文/山東 班孝東
2011年12月,某車主駕駛東風日產奇駿車輛在行駛過程中,因道路施工,不慎造成車輛側翻,車輛呈頂部著地、車底朝上的狀態。事故后,經維修企業拆檢,確定該車為發動機連桿彎曲、汽缸內壁損傷、排氣凸輪軸損傷。因此,此車除需進行車身修復外,還需要更換發動機缸體和排氣凸輪軸等,工時費用及材料費用合計花費2萬余元。
對于該車發動機的損傷,車主認定系維修企業維修工序不規范造成,維修企業則認定發動機損傷系翻車當時造成。究竟是維修人員維修不當造成的搗缸損傷,還是翻車造成的連桿彎曲呢?當事雙方各執一詞。
據車主描述,事故發生后駕駛員及車輛隨行人員首先搶救傷員,當車輛車底朝上時,發動機還在正常運轉,約2分鐘后自行熄火。之后2小時左右,救援車輛趕到現場,將車輛翻正并拖車至維修企業。
在對相關維修人員進行調查時,維修人員復述事故過程為:車身修復完畢后,對發動機進行啟動,發動機運轉沉重無力,以為是蓄電池的電量不足,在并聯上一塊蓄電池后再次啟動,只聽到“嘎”的一聲,發動機再也無法運轉。最后,維修人員拆卸火花塞進行檢查,發現燃燒室內有大量機油,在拆卸發動機、拆解汽缸后發現第一缸連桿已經彎曲。
至此,車主方委托我處進行事故原因認定,筆者進行了現場查勘并對發動機做了進一步拆解勘驗。如圖1所示,從發動機下部觀察,能夠看到第一缸左右兩側均出現撞擊損傷,左側的損傷呈縱向積壓摩擦狀損傷,系第一缸連桿向左側彎曲后,彎曲處上下運動與缸壁碰觸產生的積壓摩擦所為;右側損傷痕跡呈破碎狀,帶有明顯的撞擊性損傷,系連桿大端右側凸起部位與汽缸壁下沿碰撞所致。
正常狀態下,連桿上下運動時與汽缸壁存在一定的縱向間隙,不會發生碰撞,而當連桿彎曲后,第一缸曲軸位于上止點時,連桿大端相對于正常狀態發生了偏轉,呈左側低右側高的狀態(如圖2所示),故造成連桿大端右側與汽缸壁下沿發生碰撞。另外,仔細觀察第一缸連桿的左右兩側,存在一定的光潔度差異。將曲軸、連桿、活塞一并裝回發動機缸體上,人工轉動曲軸復勘,碰撞痕跡、位置均相符。至此,前期推斷得以完全驗證。
那么排氣凸輪軸及正時機構罩板是如何損傷呢?觀察凸輪軸的損傷狀況,法蘭盤從限位銷處呈逆時針“掰斷”狀損傷,(見圖3、圖4)。令人費解的是,正常情況下,法蘭盤受力應為沿限位銷孔順時針方向受力,怎么會出現反向受力,并受力較大,造成如此損傷呢?
結合之前第一缸連桿彎曲及汽缸壁損傷的分析,這個問題也不難理解。事故發生后,車輛倒置,油底機油流入汽缸,在此情況下啟動發動機,進排氣門關閉,不可壓縮的機油無處排放,會給活塞很大的反作用力,反作用力再經活塞傳遞給連桿,連桿因此而受力變形。在曲軸旋轉的慣性下,彎曲的連桿對左側汽缸壁造成擠壓和摩擦,活塞向下運動至下止點時,也與此處有摩擦,從活塞裙有與此處對應的摩擦痕跡就可以看出。
當曲軸轉過下止點后,在繼續旋轉的過程中,連桿大端右側與汽缸底部邊沿撞擊,造成曲軸瞬間停住,而凸輪軸由于其他氣門彈簧的推動以及旋轉的慣性,繼續高速順時針旋轉,正時鏈條的張緊側由原來的相對松弛狀態,瞬間繃緊,造成凸輪軸法蘭盤“掰斷”, 鏈條脫落后擠壓致使鋁制正時機構罩損傷。
為了進一步驗證推理,查找搗缸的進油通道是關鍵。于是筆者對該車的進氣管路進行了勘查。由圖5、圖6可見,進氣總管內腔壁及周圍機件粘有機油,而且立式空氣濾清器的濾芯下部有1/3高度浸入空濾殼底部的機油中。
氣門室蓋上有兩條通路通入進氣管路,第一條通過PCV閥由橡膠管直接通入節氣門后方,第二條通過位于氣門室頂端曲軸箱的壓力平衡室通往緊鄰節氣門體前方的進氣軟管。
根據對該車型的了解以及維修手冊的介紹,結合以上勘驗結果,筆者對機油進入燃燒室的渠道進行了如下分析:翻車后車底朝上,且車尾高車頭低,引擎蓋前端著地,發動機倒置,油底殼內的機油會流到頂部的氣門室。發動機怠速運轉時,節氣門接近于關閉,節氣門后的真空度在50kPa以上,發動機進氣量少。第一條通路中的PCV閥在正常怠速運轉的情況下,只允許極少量的廢氣被抽入進氣管,因此翻車后只有極少量的機油能夠通過這條通路進入進氣管。
第二條通路,機油先流入曲軸箱壓力平衡室,之后進入節氣門體前方進氣軟管,一部分經節氣門進入進氣歧管,另外一部分聚集在進氣軟管當中,此時節氣門蝶形片開啟很小,不會有大量機油流入進氣總管。反過來推斷,即使有大量機油進入進氣歧管,機油被由下向上吸入燃燒室的可能性也不大。發動機翻車后熄火,多為燃油泵無法泵油所致。
維修前,由于車底朝上達2個小時,機油通過第二通路逐漸進入進氣總管和歧管,或進入缸內燃燒室。根據此缸體及連桿彎曲情況,第一缸內吸入了機油,啟動時處于壓縮行程,活塞上行,進入缸內機油不能壓縮,造成連桿彎曲并發生搗缸現象。
在對車輛其他部分進行排查時發現,發動機艙蓋內側吸音氈上有大量機油噴射的痕跡,維修人員稱是拆掉火花塞、啟動電動機進行排油時,機油經火花塞孔噴出所致。根據此現象,聯想該車凸輪軸法蘭呈“掰斷”損傷,肯定為曲軸突然停止所致。經裝復第一缸連桿、活塞及曲軸驗證,在裝復曲軸后連桿右側卡住汽缸壁下沿,根本無法轉動。如果為事故過程中造成連桿損傷,那么維修人員所說啟動電動機進行排油顯然無法成立。
經筆者協同幾位維修專家商討,一致推定,翻車事故發生時機油大量聚集于進氣管路,車輛被翻正后,進氣管路中積存的機油流入進氣歧管以及燃燒室,維修人員在未進行燃燒室排油的情況下,對發動機進行啟動,此時已造成連桿彎曲;連桿彎曲后沒有進行人工轉動曲軸排油,而是采用啟動電動機來排油,致使連桿彎曲加重,進而造成排氣凸輪軸、正時機構罩板損傷。
故斷定本起發動機損傷事故的原因為:維修人員對側翻車輛維修不規范、未進行發動機排油或排油不徹底所致,發動機損傷與翻車事故無直接關系,維修企業應承擔本次發動機損傷的全部責任。經協商,維修企業認可本次勘驗結論,承擔此次發動機損傷的維修費用及連帶責任。
后來筆者也曾處理過V形發動機車輛側翻后著地一側連桿變形、四缸渦輪增壓發動機因碰撞損傷造成的渦輪增壓器損傷進而發生搗缸的事故等多起糾紛。此類事故通常情況下是由維修人員在處理時違反規范造成的。
所以筆者特意將此文進行整理,與廣大維修同行進行分享:翻車事故后,應將進氣管及缸內的機油清理干凈后才能啟動發動機,若不清理干凈就啟動發動機,就會發生進氣管的機油進入缸內造成某個缸的連桿彎曲而引發搗缸現象。排除進氣管路以及燃燒室機油的安全做法為:拆掉火花塞,采用人工轉動曲軸的方法排油,有必要的情況下還應當拆掉進氣歧管進行清潔。而拆掉火花塞后啟動發動機,靠啟動機高速旋轉帶動活塞上下運動進行排油是極其危險的行為,會造成巨大的損失。