汽車涉水發動機損壞原因分析

武攀曉

摘 要：某公司所售車輛在行駛過程中涉水損壞。采用金相檢驗、外觀檢查等方法對車輛損壞原因進行了分析。結果表明，車輛進水后，水的不可壓縮性導致車輛連桿彎曲、斷裂，打壞車輛發動機殼體，造成車輛損壞。

關鍵詞：車輛 涉水 發動機 斷口分析

Analysis of the Causes of the Damage of Automobile Wading Engine

Wu Panxiao

Abstract：A vehicle sold by a company was damaged by water during driving. Metallographic inspection， visual inspection and other methods were used to analyze the causes of vehicle damage. The results show that after water enters the vehicle ， the incompressibility of the water causes the vehicle connecting rod to bend and break， which damages the vehicle engine housing and causes vehicle damage.

Key words：vehicle， wading， engine， fracture analysis

車輛涉水顧名思義，就是指車輛在地勢低洼、有積水的路面行車，在水中通行。一般發生在陰雨天氣，排水設備欠缺導致路面有積水的道路低洼地段，隨著汽車保有量的不斷上升，尤其是2020年雨水較多，汽車涉水事故起數也不斷上升，對人們的生活影響也越來越大，目前，國內學者對汽車涉水損壞原因進行了大量研究。

某公司銷售汽車在行駛過程中涉水損壞，造成損失，保險公司認為車輛二次啟動，拒賠。為了探明車輛發動機損壞的原因，本文對其進行了失效分析。

1 車輛現場調查與檢驗方法

車輛停放在室外，覆蓋有車衣，外觀未見碰撞損壞痕跡。發動機已從車上拆除，進氣口水平朝向正前方，處于中網后部上端位置，進氣口下沿離地高度約850mm。發動機艙保險絲未發現異常，車內前排座椅已拆除，地板表面殘留泥沙。排氣管上沿離地高度約550mm。

發動機已完全拆解，現場未見空氣濾芯、火花塞，機油已放掉。檢查進氣管內壁存在飛濺泥點，空濾殼體內部殘留泥沙和液體流淌痕跡。車輛發動機為自然吸氣V型6缸汽油機，每缸為雙進氣門和雙排氣門的4氣門結構。發動機表面未見外力碰撞痕跡。檢查氣門室蓋、氣缸蓋、凸輪軸、曲軸、油底殼等部件未發現明顯損傷，多個氣門座存在銹蝕痕跡。1缸和2缸活塞連桿彎曲斷裂，變形縮短量約為10mm，活塞頂部未見碰撞痕跡，1缸的缸體部位存在硬物撞擊造成的貫通性穿孔，受力方向由內向外，分離物缺失，其余活塞連桿未發現明顯損傷。活塞頂部附著積碳程度較一致，缸筒內壁較為光滑，軸瓦未發現異常磨損及高溫發藍現象。起動機外觀完好，驅動齒輪未發現異常損傷，現場驅動起動機可以正常工作。飛輪存在銹蝕痕跡，齒圈未發現異常損傷，拖車抵達現場時，車輛停在路中，路面積水沒過排氣管上沿，達到約2/3車輪高度。拆檢照片顯示：空氣濾芯存在水印，空濾殼體內部有水跡，連接至節氣門的進氣管口有水跡。火花塞未見明顯結膠現象。

2 試驗結果

對連桿進行斷口分析，分析結果：

（1）斷口宏觀未見明顯塑性變形，可見明顯的放射性花樣，源區位于放射狀花樣收斂處連桿表面，向另一側擴展開裂。通過掃描電鏡，斷裂源區觀察到韌窩形貌，擴展區觀察到明顯的解理形貌，最后斷裂區為韌窩形貌。

（2）斷口宏觀未見明顯塑性變形，可見明顯的放射性花樣，源區位于放射狀花樣收斂處連桿表面，向另一側擴展開裂。通過掃描電鏡，斷裂源區觀察到韌窩形貌，擴展區觀察到明顯的解理形貌，最后斷裂區為韌窩形貌。

3 分析與討論

場勘驗時車輛發動機已完全拆解，且未見重要的空氣濾芯。車輛及發動機的外表面均未見外力碰撞痕跡，可排除因外力碰撞導致發動機損壞的可能。未發現發動機軸瓦高溫發藍或拉缸拉瓦等異常磨損現象，可排除因潤滑不良及高溫導致發動機損壞的可能。根據車輛發動機活塞連桿斷口分析可知，連桿為承受巨大作用力而彎曲斷裂，未見疲勞裂紋，可排除因發動機活塞連桿自身缺陷導致發動機損壞的可能。車輛進氣管內壁存在飛濺泥點，空濾殼體內部殘留泥沙、液體流淌痕跡及空氣濾芯存在水流沖刷痕跡，并結合其他拆檢照片，均說明發動機進氣管已大量進水。水流通過進氣管進入第1、2缸內并積存在活塞頂部，缸內已進水的活塞上行壓縮時，壓縮行程實際上變成了對水的壓縮過程，由于水無法被壓縮，造成連桿承受壓力急劇增大超過極限而彎曲斷裂并打破缸體，導致發動機損壞。結合以上分析，車輛發動機進水導致連桿斷裂，發動機損壞。

受車速快慢、發動機轉速高低、進水量多少等因素影響，對發動機造成的損壞程度有所不同。發動機短時間內吸入較大量的水，則完全存在直接導致連桿斷裂而發動機熄火的情況發生。車輛進氣口水平朝向正前方，沿離地高度約850mm，救援時路面積水已下降但車輛前端積水深度仍有約550～600mm。在此水深下涉水行駛，水面波動起伏，即使車速不快，也會在車頭引起相當高的水涌沒過進氣口，直接導致進氣口在短時間內吸入較大量的水。由車輛斷裂連桿的變形縮短量可知，進入缸內的水量較多，遠超過其燃燒室容積。通常情況下若熄火后再次啟動車輛，空氣濾芯已浸水，進氣阻力增大，進氣量不足，且濕度過大，嚴重影響燃油與空氣的混合配比，火花塞無法點燃;同時排氣管完全被淹沒，積水倒灌，排氣阻力較大。此時起動機較難帶動飛輪運轉，發動機啟動較為困難。強行啟動甚至會造成飛輪齒圈和驅動齒輪打齒磨損痕跡，損壞起動機。即使成功啟動發動機，混合氣無法充分燃燒，會出現燃燒室積碳加劇，火花塞結膠現象。同樣由于水的不可壓縮性，會導致缸內進水的活塞連桿彎曲斷裂。現場勘驗時，車輛飛輪齒圈及起動機驅動齒輪未見異常磨損痕跡，起動機及保險絲未見異常，火花塞未見明顯結膠現象，缸壁未見往復拉痕。未發現支持因二次點火導致連桿斷裂打破缸體的物證特征。

4 結論及建議

（1）車輛發動機進水導致發動機損壞。

（2）車輛涉水行駛之前必須要確認涉水深度，如涉水，千萬不要再次打火啟動。