисправности самих инжекторов или того-же карбюратора, который также может сослужить плохую службу двигателю, когда в цилиндры поступит чрезмерно большое количество топлива, что непременно и приведет к этому самому гидроудару.

Теперь перейдем друзья с вами к практике.

П овреждения двигателя, вызванные гидроударом.

Влияние гидроудара на ДВС (двигатель внутреннего згорания) может существенно и конкретно отличаться в зависимости от самого режима работы двигателя в момент попадания в его камеру сгорания жидкости. Если такая жидкость попала в мотор при работе его на холостом ходу, то это зачастую приводит просто к остановке двигателя без возможности повторного завода с помощью стартера. Пожалуй это наверно единственный и счастливый пример, когда можно избежать крупных поломок двигателя.

К большому сожалению, в большинстве таких случаев такой гидроудар происходит именно в тот момент, когда двигатель автомобиля работает на оборотах. Здесь же последствия гидроудара могут быть просто ужасающими.

Многое будет зависеть естественно от количества той воды, которая поступила в цилиндры и также от ряда других факторов от которых все зависит, в том числе и от того, сколько цилиндров в двигателе зальется и на сколько много поступило туда воды, а также еще и от скорости движения автомобиля (инерции движущегося автомобиля) и от количества оборотов двигателя, ну и конечно-же от других не мало важных нюансов.

Резкое критичное возрастание давления в цилиндре непременно приводит к деформации самого стержня шатуна. Часто этот изгиб шатуна бывает на столько серьезным, что он конкретно упирается в стенку цилиндра и двигатель просто заклинивает. В таком случае можно отделаться достаточно минимальными потерями, под замену пойдет поршень, шатун и палец.

Если при проезде брода двигатель машины внезапно заглох, то можно (необходимо) выполнить следующие действия*:

*Эти действия желательно применять при крайней необходимости и случаях. Если же есть возможность вызвать эвакуатор, то лучше всего использовать ее.

1. Не пытайтесь завести двигатель;

2. Откройте крышку воздушного фильтра, если там имеется, т.е. есть вода, то это означает, что скорее всего в цилиндрах она тоже будет присутствовать, а значит произошел именно гидроудар;

3. В данном случае нужно вывернуть свечи и попытаться ВРУЧНУЮ прокрутить двигатель. Если Вы сможете сделать полный оборот коленвала и почувствуете, что поршень не касается противовесов коленчатого вала, то это означает, что шатуны не деформированы или они повреждены не значительно. Есть шанс, что двигатель в автомобиле заработает.

4. Следующим этапом будет попытка прокрутить двигатель самим стартером. Здесь нужно быть предельно очень внимательным, необходимо прислушиваться к любым посторонним звукам. Если услышали стук, то немедленно останавливайте (выключайте) мотор и не предпринимайте больше ни каких попыток его запустить. Иначе Вы еще больше повредите двигатель.

5. Если прокрутка двигателя стартером Вам удалась и посторонних звуков обнаружено не было, то начинаем заниматься продуванием цилиндров, заворачиваем назад свечи и пытаемся запустить мотор.

А дальше остается один путь - прямым ходом в автосервис. Даже в том случае, если двигатель автомобиля работает без сбоев, состояние внутренностей мотора необходимо проконтролировать. Для этого механики просто разберут мотор и проверят степень повреждения всех его деталей.

Во-вторых , данный вариант подходит для всех остальных водителей. Шоссе, ночь, Вы едите загородом и вдруг у вас перед капотом машины внезапно появляется широкая и глубокая лужа. Вы естественно не успеваете оттормозиться и черпаете воду на капот, двигатель автомобиля встает, говоря простыми словами по-просту глохнет. Все выше описанные действия также применимы и в этом данном случае. Не пытаемся заводить машину, а выставляем знак аварийной остановки и включаем аварийку. Максимум, если есть такая возможность, то лучше оттолкиваем автомобиль на обочину.

Если цивилизация (населенный пункт) близко, то вызываем эвакуатор. Если это произошло далеко от города, то можно конечно и попробовать завестись, но, лучше уж постараться поймать попутку и попросить доброго человека отбуксировать Вас до ближайшей СТО (станции технического обслуживания).

Г идроудар и дизельные двигатели.

У дизельных моторов есть множество преимуществ, но есть конечно и свои недостатки. Одним из таких можно назвать достаточные и серьезные поломки при гидроударе. Из-за меньшей камеры сгорания если сравнивать с бензиновым мотором, и на много большими показателями самого давления при сжатии рабочей смеси, такой гидроудар для дизеля в 95% случаев, увы, заканчивается "приговором" - на большой и капитальный ремонт.

И опытный автомобилист - может столкнуться с такой непонятной для многих проблемой, как гидроудар двигателя. Это явление возникает при попадании в мотор влаги. Например, если вы едете под обильным дождём, преодолевая огромные лужи. В один, далеко не прекрасный момент вы можете понять, что двигатель заклинил. Автомобиль стопорит колёса и немедленно останавливается. Если попытки завести мотор тщетны - двигатель вашего авто получил гидроудар.

Понятие гидроудара

Гидроудар представляет собой явление, при котором в камере сгорания находится влага (когда двигатель работает). Несмотря на то что современные машины довольно герметичны, попадание воды в камеру вполне вероятно. Когда вы пересекаете глубокие лужи, влага заполняет пространство вокруг мотора и просачивается сквозь . Поршень сжимает топливо, однако не доходит до верхней точки, поскольку вода преграждает ему путь. В результате работа двигателя останавливается и происходит характерный удар. В эту минуту на подвижные детали двигателя передаётся огромная кинетическая энергия, она скручивает и ломает металлические элементы агрегата.

На видео показано, как происходит гидроудар двигателя:

После завершения процедуры не стоит вкручивать свечи обратно. Следует вызвать эвакуатор и отправиться в сервис-центр. Там специалисты должны осуществить просушку цилиндров и самого мотора. Самостоятельно это сделать сложно, поскольку необходимо устранить влагу ещё из воздушного фильтра. Случается также, что после гидроудара двигатель нуждается в серьёзном ремонте, если повреждён блок цилиндров. Если в вашей машине установлен , удалить воду из него будет очень сложно, потребуется мощное оборудование.

Как определить гидроудар мотора

Существуют некоторые признаки, по которым можно определить, произошёл ли гидроудар, если мотор не заглох. Рассмотрим некоторые из них:

воздушный фильтр деформирован (этот признак полезен только в том случае, если фильтр бумажный, тогда после обсыхания он покоробится);
ступенчато увеличивается слой нагара, а поршень опускается ниже обычного своего положения;
противоположный участок огневого пояса покрыт обильным нагаром;
вверху цилиндра нагар стёрт, его кромка неровная из-за соприкасания с поршнем, в нижней части имеются блестящие следы;
на вкладышах появились следы износа в виде блестящих полосок вследствие неправильной работы.

На видео показано, как ведёт себя двигатель после гидроудара:

Все эти признаки можно определить визуально, не используя никаких специальных приспособлений. Если вы заметите что-нибудь из вышеперечисленного, следует . Перед тем как проводить диагностику, не вздумайте заводить автомобиль «с толкача». Это может окончательно «угробить» вашу машину.

После гидроудара автомобильному двигателю необходим капитальный ремонт. Очень важно то, сколько времени простоит машина после неприятного происшествия. Рекомендуется сразу же везти её в сервис, иначе в цилиндрах быстро начнут развиваться . Как правило, они настолько интенсивны, что уже через месяц двигатель просто не подлежит ремонту.

Пожалуйста, оставьте свой комментарий к статье! Нам интересно ваше мнение о прочитанном.

Трубы отопительной и водопроводной системы, особенно частного дома, иногда издают странные звуки. Порой их замечают, но оставляют без внимания. А зря. Щелчки и стуки в трубопроводах могут обозначать и гидроудар в системе водоснабжения. Возможно, пора принимать меры по их предотвращению, пока не возник вопрос: кто виноват во внезапном прорыве трубы.

Гидроудар – это мощное кратковременное повышение давления жидкости, циркулирующей в трубах, возникающее вследствие резкого изменения скорости ее движения. В зависимости от знака изменения давления гидроудары подразделяются на:

положительные, направленные на повышение давления, которые возникают при резком закрытии задвижек или включения насосных агрегатов;
отрицательные, связанные с остановкой насосов.

Наглядная демонстрация гидроудара в трубе

Рассмотрим, что это такое – гидроудар, и в чем природа этого явления. При резком закрытии задвижки поток воды останавливается не весь, и не сразу. Ближайшие к вентилю слои воды останавливаются, остальные же продолжают движение по инерции. Они сталкиваются с замершим на месте слоем, с ними сталкиваются идущие следом.

То же самое происходит, если в метро резко закрыть вход на эскалатор в момент прохождения потока людей. Первые ряды останавливаются, на них напирают другие, на них – следующие. Возникает давка. Точно также происходит и при гидроударе.

Важно: При резкой остановке потока жидкости давление в трубопроводе мгновенно возрастает в разы, достигая десятков атмосфер. Расчет на то, что это останется без последствий, вряд ли оправдается.

Давайте разберемся, чем же опасен гидроудар.

В чем опасность гидроудара

Любое повышение давления в трубопроводе сверх расчетного опасно как для самих труб, так и для их соединений. Также может пострадать и запорная арматура.

Это произойдет не сразу, ведь изначально все инженерные системы без исключения выполняются с запасом прочности. Но каждый гидроудар методично и безжалостно ищет слабое место в трубопроводе, постепенно готовя его к разрушению. И в какой-то момент терпению труб настает предел, и они лопаются.

Последствия прорывов широко известны. Это испорченная мебель, обои, ковры. Залитые водой соседи, нервно требующие все исправить в кратчайший срок с последующей выплатой компенсации за причиненный ущерб.

А произошел гидроудар в системе отопления, то возможны и нематериальные жертвы. Горячий теплоноситель способен причинить серьезные ожоги людям, которым не повезло попасть под его струю. Да и материальные потери от воздействия горячей воды серьезнее, чем от холодной.

Если же авария случилась в лютый мороз (а поломки никогда к месту не бывают), то остановка теплоснабжения повлечет за собой и остановку котла с полной заморозкой системы.

Убытки проще предотвратить, чем компенсировать. Для этого нужно понять, как избежать их. Итак, гидроудар в системе водоснабжения, причины его появления.

Причины гидроударов

На долю гидроударов приходится около 60% всех аварий на трубопроводах, произошедших при их непосредственном участии. Большая часть из них приходится на изношенные старые трубы, у которых всегда найдется слабое место.

Чем длиннее труба, тем сильнее гидроудар. Это следует из его природы: в протяженном трубопроводе воды умещается больше, вес ее способен вызвать более серьезный перепад давления. Поэтому, чем дальше находится перекрываемый вентиль, тем ощутимее гидроудар в трубопроводе. В этом отношении наиболее уязвимы , протяженность которых велика.

Чтобы избавить теплые полы от повреждений вследствие гидравлических ударов, управляющие их работой, должны быть правильно установлены. Перекрытие циркуляции должно выполняться на входе трубопровода в пол. В этом случае после закрытия клапана вода, хоть и продолжает движение по инерции, но всего лишь создает за клапаном разрежение, не опасное для трубопровода. Практикуется одновременное перекрытие выхода трубопровода еще одним клапаном.

В былые времена при засилье винтовых вентилей гидроудары возникали значительно реже. Закрытие запорной арматуры нельзя было выполнить мгновенно, для этого требовался не один оборот рукоятки. С точки зрения безопасной эксплуатации это правильно.

Появление шаровых кранов привело к возможности выполнить ту же операцию значительно быстрее. Легкость движения рукоятки и достижение поставленной цели ее поворотом всего на 90 градусов вызывает соблазн поупражняться в скорости закрытия вентиля, что делать нельзя категорически. В результате резкая остановка потока жидкости испытывает трубопроводную систему на прочность.

Но вентиль не обязательно резко закрыть, чтобы получить гидроудар. Если из системы отопления плохо вытеснен воздух, то при взаимодействии воды с ним открытии крана приводит к аналогичному явлению. Вода трудно поддается сжатию, в отличие от воздуха. Последний при резком столкновении с находящейся под давлением жидкостью выполняет роль своеобразного амортизатора, упругого препятствия на ее пути.

Появлению гидравлических ударов способствует наличие в системе «разнокалиберных» труб. Если трубопроводы различного диаметра не «приведены к общему знаменателю» с помощью соответствующих переходников, скачки давления в процессе их эксплуатации неизбежны.

Как бороться с гидроударами

Для защиты от воздействия гидравлических ударов на системы водо- и теплоснабжения применяется целый ряд мер. Некоторые из них показательны к применению повсеместно, некоторые же используются для трубопроводов определенного назначения.

Плавное перекрытие

От соблазна побыстрее справиться с такой простой задачей, как открытие или перекрытие вентиля, нужно избавляться. Делать это нужно медленно и плавно. Если вентиль тугой, то допускается выполнять перемещение его рукоятки небольшими рывками. Так принято на промышленных предприятиях, но показательно к исполнению и в быту.

Гидроудар при этом все равно происходит. Но он разбивается на несколько небольших по силе. Энергия, которая воздействует на трубы однократно при резком закрытии вентиля, разбивается на порции, не создающие сильных перепадов давления. А поэтому – не опасных.

Амортизация

При ручном управлении движением потоков жидкости можно реализовать их плавное перекрытие или открытие. Но вот термостаты, управляющие процессом работы отопительной системы автоматически, не способны на это.

Чтобы смягчить гидроудар в системе, в ней устанавливаются амортизирующие устройства. Перед местом установки клапана термостата часть жесткого трубопровода заменяется на эластичный. В качестве материалов для этого применяются либо термостойкий каучук, либо армированный пластик.

Поскольку эти материалы могут растягиваться, то в момент гидроудара они примут на себя его силу. Кратковременно увеличившись в диаметре, амортизатор сработает, как гаситель, и сбросит давление перед закрывшимся клапаном.

Для большинства систем достаточно установки отрезка эластичной трубы порядка 20 – 30 см. Для протяженных труб можно увеличить его еще на 10 см.

Шунтирование

Метод подразумевает ручную доработку термоклапанов. Для его реализации необходимы знания их конструкции, в противном случае устройству можно только навредить.

Шунт представляет собой тонкую трубочку диаметром 0,2 – 0,4 мм. Ее вставляют в клапан по ходу движения жидкости. При работе она никак не сказывается на работоспособности системы, а вот при резком повышении давления поможет стравить его в трубопровод за клапаном.

На заметку: Такие меры помогут только в системах, состоящих из новых трубопроводов, и желательно – не из металла. Наличие ржавчины сводит на нет все усилия и ухищрения, так как она быстро забьет отверстие.

Вместо установки трубки бывает достаточно просверлить отверстие соответствующего диаметра.

Защищенные термостаты

Промышленностью выпускаются термостаты, снабженные устройством защиты от гидравлических ударов. У них между клапаном и термоголовкой установлен пружинный механизм. О наличии этого устройства при покупке термостата можно узнать из его технической документации.

При превышении давления пружина, растягиваясь, мешает клапану полностью закрыться. Происходит тот же самый процесс, что и при шунтировании – избыток давления сбрасывается в трубопровод за клапаном. Когда гидроудар прекратится, пружина полностью закроет клапан.

Важно: Термостаты, оснащенные системой защиты от гидроударов, устанавливаются в систему строго в одном направлении, указанном стрелкой на корпусе.

Компенсаторы

Одно из компенсирующих устройств, применяемых в системах отопления (для водопровода оно тоже подходит) для защиты от гидравлических ударов – это гидроаккумулятор. Он представляет собой резервуар, разделенных на две части гибкой мембраной из резины или каучука.

В нижней части резервуара, соединенной с системой, находится вода. Верхняя содержит воздух под давлением. Изделие похожей конструкции входит в состав автоматической насосной станции и служит там для отключения насоса при достижении номинального давления в системе.

В составе же отопительной системы компенсатор присоединяется к местам возможного возникновения гидроударов. В момент его увеличивающееся давление жидкости давит на мембрану аккумулятора. Находящийся над ней воздух сжимается, мембрана смещается в его сторону. За счет увеличения объема, занимаемого жидкостью, давление в ней падает.

Как только воздействие гидроудара закончится, мембрана возвращается на свое место. Применение гидроаккумуляторов попутно позволяет убрать лишний объем жидкости из системы.

Для создания амортизирующего эффекта в водопроводных системах посимо гидроаккумуляторов используют специальные гасители.

Защитные клапаны

Когда-то врачи при повышенном давлении устраивали пациенту кровопускание. Меньше жидкости – меньше давление. По такому же принципу работают и защитные клапаны.

Их размещают в наиболее опасных местах, подверженных гидроударам. Работают они либо как самостоятельные устройства, либо от команды контроллера, управляющего работой системы и имеющего информацию о давлении в ней в заданных точках.

Как только давление в месте установки защитного клапана превысит пороговый уровень, он откроется и выбросит излишки жидкости наружу. Естественно, это происходит там, где они не принесут никому вреда или дискомфорта.

По мере уменьшения давления клапан закроется, приходя в исходное состояние.

Устройства автоматического регулирования

Не стоит зацикливаться только на вентилях и клапанах. Запуск и остановка насосов тоже провоцирует гидравлические удары в системе водоснабжения. Чем мощнее насос – тем сильнее окажется гидроудар.

Давление, создаваемое насосным агрегатом, зависит от скорости вращения его электропривода – двигателя. При подаче напряжения на него он разгоняется практически мгновенно. Если же заставить его делать это плавно, то гидроудара при включении насоса в работу можно избежать.

Скорость вращения электродвигателя зависит от напряжения или частоты питающей сети. Изменяя величину напряжения, регулировать обороты вряд ли получится. А вот изменение частоты помогает добиться нужного эффекта.

Для этой цели используются специальные устройства управления электродвигателями: частотные преобразователи и устройства плавного пуска. И те и другие при получении команды на запуск плавно наращивают частоту питания электродвигателя, выводя его на номинальные обороты за время, заранее установленное при наладке системы. Гидроудары исчезают.

Но у частотных преобразователей есть еще одно преимущество. Они позволяют и при работе насоса регулировать его производительность таким образом, чтобы поддерживался оптимальный режим его работы. Изменение напора жидкости можно производить уже не степенью открытия вентиля на выходе, а частотой вращения электромотора.

Для этого к частотному преобразователю подключаются датчики давления или любого другого параметра, который он будет поддерживать в заданных пределах, изменяя частоту вращения насоса. При этом появляется еще и экономическая выгода: снижается расход электроэнергии, так как насос будет потреблять из сети ровно столько энергии, сколько необходимо.

Недостатки частотного преобразователя: большая стоимость и необходимость выполнения наладочных работ специалистом.

Если ваша система отопления либо водоснабжения еще не снабжена ни одним из вышеописанных устройств, а в ней наблюдаются признаки гидравлических ударов – пора браться за ее модернизацию. В противном случае когда-нибудь придется взяться за ремонт.

В трубопроводах представляет собой возникающий мгновенно скачок давления. Перепад связан с резким изменением в скорости движения водного потока. Далее подробнее узнаем, как возникает гидравлический удар в трубопроводах.

Основное заблуждение

Ошибочно считается гидравлическим ударом результат заполнения жидкостью надпоршневого пространства в двигателе соответствующей конфигурации (поршневом). Вследствие этого поршень не доходит до мертвой точки и начинает сжатие воды. Это, в свою очередь, приводит к поломке двигателя. В частности, к излому штока либо шатуна, обрыву шпилек в головке цилиндра, разрывам прокладок.

Классификация

В соответствии с направлением скачка давления гидравлический удар может быть:

В соответствии со временем распространения волны и периодом перекрытия задвижки (либо прочей запорной арматуры), в течение которого образовался гидравлический удар в трубах, его разделяют на:

Прямой (полный).
Непрямой (неполный).

В первом случае фронт образовавшейся волны двигается в сторону, обратную первоначальному направлению водяного потока. Дальнейшее движение будет зависеть от элементов трубопровода, которые располагаются до закрытой задвижки. Вполне вероятно, что фронт волны пройдет неоднократно прямое и обратное направление. При неполном гидравлическом ударе поток не только может начать двигаться в другую сторону, но и частично пройти далее через задвижку, если она закрыта не до конца.

Последствия

Самым опасным считается положительный гидравлический удар в системе отопления либо водоснабжения. При слишком высоком скачке давления может повредиться магистраль. В частности, на трубах возникают продольные трещины, что приводит впоследствии к расколу, нарушению герметичности в запорной арматуре. Из-за этих сбоев начинает выходить из строя водопроводное оборудование: теплообменники, насосы. В связи с этим гидравлический удар необходимо предотвращать либо снижать его силу. становится максимальным в процессе торможения потока при переходе всей кинетической энергии в работу по растяжению стенок магистрали и сжатия столба жидкости.

Исследования

Экспериментально и теоретически изучал явление в 1899 г. Исследователем были выявлены причины гидравлического удара. Явление связано с тем, что в процессе закрытия магистрали, по которой идет поток жидкости, либо при ее быстром закрытии (при присоединении тупикового канала с источником гидравлической энергии), формируется резкое изменение давления и скорости воды. Оно не одновременно по всему трубопроводу. Если в данном случае произвести определенные измерения, то можно выявить, что изменение скорости происходит по направлению и величине, а давления - как в сторону снижения, так и увеличения относительно исходного. Все это означает, что в магистрали имеет место колебательный процесс. Он характеризуется периодическим понижением и повышением давления. Весь этот процесс отличается быстротечностью и обуславливается упругими деформациями самой жидкости и стенок трубы. Жуковским было доказано, что скорость, с которой осуществляется распространение волны, находится в прямой пропорциональной зависимости от сжимаемости воды. Также значение имеет величина деформации стенок трубы. Она определяется модулем упругости материала. Скорость волны зависит и от диаметра трубопровода. Резкий скачок давления не может возникнуть в магистрали, наполненной газом, поскольку он достаточно легко сжимается.

Ход процесса

В автономной системе водяного снабжения, например загородного дома, для создания давления в магистрали может использоваться скважинный насос. возникает при внезапном прекращении потребления жидкости - при перекрытии крана. Водяной поток, совершавший движение по магистрали, неспособен останавливаться мгновенно. Столб жидкости по инерции врезается в водопроводный "тупик", который образовался при закрытии крана. От гидравлического удара реле в данном случае не спасает. Оно только лишь реагирует на скачок, отключая насос после того, как будет перекрыт кран, а давление превысит максимальное значение. Выключение, как и остановка водяного потока, не осуществляется мгновенно.

Примеры

Можно рассмотреть трубопровод с постоянным напором и движением жидкости, имеющим постоянный характер, в котором был резко закрыт клапан или внезапно перекрыта задвижка. В скважинной системе водоснабжения, как правило, гидравлический удар возникает в случае, когда обратный затворный элемент располагается выше, чем статический уровень воды (на 9 метров и более), либо имеет утечку, в то время как находящийся выше следующий клапан удерживает давление. И в том, и в другом случае имеет место частичное разряжение. В следующем пуске насоса протекающая с высокой скоростью вода будет заполнять вакуум. Жидкость соударяется с закрытым обратным клапаном и потоком над ним, провоцируя скачок давления. В результате происходит гидроудар. Он способствует не только образованию трещин и разрушению соединений. При возникновении скачка давления повреждается насос или электродвигатель (а иногда и оба элемента сразу). Такое явление может возникнуть в системах объемного гидравлического привода, когда применяется золотниковый распределитель. При перекрытии золотником одного из каналов нагнетания жидкости возникают процессы, описанные выше.

Защита от гидравлических ударов

Сила скачка будет зависеть от скорости потока до и после перекрытия магистрали. Чем интенсивнее движение, тем сильнее удар при внезапной остановке. Скорость самого потока будет зависеть от диаметра магистрали. Чем больше сечение, тем слабее движение жидкости. Из этого можно сделать вывод о том, что использование крупных трубопроводов снижает вероятность гидроудара или ослабляет его. Еще один способ заключается в увеличении продолжительности перекрытия водопровода либо включения насоса. Для осуществления постепенного перекрытия трубы используются запорные элементы вентильного типа. Специально для насосов применяются комплекты по плавному пуску. Они позволяют не только избежать гидроудара в процессе включения, но и существенно увеличивают эксплуатационный срок насоса.

Компенсаторы

Третий вариант защиты предполагает применение демпферного устройства. Оно представляет собой мембранный расширительный бак, который способен "гасить" возникающие скачки давления. Компенсаторы гидравлического удара работают по определенному принципу. Он заключается в том, что в процессе увеличения давления происходит перемещение поршня жидкостью и сжатие упругого элемента (пружины или воздуха). В результате ударный процесс трансформируется в колебательный. Благодаря рассеиванию энергии последний затухает достаточно быстро без существенного повышения давления. Компенсатор применяют в линии наполнения. Его заряжают сжатым воздухом при давлении 0,8-1,0 МПа. Расчет производится приближенно, в соответствии с условиями поглощения энергии движущего столба воды от наполнительного бака или аккумулятора до компенсатора.