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文/北京 郭少伟 张云海
车辆在涉水行驶条件下导致发动机进水熄火，可能会造成发动机损伤，熄火后二次启动发动机，也会造成发动机损伤。本文通过对受损的发动机进行拆解，检验各零部件的损伤痕迹，应用痕迹鉴定的方法，分析发动机进水后不同情况下的损伤特征，判断发动机进水熄火后是否存在继续运转现象，从而对车辆涉水熄火后是否进行过二次启动进行鉴别。
在多雨的季节，尤其是强降雨天气往往导致地势相对较低的道路出现积水，车辆通过积水路段或河流等地形环境时，若事先没有确认积水的深度而冒然通过，涉水行驶过程中，当外界水面高度超过发动机进气口时，发动机运行过程中将水从进气歧管吸入汽缸内，由于水不可被压缩，活塞上行受阻，从而使车辆熄火。缺乏经验的驾驶员往往会强行启动熄火的车辆，这种情况下可能会对发动机造成二次伤害，在车辆后续的理赔和维修过程中，容易产生纠纷。
对于车辆涉水行驶造成的发动机损伤，是否为二次启动所造成的问题，本文从痕迹鉴定的角度进行分析。通过对往复循环式发动机活塞、连杆、汽缸体、汽缸盖、曲轴的损伤痕迹特征进行检验，分析不同进水条件、不同驱动条件下发动机进水熄火后的损伤特征和熄火后进行二次启动造成的发动机损伤特征之间的区别，为发动机进水痕迹鉴定提供依据。
一、车辆涉水后发动机的损伤机理
车辆涉水行驶时，水面高度超过进气口的高度，或以较高车速涉水行驶过程中，车头推动前方积水，使水涌涨起来形成水墙，发动机在吸气时，水就会被吸入进气歧管。处于进气行程的汽缸会把水从进气门吸入汽缸内，之后该汽缸进入压缩行程，由于水分子的间隙小，无法被压缩，因此活塞无法到达上止点。活塞上行过程中到达某一位置时，受到的上方载荷增大，应力通过活塞传递到连杆、曲轴、汽缸壁等位置，导致机体组和曲柄连杆机构出现损伤。进水量越多、发动机转速越高，则惯性力越大，活塞所承受的应力也越大，造成的发动机损伤也就越严重。
如果发动机汽缸进水量很大，容易造成曲柄连杆机构的严重损伤。由于相邻点火的汽缸已经吸进了大量的水，在启动启动机进行二次点火时，活塞上行压缩过程中的汽缸压力远超启动机所能驱动的最大缸压，活塞无法到达上止点。在这种情况下，启动机无法带动曲轴旋转达到发动机最低启动转速，发动机也不能成功点火做功进入工作状态。在汽缸进水量较少而熄火时，启动机有能力带动发动机成功点火启动，此时由于汽缸点火爆发冲程作用力巨大，曲轴带动已进水汽缸活塞上行进行压缩冲程，使该缸活塞、连杆受到不可逆的损伤。因此成功进行二次启动的发动机会造成多汽缸活塞、连杆、汽缸壁的损伤，二次启动不成功则不会使损伤扩大。
二、发动机损伤痕迹的特征分析与检验
1.损伤痕迹的形成分析
根据往复循环式发动机的工作原理，发动机汽缸数量越多，点火间隔角度越小，同时处于压缩行程和爆发行程的汽缸数量越多，在进水量较多的情况下，容易造成多个汽缸部件的损伤。四冲程发动机点火间隔角度为180°，工作过程中同一时刻只有一个汽缸处于压缩行程，因此往往只会出现一个汽缸损坏的情形，二次启动则会造成多汽缸损坏。
在曲柄连杆机构中，活塞和连杆承受着气体作用力和往复运动的惯性力，在发动机进水后，通常活塞连杆组最先受到损伤，如果连杆或活塞发生变形、断裂，造成活塞工作面倾斜，那么会在运动过程中刮擦、碰撞汽缸壁、汽缸盖等部件，造成机体组出现相应的损伤痕迹。进水后进行过二次启动的发动机，由于汽缸内损伤的零部件与汽缸壁之间的接触表面粗糙，在相对运动过程中，容易在汽缸壁、汽缸盖处产生凹陷、划伤等碰撞损伤痕迹，往往可检验到多个汽缸、连杆出现损伤。通过汽缸内壁划伤痕迹的走向可以判断活塞运行的方向，分析出现损伤时该汽缸所处的工作行程。若发动机熄火后未进行过二次启动，则会出现较少的汽缸损坏，且汽缸内的损伤痕迹走向单一，没有往复运动造成的向上、向下两个方向的划痕损伤。
发动机进水熄火后如果进行了二次启动，发动机继续运转，会造成已有损伤加重，汽缸内出现非一次形成的不同方向的碰撞、刮擦损伤痕迹，因此可根据出现的损伤痕迹的形成机理、拆解时活塞的停机位置综合判断发动机熄火后是否存在继续转动的现象来进行判断。
2.损伤痕迹的检验
通过对发动机进行拆解，按点火顺序对各汽缸进行标定。拆卸汽缸盖后，观察各汽缸进水量情况和停机时活塞所处的位置及
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2023/07·汽车维修与保养
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时，需要提供大扭矩，此时发动机介入，共同输出动力。如果在车辆涉水之前未选择纯电动模式，在涉水行驶过程中发动机熄火，转为纯电驱动行驶，车辆在水中行驶阻力增大，为提供更大的扭矩，加速踏
板开度较大时，发动机重新启动运转，会造成发动机的进一步损坏。因此对于混合动力汽车首先要确定其混合度(微混合型、轻度混合型、重度混合型)及蓄电池的电量情况，再分析车辆涉水时可能存在的驱动模式，以免造成误判。
三、典型案例分析
1.简要案情
一辆小型轿车涉水行驶，汽缸进水，造成发动机内部损伤，委托人要求对车辆涉水行驶过程中是否存在二次启动进行鉴定。
2.发动机拆解检验发动机进水怎么办
(1)整体情况
该车为插电式混合动力汽车，配备了一台直列四缸汽油发动机，发动机外形整体完好。拆下汽缸盖，发现第一缸活塞在汽缸内处于偏转状态且已破损，第二、三、四缸内活塞上部均有积水，第一、四缸靠近上止点，第二、三缸靠近下止点，如图1所示。(2)汽缸盖情况
第一缸燃烧室靠近进气门处汽缸盖可见2处划痕，分别约5mm×4mm、5mm×3mm，如图2所示，第二、三、四缸汽缸盖未见明显变形及碰撞损伤。
图1 汽缸进水和活塞位置情况
图2 第一缸汽缸盖的损伤
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(3)活塞及连杆情况
第一缸连杆轴向弯曲变形严重，导致活塞轴向前低后高，活塞左右两侧裙部与活塞顶断离并破碎为3块，第二、三缸活塞未见明显变形及碰撞损伤，第四缸连杆呈轴向弯曲与径向弯曲两种状态，活塞前高后低倾斜，裙部见裂纹，第二、三缸活塞未见明显碰撞损伤，连杆弯曲和扭曲变形轻微，如图3所示。(4)汽缸壁情况
4个汽缸均见锈蚀痕迹，第一、四缸锈蚀程度较严重，第二、三缸锈蚀程度较轻。第一缸进气门侧距径线向后约2cm处、向下约5cm处见一凹坑，凹坑下方见长约8cm的划痕，活塞左侧破损部位与汽缸壁损伤痕迹吻合。第二、三缸汽缸壁内未见明显划痕。第四缸汽缸壁上部见活塞环形成痕迹，痕迹两端高度不同，前高后低，如图4所示。
3.分析说明
发动机第一缸活塞及连杆损伤最为严重，第四缸其次，第二、三缸的损伤较轻，第一缸燃烧室受到脱离连杆活塞顶部的冲击从而导致损伤。该痕迹为活塞上行过程中碰撞形成，第一缸汽缸壁内见凹坑，凹坑下方长约8cm的划痕为破损的活塞与汽缸壁之间碰撞、刮擦所形成，说明了第一缸活塞断裂后至少经历了两次冲程。第四缸活塞连杆也受损变形严重，说明第四缸也经历了压缩冲程，分析发动机存在熄火后有继续运转的现象。
4.检验结果
该车型为重度混合型混合动力汽车，有纯电驱动模式、发动机驱动模式和混合驱动模式。在涉水过程中，发动机进水导致活塞连杆损伤熄火。转为电机驱动继续行驶，车辆动力下降，运行阻力增大。当加速踏板开度较大时，为提供更高的功率，发动机重新运转，造成多汽缸损伤，所以存在车辆涉水发动机熄火后，继续行驶导致发动机自动二次启动的可能性。
四、结束语
发动机进水后是否进行过二次启动，主要从发动机熄火后是否存在继续运转方面进行分析，继续运转则会造成汽缸损伤数量的增多。本文从痕迹鉴定的角度，分析了活塞连杆组和机体组在进水损伤后可能出现的痕迹特征，以及损伤后继续运转所造成的损伤特征，通过对损伤痕迹形成机理的分析，综合判断发动机进水熄火后是否进行过二次启动。但是对于插电式混合动力汽车，由于其可以单独依靠电机进行驱动，并可以在发动机和电机驱动之间切换或二者同时进行驱动，因此需要根据具体情况进行分析后，再作出相应的判断。
(作者郭少伟、张云海工作单位：北京正研工程技术研究院有限公司司法鉴定中心)
图4 汽缸壁的划痕
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