作者：孟凡生
来源：《科技创新导报》 2011年第31期
孟凡生
(深圳职业技术学院东校区汽车学院 广东深圳 518055)
摘 要:我国华南地区夏季经常遭遇暴雨,导致路面积水。乘用车底盘低,如果车辆在过水坑时稍有不慎,就有可能招致发动机气缸进水事故,轻则导致发动机熄火,重则导致发动机损坏。本文将针对在企业中所见到的实际故障进行诊断分析,最后对讨论了预防汽车发动机进水的具体措施。
关键词:发动机 进水 故障诊断
中图分类号:U464 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2011)11(a)-0062-02
汽车在静态条件下,如果车内进水,会造成车的内饰、电路、空气滤清器和排气管等部位的受损,甚至发动机气缸内也会进水。如果发动机被强行起动,极有可能导致发动机损坏。汽车在行使过程中,发动机气缸
因吸入水而熄火,或在强行涉水未果,使发动机进水而熄火。汽车在动态条件下,由于发动机仍在运转,气缸吸入水后,会迫使其熄火。在这种情况下,除了静态条件下可能造成的全部损失外,还有可能导致发动机的直接损坏。当水进人气缸后,由于水的不可压缩性,发动机在运转过程中,有可能造成连杆弯曲或折断、活塞破碎、气缸体被连杆击穿等故障。动态进水所造成故障的修理费用往往是十分昂贵的,更换发动机气缸盖、气缸体活塞、连杆等的损坏,维修费用有可能达到整车价格的一半。
1 故障现象
遇到一辆丰田锐志轿车发动机进水,导致发动机报废的严重故障案例。一辆购买未满两年的丰田锐志2.5L轿车,在高速涉水后导致发动机严重损坏,送到4S店将发动机分解后,所看到的现象如图1-6所示。
2 故障诊断分析
从故障发生的过程来看,该发动机进水为动态进水情况。故障是由于驾驶员没有正确估计水深,以及缺乏汽车使用方面的基本常识造成的。
2.1 发动机进水故障诊断
该发动机进水为动态进水情况。从图1看出,未分解的发动机油底壳有明显破损,分析原因可能是断裂的连杆在高速运动过程中将油底壳击穿,并且破损部位处于一缸对应位置,初步判定故障为发动机进水导
致一缸连杆拉断,从而导致油底壳破损。
在进行发动机的分解过程中,不断有泥水从发动机内部流出,泥水浸满整个工作台,如图2所示。我们判定是汽车涉水是泥水路面。将发动机的油底壳、气缸盖依次拆除后,我们看到图3、4、5的现象:油底壳对应的一缸处被击穿,其余三个气缸对应位置没有损坏痕迹;一缸对应得气缸体下部被击出很长一段裂痕;一缸连接曲轴的连杆仅残留大头部分,曲轴箱内其它部位布满金属碎片,其它气缸的连杆、缸壁、曲轴表面被严重损坏。在转动曲轴过程中,一缸活塞位置不动。分析原因为一缸燃烧时首先进水,导致活塞在上行过程中遇到阻力,曲轴继续运转,将一缸连杆积压,在活塞下行过程中,将连杆拉断。由于连杆结构为大头较为粗壮,断裂部位出现在小头附近。一缸连杆断裂后,活塞停止运动,断裂的连杆伴随曲轴的转动杆身不断击打气缸壁、油底壳,致使该缸位置处的油底壳、气缸壁被击穿,断裂的连杆被击打成碎片充满整个曲轴箱。
2.2 发动机进水故障分析
水是如何进入进气系统从而进入发动机的呢？在拆出发动机时,空气滤清器、进气管处不断有泥水流出,判定水是由进气系统进入发动机内部的。我们认为,车辆在水中行驶时会使水面发生较大波动,造成水面高度相对进气口时高时低,水面高于进气口时,发动机将水吸入汽缸。最初进入汽缸的水,在缸体高温的作用下很快形成水蒸气,使该缸无法形成可燃混合气。随着进水量的增多,水会积存在活塞顶部,使
燃烧室的有效容积减少,压缩阻力增大,活塞传给连杆的压力也增大。当积水量达到一定程度(如接近燃烧室容积)时,压缩行程实际上变成了对水的压缩,水是不可压缩的,连杆所承受的压力急剧增大,以至发生弯曲变形直至断裂,从而打破发动机缸体。
现代发动机一般采用直径较大,进气阻力系数较小的弯曲手指状的进气歧管,给空气的进入提供便利的条件。然而,如果车辆在深水路面行驶,这种结构同样给水的进入提供便利条件。
为何仅第一缸进水呢？一般情况下,当水被吸入进气管时,由于惯性,水将首先涌到水平的进气总管末端,然后再往回流,导致位于进气总管末端的第一缸进气歧管最易进水。另一方面,发动机的混合气的形成彼此独立,只要进气系统还有空气进入,其他气缸仍可形成可燃混合气,使发动机运转,导致进水气缸的连杆弯曲,最终断裂。
3 故障维修
该车发动机的气缸体、油底壳、一缸连杆都已经明显损坏,检查曲轴、气缸盖、其它缸的活塞等部件,均有明显的磨损、变形,维修人员与客户交流后提出两种方案:更换整个发动机总成,价格在12万左右;更换损坏部件,并清洗整个发动机,维修价格为7万元左右。
4 故障预防
发动机进水往往发生在大雨天和道路积水很多的情况下。通常是驾驶人不能准确判断水深,又想快速通过积水区,但车辆刚进入积水区时发动机就熄火了。由于车辆在水里,驾驶人更着急,因此本能地会连续起动发动机,使发动机燃烧室内吸入很多的积水。由于液体的不可压缩性,反复起动发动机,就会导致连杆弯曲,严重时连杆断裂并捣烂气缸体。发生这种事故后大多损失惨重。
如果行驶中发现前方有积水,首先应确定积水的深度,该深度原则上不能高过车轮一半,最好不超过2/5,如果在该深度以下,那么可以以不高于20km/h的时速慢速通过,切忌高速通过。通过前还应确定在积水中的行驶路线,要避开其中的坑洼路面,防止车轮被陷或涉水过深。
汽车涉水 涉水行驶中或行驶中出现熄火的情况应立即停车,千万不要轻易地试图再次启动发动机。因为如果熄火的原因是发动机进气系统进水,那么再次启动发动机将造成发动机严重损坏或报废。原因是:当水通过进气系统进入发动机燃烧室后,在发动机的压缩冲程时,活塞本该压缩混合气以提高温度和空气密度为作功冲程做准备,但这时进入燃烧室的不是空气而是水。相对气体而言,液体是不可压缩的,活塞到达一定位置后无法再往上运行,但是曲轴还在继续运转,这样就会致使发动机停车熄火。当您再次强制启动发动机时,由干活塞无法运动,连接活塞和曲轴的连杆就会发生弯曲或断裂,最后损坏发动机的其他重要部件。停车后,设法判明是什么原因引起的熄火,如果是电器系统进水,则可用干毛巾或纸擦拭掉水渍;对于进水的发动机,在没有明确内部损坏的情况下,最好先拆下火花塞,然后用真空泵将气缸体内的积水抽出来,而不是通过起动发动机的方法将水排出。另外,排出了气缸内的积水并不是排水工作的结束,因为在
发动机进气系统中还存在残留积水,如果此时将火花塞装回并起动发动机,积水还会被吸入气缸内,导致本来没有损伤的发动机反而损坏了。对于排净水的发动机,还应检查气缸内有无损伤,如连杆有无轻微弯曲。可在不拆解的情况下,用真空表测量每个气缸的真空度下降值(或通过逐缸断油的方法看真空度变化情况)来甄别连杆是否存在轻微弯曲及连杆弯曲的气缸。对于其他部件进水后的处理,尤其是电器部件进水,不要再用酒精或用其他液体清洗后用电吹风进行吹干的方法,因为电吹风温度过高,反而会损坏电器部件,应使用稍高于部件工作温度的加温设备使电器部件慢慢干燥。对于电路板上的泥土,不能用液体清洗,可以在干燥的情况下使用毛刷清理。
参考文献
[1]张西振,韩梅．汽车发动机构造与维修.北京:机械工业出版社,2007.
[2]李景芝,马俊山,王志萍．汽车进水的损坏分析及保险理赔．汽车维护与修理,2005.
[3]刘滔,王贵明．浅析五十铃皮卡发动机连杆断裂原因．露天采矿技术,2008.
发布评论