淺析發動機進水故障的診斷與排除

王力

摘要：由于夏季各地暴雨增多，導致越來越多的城市內澇嚴重。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害或者涉水工況下操作不當會造成一系列的故障。汽車涉水不當會對汽車發動機和汽車電器、汽車底盤等造成非常嚴重的損害。本文以一個實際汽車涉水后發生的故障實例對汽車發動機進水故障進行分析。

關鍵詞：涉水故障分析;發動機故障排除;預防發動機進水

汽車在靜態條件下，如果因自然災害導致車輛內進水，一般會導致汽車的內飾、電源線路、空氣濾清器和進氣歧管、排氣歧管等部位進水。如果在此時汽車發動機被啟動，非常有可能導致汽車發動機的損壞。汽車在動態行駛過程當中，如果汽車強行涉水失敗，有可能會造成汽車發動機因為活塞運動而發生氣缸吸水導致汽車熄火，從而造成汽車發動機的直接損壞。當水進入氣缸后，因為液態水的不可壓縮性，汽車發動機在其運轉過程當中，非常有可能造成活塞連桿的彎曲甚至折斷、發動機活塞變形、氣缸體被活塞連桿頂磨等故障，在汽車發動機修復時經常需要更換發動機氣缸蓋、氣缸體、活塞連桿等部件，因此產生的汽車修理費用十分高昂。

下面以一輛豐田銳志轎車涉水而導致發動機損壞的案例為例對該類故障予以分析。

一、實際故障現象

一輛一汽豐田銳志2.5L轎車，在高速涉水后導致發動機嚴重損壞，汽車無法再啟動。

二、故障診斷分析

（一）汽車發動機進水情況

從發生故障的過程來觀察，該發動機發生進水為動態進水的情況，該情況是由于駕駛人在駕駛到涉水區域前沒有正確估計水深的程度，以及駕駛人缺乏汽車使用方面的基本常識而造成的。觀察未分解的發動機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動機高速運轉的過程當中將發動機油底殼打壞，并且油底殼的破損部位于1缸相對應的位置，初步判定此故障為發動機進水導致1缸活塞連桿被拉斷，從而導致發動機油底殼的破損。

在后續分解豐田銳志發動機的過程當中，還觀察到不斷有泥水從發動機的內部流出，泥水浸滿整個維修工作臺面，筆者從而判定是汽車涉水路面是泥水路況。將發動機的油底殼、氣缸蓋依次拆除后，發現發動機油底殼對應的1缸處已經被擊穿，其余3個氣缸對應的位置，沒有發現存在損壞的痕跡。1缸所對應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，曲軸箱內其他部位發現有很多金屬碎片，其他氣缸的活塞連桿、氣缸壁、曲軸軸頸表面損壞的非常嚴重。在后續轉動曲軸的過程當中，1缸活塞的位置不動，筆者分析原因為1缸在燃燒時首先進水，導致發動機活塞在上行中遇到阻力，曲軸連續運轉，活塞下行過程中，從而將連桿拉斷，斷裂部位出現在活塞連桿的小頭附近。1缸連桿斷裂后，活塞被停止運動，斷裂的活塞連桿伴隨著曲軸的運轉不斷的撞擊氣缸壁、發動機油底殼、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。

（二）發動機進水故障的分析

水是如何進入發動機進氣系統從而進入發動機的呢？在分解發動機時，空氣濾清器、進氣歧管處不斷有泥水流出，從而判定水是由進氣系統進入發動機內部的。車輛在水中行駛時會使水面造成較大波動而形成波浪，造成水面高度相對進氣口時高時低，當水面高于進氣口時，發動機就會將水吸入氣缸內。最初進入氣缸的水，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。當積水量達到一定程度時，壓縮行程實際上變成了液態水的壓縮，水是不可壓縮的，連桿所承受的壓力急劇增大，以致發生彎曲變形直至斷裂，從而打破發動機氣缸體。

當代汽車發動機一般采用直徑較大，進氣阻力系數較小的彎曲手指裝的進氣歧管，以給方便空氣的進入發動機氣缸體參與燃燒。然而，車輛在深水路面行駛，這種結構同樣給水進入發動機氣缸也提供了便利條件。剛才的故障案例，為何僅僅是第1缸進水呢？在通常情況下，當水被吸入進氣歧管時，由于物理學慣性水將首先涌流到水平方向的進氣總管末端，然后水再往回流，這樣會導致位于進氣管末端的第1缸進氣歧管最容易進水。另一方面來講，發動機各氣缸的混合氣的形成彼此相對獨立，只要進氣系統還有空氣進入，其他氣缸仍然可以形成可燃混合氣，促使發動機連續運轉，這樣導致進水氣缸的活塞連桿彎曲最終斷裂。

該車發動機的氣缸體、油底殼、1缸連桿都已經明顯損壞，檢查曲軸、氣缸蓋、其它氣缸活塞等部件，均發現有明顯磨損、變形，維修人員同客戶交流后提出兩種方案：一是更換整個發動機總成，價格在12萬左右;二是更換損壞部件，并清洗整個發動機，價格為7萬左右。

三、發動機進水故障的預防

發動機進水往往在發生在極端天氣和道路積水很多的情況下，通常駕駛人不能準確判斷駕駛區域的水深程度，而駕駛人又想快速通過積水區，但當車輛剛進入積水區時發動機就熄火了。由于車輛在水里浸泡導致駕駛人更加著急，因此駕駛人會本能地連續啟動起動機，從而使發動機氣缸體內吸入更多的積水，汽車發動機受到更大的損害，不能繼續行駛，有時候甚至危害到人生安全。

如果駕駛人在行駛中發現道路前方有積水，首先應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。在通過前駕駛人還應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致涉水過深。

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