浅谈车辆涉水所引起发动机失效

作者：王伟

来源：《时代汽车》 2018年第8期

1引言

雨季的到来和洪水、台风、海啸等自然灾害发生期间，短时间内降水量都会显著上升，灾害使得大量汽车面临涉水风险，车辆涉水后若第一时间处理不当，特别是机动车发动机检修不完备，不仅会造成后续经济损失，还会对车辆行驶安全产生重大隐患。

2车辆涉水后发动机失效风险及应对

水淹故障车辆是车辆在涉水过程中，超出车辆标定的涉水深度所造成发动机机械部件、底盘机械部件、电器部件、车辆线路及各传感器损坏的统称。车辆涉水后，在可以正常行使情况下，驾驶人员要多次踩踏制动器促使制动器干燥。涉水时或涉水后车辆无法行驶时，要避免启动发动机，以免对发动机造成更大的损坏。如果车辆在行驶过程中涉水，出现进水熄火情况，需关闭点火开关，并避免再次启动发动机，防止对发动机造成二次伤害，并把电瓶负极线拆下来，以免车上的各种电器因进水而发生短路；后续再把车辆移至安全地点，使车体在前高后低状态下流出进入排气管道内的水。

水淹故障车送到维修地点后，维修人员检查项目主要是发动机检查和底盘系统检查，其中检查发动机主要是检查发动机内部有无进水。气缸内进水后增大的压缩压力会导致发动机连杆弯曲，导致连杆抗交变负荷能力下降，在发动机高速、高负荷运转情况下，连杆会发生折断，打裂缸体、油底壳。因此车辆涉水后发动机进水所导致的机动车发动机故障需高度重视。一般在经过初步检测后，如果确定有水进入发动机内部，就应当拆下火花塞，手动阻断燃油供给系统和点火系统，使用电机来运转发动机，使进入发动机内部的水顺利排出。如果少量水进入发动机燃烧室，内部连杆活塞组变形轻微，无法通过肉眼直观判别是否损坏的，应把活塞连杆组全部更换，避免后续造成更严重后果。

3进水导致发动机失效机理分析

当车体外部水面高于车辆进气口时，发动机通过管路将水体吸入气缸，气缸内高温汽化的水蒸气导致可燃混合气无法形成，并积存于活塞顶部空间减少燃烧室工作容积，压缩过程中的压缩阻力传导至连杆，在连续往复运动中加重连杆承压疲劳从而引起连杆弯曲变形直到断裂，最终打破发动机气缸体。在实际机动车发动机故障检验工作开展过程中，遵循上述分解过程可以建立起发动机进水导致失效的故障树来辅助排查发动机失效原因；通过对车辆关键部位物证特征点进行勘验、提取、记录，指导检验人员梳理进水导致发动机故障的逻辑因果关系，进而对进水导致发动机失效机理作定性分析。

如故障树所示，在机动车发动机失效机理分析中，由于发动机进水导致故降的物证特征点主要包括以下方面：

(1)空气滤芯的纸褶弯曲变形； (2)橡胶管内有雨滴状印迹或流淌状印迹； (3)进气口管道内有雨滴状印迹或流淌状印迹； (4)气缸内壁有雨滴状印迹或流淌状印迹； (5)连杆弯曲变形或断裂； (6)活塞套存在敲击痕迹； (7)火花塞有结胶现象， (8)气门、燃烧室或活塞有积炭； (9)活塞上止点位置下降； (10)中缸壳体由内向外发生破损； (11)油底壳由内向外发生破损。

在现场勘验过程中，首先对机动车外观进行勘验，确定发动机位置，检查车辆外观是否存在浸水痕迹。并检查车辆内饰及发动机舱内是否有浸水痕迹，然后依照实际情况需要对车辆发动机进行拆解并即时记录原始物证。在查看拆解发动机过程中，首先检查发动机空气滤芯是否有受潮、浸水、褶皱痕迹，检查发动机进气歧管、节气门部位是否有水渍或锈蚀，其次检测发动机曲轴、连杆是否存在弯曲变形，检查发动机气缸壁、活塞表面是否有敲击或撞击等情况，检查活塞上止点位置是否有下降。当出现前述(1)、 (2)其中一个或多个特征点时，说明车辆涉水。在车辆涉水基础上，当出现(3)、 (4)其中一个或多个特征点时，说明发动机进水。在发动机进水基础上，出现(5)以及(6)， (7)、 (8)、 (9)、 (10)、 (11)其中一个或多个特征点时，说明发动机因进水失效。

以进水导致发动机失效故障树作为实际分析工具来建立现场及实验室工作流程，在勘验过程中通过对上述特征点部位的检验分析，一方面可以判定车辆涉水与发动机故障之间的因果联系；另一方面也可作为进一步全面排查车辆故障原因的技术支持。

4案例

在实际工作中发现存在一些机动车在涉水后由于检修处理不当或不及时，对车辆造成二次损伤，甚至引起严重安全风险的案例，以下引用一具体案例作说明。

4.1背景介绍

某品牌车辆遭受水淹后，车主未对发动机进行大修，仅更换了车辆相关油液，数月之后，车辆在某日正常行驶过程中突发异响，随后发动机熄火。

4.2现场及实验室检测

现场拆解检查发现发动机其中一连杆断 裂，相应的中缸壳体存在由内向外破裂，缸 套侧缘存在破损。油底壳存在由内向外破裂，油底壳外侧面处未发现其他客体物与之碰撞痕迹；缸套存在进水痕迹，活塞上止点压缩余隙异常；空气滤芯存在涉水变形痕迹。将断裂的活塞连杆取回实验室检测，依据GB/T 19863-2005《体视显微镜试验方法》、GB/T 17359-2012《微束分析能谱法定量分析》对发动机断裂连杆的断口进行分析，发现连杆断口断裂源位于连杆一侧，连杆存在明显的弯曲变形，断口部分区域磨损严萤，存在明显的纤维区和放射区，为过载导致的一次断裂，其断裂属于疲劳断裂。

4.3案例结果分析

通常情况下，发动机运行时，活塞、连杆进行往复循环运动，在每个循环过程中，活塞到达上止点的位置是相同的。当发动机在运行时进水，水进入气缸，由于水无法被压缩，会使活塞运动行程变短而无法达到原有的上止点位置，从而在缸套上留下活塞上止点压缩余隙异常的痕迹，同时，连杆也会因此受到较大载荷力：该载荷力可能会超过连杆的弯曲极限而导致其断裂，断裂的连杆、活塞会将缸体、油底壳等相邻部位击穿；该载荷也可能未超过连杆的弯曲极限而只是造成连杆弯曲变形，导致发动机熄火，但此时若继续启动发动机或启动后继续运行，将进一步伤害连杆而导致其断裂，此时进行的启动操作因进气管道已经进水，严重影响燃油与空气的混合配比，会引起火花塞结胶、燃烧室严重燃烧不良。综上所述，涉案发动机涉水而致使水进入气缸，因水无法被压缩，导致连杆受过载作用力而断裂，进而造成缸体、油底壳等相邻部位被击穿。

由此可知本次事故之前发动机连杆已经存在弯曲现象，发动机进水后，当活塞上行压缩时，由于水难以压缩，在强大的起动机力量驱动下，会造成活塞受损、连杆弯曲，如不及时更换维修，最终在后续的运转过程中会造成连杆断裂，敲击发动机致其损坏。