李德芳
摘 要:随着夏季雨季来临和自然灾害(如台风)频发,城市内涝、低洼路段积水经常出现,车辆作为日常代步工具,涉水行驶在所难免。如果车辆涉水后驾驶员未掌握正确的处理方法或修理厂维修方式不当会导致发动机二次损伤,从而引发保险合同、维修质量、产品质量纠纷,给车主带来不必要的经济损失和无尽烦恼。本文通过两起车辆涉水后,修理厂维修不当,导致发动机或车辆报废案例,分析涉水车辆发动机二次损伤的原因、特征,并探讨如何预防涉水车辆发动机二次损伤。
关键词:涉水车辆 发动机 捣缸 二次损伤
1 问题提出
2018年8月17日第18号台风温比亚南部沿海登陆,安徽、上海、浙江、江苏、河南、湖北多地带来大范围内强降雨,多地出现洪涝灾害,带来严重的经济损失,涉水车辆也难逃一劫。本文将介绍本次台风期间两起导致车辆损毁的鉴定案例。
案例1:一辆宝马BMW X4越野车于2018年8月18日10时左右在市区涉水行驶时积水中熄火,现场可见水淹高度达二级水淹标准(如图1所示)。据车主讲述,车辆涉水后在修理厂进行清洗,更换火花塞、机油、机滤、空滤等,并未对发动机内部进行检测。2019年1月8日正常行驶时听到“嘭”的一声,机油泄漏。经拆解检验,车辆发动机出现“捣缸”现象,发动机整体报废(如图2所示)。
案例2:一辆奔驰 威霆MPV于2018年8月22日11时50分左右在高速上正常行驶时,突然听到“嘭”的一声,底部起火,导致车辆整体过火燃烧,车辆报废(如图3)。经了解,车辆于2018年8月18日22点30分曾涉水行驶,涉水后在维修厂进行清洗,更换火花塞、机油、机滤、空滤等,并未对发动机内部进行检测。经拆解检验,车辆发动机出现“捣缸”现象(如图4),导致发动机机油泄漏,喷溅至高温排气管,引燃车辆。
上述2个案例的共同特点:车辆损坏均发生在正常行驶的过程中,未曾与其他物体发生碰撞;损坏前均曾涉水行驶,更换“火花塞、机油、机滤、空滤”,未对车辆发动机内部进行检测。那么车辆发动机损坏的原因是什么?是产品质量问题?还是涉水后维修维修处理不当,导致发动机二次损伤呢?
2 发动机二次损伤原因分析
以四冲程汽油机工作原理为例,发动机正常工作时,新鲜空气会通过进气口,经空气滤清器过滤和空气流量计的测定后,进入发动机进气室,经每缸的进气歧管与喷入的燃油按一定混合后,进入燃烧室,经历进气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程四个工作循环往复运动(如图5所示)。
发动机处于压缩行程时,活塞连杆组上行,同时进、排气门关闭,缸内行程密闭空间。随着活塞连杆组上行,缸内間隙越来越小,缸内压力越来越大,当活塞到达上止点时,压力达到最大值,缸内只有燃烧室很小的空间。
当汽车在雨天通过积水路面时,在没有查明积水深度或对车辆进气系统不熟悉的情况下,积水深度可能高于进气口,或者车速较快,激起的水花可能高于进气口,均可能导致积水在压强的作用下通过进气系统进入发动机燃烧室(如图6)。而水具有不可压缩性,积存于活塞顶部空间,在压缩冲程中,燃烧室工作容积减少,燃烧室的工作压力高于正常工作压力,压缩阻力传导至连杆,超过连杆的弯曲极限强度,致使连杆弯曲变形或断裂,发动机受损。
如燃烧室进入水量较多,且发动机处于高速、高负荷运转的情况下,连杆可能会发生弯曲或折断,导致发动机不可避免的一次损失。如燃烧室进入少量水,可能导致不易判断的连杆轻微变形,这种情况在维修时,维修技师通常根据自己的经验,更换机油、机滤、空滤等常规项目后,试车如果发动机无异常,基本上维修结束。这种情况下,会导致发动机二次损伤的发生。维修后,在连续往复运动中,连杆承受交变载荷作用,引起连杆弯曲变形加剧直到疲劳断裂,最终捣破发动机气缸体形成二次损伤。
3 发动机二次损伤特点
如何判断发动机损伤是车辆涉水后形成的二次损伤呢?鉴定人员、售后人员、保险公司查勘员可通过以下几个方面判断:
(1)询问本次发动机损坏前,车辆是否出现过涉水行驶;如出现过涉水行驶,是否维修及更换的配件项目。
(2)检查发动机舱及进气系统是否有涉水痕迹。如果发动机损伤是车辆涉水后形成的二次损伤,通常在进气管内壁上留下水流过的痕迹和尘土的痕迹。
(3)对比发动机各缸活塞顶部。如果发动机损伤是车辆涉水后形成的二次损伤,通常由于水的冲蚀,相对于没有断裂的连杆的活塞顶部,断裂连杆的活塞顶部会非常光亮或者明显被水浸泡痕迹。(如图7、图8为案例1发动机活塞)
(4)观察连杆状态及连杆断口检验。如果发动机损伤是车辆涉水后形成的二次损伤,通常断裂的连杆呈弯曲状态;连杆断口进行微观检验,能够观察到断口依次呈现疲劳源区、扩展区和瞬断区;对断口处的硬度、化学成分分析均符合相关要求。
(4)观察发动机缸壁的积碳痕迹。因发动机燃烧室进水后,活塞连杆组不能达到上止点,上止点下移,故如果发动机损伤是车辆涉水后形成的二次损伤,通常断裂连杆的缸壁上形成的积碳痕迹宽度宽于未断裂连杆的缸壁的积碳痕迹。(如图11,二、三缸连杆存在断裂和弯曲,缸壁的积碳痕迹明显宽于一、四缸缸壁的积碳痕迹。)
4 发动机二次损伤预防
为预防发动机不必要的损失,涉水行驶的车辆应注意以下几个方面:
(1)驾驶员行车注意事项:车辆涉水行驶时,观察积水深度,如积水深度高于车辆进气口的深度,切勿行驶;过积水路段时,要控制好车速,保持抵挡匀速,防止激起的水花吸入发动机;车辆在积水路段熄火,切勿盲目启动车辆可以选择施救。
(2)车辆维修时注意事项:积水路段熄火车辆,维修时不要盲目启动车辆,可用发动机内窥镜观察燃烧室内是否进入积水。如发动机燃烧室未见积水或进水痕迹,可对涉水车辆进行清理和更换必要的配件;如发动机燃烧室内见积水,用专用连杆检测仪检查连杆是否弯曲变形或轻微裂纹。如确定连杆未存在弯曲变形或轻微裂纹,可对发动机进行清理,更换机油、机滤、空滤、火花塞等,如连杆存在弯曲变形或轻微裂纹,需更换连杆活塞组件。
(3)维修后注意事项:维修后在行驶的过程中,如果车辆加速无力或抖动等异常,应及时到维修站检查,防止进一步扩大损失。
参考文献:
[1]蔡兴旺.汽车构造与原理(上册:发动机).机械工业出版社,2018.
[2]龙纪文.汽车发动机检修.中国财富出版社,2013.
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