淺析發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)水故障的診斷與排除

王力

摘要：由于夏季各地暴雨增多，導(dǎo)致越來越多的城市內(nèi)澇嚴(yán)重。汽車涉水的使用工況大大增多，駕駛員駕駛汽車如果因自然災(zāi)害或者涉水工況下操作不當(dāng)會(huì)造成一系列的故障。汽車涉水不當(dāng)會(huì)對汽車發(fā)動(dòng)機(jī)和汽車電器、汽車底盤等造成非常嚴(yán)重的損害。本文以一個(gè)實(shí)際汽車涉水后發(fā)生的故障實(shí)例對汽車發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)水故障進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：涉水故障分析;發(fā)動(dòng)機(jī)故障排除;預(yù)防發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)水

汽車在靜態(tài)條件下，如果因自然災(zāi)害導(dǎo)致車輛內(nèi)進(jìn)水，一般會(huì)導(dǎo)致汽車的內(nèi)飾、電源線路、空氣濾清器和進(jìn)氣歧管、排氣歧管等部位進(jìn)水。如果在此時(shí)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)被啟動(dòng)，非常有可能導(dǎo)致汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的損壞。汽車在動(dòng)態(tài)行駛過程當(dāng)中，如果汽車強(qiáng)行涉水失敗，有可能會(huì)造成汽車發(fā)動(dòng)機(jī)因?yàn)榛钊\(yùn)動(dòng)而發(fā)生氣缸吸水導(dǎo)致汽車熄火，從而造成汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的直接損壞。當(dāng)水進(jìn)入氣缸后，因?yàn)橐簯B(tài)水的不可壓縮性，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)在其運(yùn)轉(zhuǎn)過程當(dāng)中，非常有可能造成活塞連桿的彎曲甚至折斷、發(fā)動(dòng)機(jī)活塞變形、氣缸體被活塞連桿頂磨等故障，在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)修復(fù)時(shí)經(jīng)常需要更換發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸蓋、氣缸體、活塞連桿等部件，因此產(chǎn)生的汽車修理費(fèi)用十分高昂。

下面以一輛豐田銳志轎車涉水而導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)損壞的案例為例對該類故障予以分析。

一、實(shí)際故障現(xiàn)象

一輛一汽豐田銳志2.5L轎車，在高速涉水后導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)嚴(yán)重?fù)p壞，汽車無法再啟動(dòng)。

二、故障診斷分析

（一）汽車發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)水情況

從發(fā)生故障的過程來觀察，該發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)生進(jìn)水為動(dòng)態(tài)進(jìn)水的情況，該情況是由于駕駛?cè)嗽隈{駛到涉水區(qū)域前沒有正確估計(jì)水深的程度，以及駕駛?cè)巳狈ζ囀褂梅矫娴幕境ＷR而造成的。觀察未分解的發(fā)動(dòng)機(jī)油底殼有明顯的外觀破損，可能是由于斷裂的活塞連桿在發(fā)動(dòng)機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)的過程當(dāng)中將發(fā)動(dòng)機(jī)油底殼打壞，并且油底殼的破損部位于1缸相對應(yīng)的位置，初步判定此故障為發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)水導(dǎo)致1缸活塞連桿被拉斷，從而導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)油底殼的破損。

在后續(xù)分解豐田銳志發(fā)動(dòng)機(jī)的過程當(dāng)中，還觀察到不斷有泥水從發(fā)動(dòng)機(jī)的內(nèi)部流出，泥水浸滿整個(gè)維修工作臺(tái)面，筆者從而判定是汽車涉水路面是泥水路況。將發(fā)動(dòng)機(jī)的油底殼、氣缸蓋依次拆除后，發(fā)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)油底殼對應(yīng)的1缸處已經(jīng)被擊穿，其余3個(gè)氣缸對應(yīng)的位置，沒有發(fā)現(xiàn)存在損壞的痕跡。1缸所對應(yīng)的氣缸體下部被撞擊出了一段很長的裂痕，1缸連桿僅殘留連桿大頭部分，曲軸箱內(nèi)其他部位發(fā)現(xiàn)有很多金屬碎片，其他氣缸的活塞連桿、氣缸壁、曲軸軸頸表面損壞的非常嚴(yán)重。在后續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)曲軸的過程當(dāng)中，1缸活塞的位置不動(dòng)，筆者分析原因?yàn)?缸在燃燒時(shí)首先進(jìn)水，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)活塞在上行中遇到阻力，曲軸連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，活塞下行過程中，從而將連桿拉斷，斷裂部位出現(xiàn)在活塞連桿的小頭附近。1缸連桿斷裂后，活塞被停止運(yùn)動(dòng)，斷裂的活塞連桿伴隨著曲軸的運(yùn)轉(zhuǎn)不斷的撞擊氣缸壁、發(fā)動(dòng)機(jī)油底殼、氣缸壁被頂壞，斷裂的活塞連桿被撞擊成碎片聚集在曲軸箱其他部位內(nèi)。

（二）發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)水故障的分析

水是如何進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)從而進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的呢？在分解發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，空氣濾清器、進(jìn)氣歧管處不斷有泥水流出，從而判定水是由進(jìn)氣系統(tǒng)進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部的。車輛在水中行駛時(shí)會(huì)使水面造成較大波動(dòng)而形成波浪，造成水面高度相對進(jìn)氣口時(shí)高時(shí)低，當(dāng)水面高于進(jìn)氣口時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)就會(huì)將水吸入氣缸內(nèi)。最初進(jìn)入氣缸的水，在氣缸的高溫作用下形成水蒸氣，使該氣缸無法形成可燃混合氣。隨著進(jìn)水量的增多，水積存在活塞頂部，使燃燒室的有效容積減少，壓縮阻力增大。當(dāng)積水量達(dá)到一定程度時(shí)，壓縮行程實(shí)際上變成了液態(tài)水的壓縮，水是不可壓縮的，連桿所承受的壓力急劇增大，以致發(fā)生彎曲變形直至斷裂，從而打破發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸體。

當(dāng)代汽車發(fā)動(dòng)機(jī)一般采用直徑較大，進(jìn)氣阻力系數(shù)較小的彎曲手指裝的進(jìn)氣歧管，以給方便空氣的進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸體參與燃燒。然而，車輛在深水路面行駛，這種結(jié)構(gòu)同樣給水進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸也提供了便利條件。剛才的故障案例，為何僅僅是第1缸進(jìn)水呢？在通常情況下，當(dāng)水被吸入進(jìn)氣歧管時(shí)，由于物理學(xué)慣性水將首先涌流到水平方向的進(jìn)氣總管末端，然后水再往回流，這樣會(huì)導(dǎo)致位于進(jìn)氣管末端的第1缸進(jìn)氣歧管最容易進(jìn)水。另一方面來講，發(fā)動(dòng)機(jī)各氣缸的混合氣的形成彼此相對獨(dú)立，只要進(jìn)氣系統(tǒng)還有空氣進(jìn)入，其他氣缸仍然可以形成可燃混合氣，促使發(fā)動(dòng)機(jī)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，這樣導(dǎo)致進(jìn)水氣缸的活塞連桿彎曲最終斷裂。

該車發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸體、油底殼、1缸連桿都已經(jīng)明顯損壞，檢查曲軸、氣缸蓋、其它氣缸活塞等部件，均發(fā)現(xiàn)有明顯磨損、變形，維修人員同客戶交流后提出兩種方案：一是更換整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)總成，價(jià)格在12萬左右;二是更換損壞部件，并清洗整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)，價(jià)格為7萬左右。

三、發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)水故障的預(yù)防

發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)水往往在發(fā)生在極端天氣和道路積水很多的情況下，通常駕駛?cè)瞬荒軠?zhǔn)確判斷駕駛區(qū)域的水深程度，而駕駛?cè)擞窒肟焖偻ㄟ^積水區(qū)，但當(dāng)車輛剛進(jìn)入積水區(qū)時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)就熄火了。由于車輛在水里浸泡導(dǎo)致駕駛?cè)烁又保虼笋{駛?cè)藭?huì)本能地連續(xù)啟動(dòng)起動(dòng)機(jī)，從而使發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸體內(nèi)吸入更多的積水，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)受到更大的損害，不能繼續(xù)行駛，有時(shí)候甚至危害到人生安全。

如果駕駛?cè)嗽谛旭傊邪l(fā)現(xiàn)道路前方有積水，首先應(yīng)想辦法確定積水深度，該深度原則上最大不能超過車輪高度的2/5，如果水深在該深度以下，那么可以以不高于20km/h的車速慢速通過，切忌車速高速通過。在通過前駕駛?cè)诉€應(yīng)該確定車輛在積水中行駛的路線，要盡量避開水中的坑洼路面和破損路面，防止汽車車輪被陷而導(dǎo)致涉水過深。

以上是對涉水車輛進(jìn)行檢查和修理的過程的舉例說明和分析。最好的預(yù)防措施還是遇到不明深度的積水道路減速慢行、調(diào)低檔位、油門適中。駕駛手動(dòng)擋汽車時(shí)禁止在涉水過程中換擋防止車輛熄火情況的發(fā)生?；蛘咧苯永@行積水道路，無法繞行該道路就將汽車停放到安全地點(diǎn)，等待積水排除到安全深度的時(shí)候再行通過，避免發(fā)生車輛和人身意外，造成不必要的損失。