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761 背景情况
某车主刚购买不久的宝马牌BMW7202HS（BMWX1）汽车在高速公路上突然听到异响，同时车辆熄火，车头冒浓烟。车辆拖至“4S 店”经初步检查为发动机缸体破裂，需更换发动机。
据调查，该汽车曾因行驶过程中发动机进水熄火拖车至维修厂处理，从维修资料看，仅对湿水的零部件进行了清洗或更换，并未对容易造成隐性受损的零部件进行相应的检测。出厂后行驶约900km 后发生了上述故障，总行驶里程约8 500km。
2 拆检情况
经拆解，发现与第2缸对应的发动机缸体、曲轴架等破碎，第2缸连杆断裂，活塞有裂纹，如图1、图2。从活塞顶部看，2#缸活塞颜较深，且明显有积炭覆盖。经测量，2#缸上止点距离缸体顶面的距离（即积碳环带宽度）为12.00mm，其余3个缸均为
8.00mm。
图1 拆解后的发动机内部图2 断裂连杆及活塞
3 外观检查
将断裂连杆、活塞碎块、轴瓦清洗后采用肉眼目视观察，如图3、图4。整个连杆断裂成多块且中间段有明显扭曲变形特征，部分断口磨损较严重；活塞碎块断口附近未见明显塑性变形；轴瓦表面光亮，有明显磨损痕迹。
将上述样品进行显微镜观察，发现连杆断口存在2个起裂源区，分别位于连杆两侧外边缘次表层，并逐渐
向心部扩展，最后在中心位置发生断裂；活塞碎块断口
表面均较平整，有明显裂纹快速扩展痕迹，表现出一次性脆性断裂的特征。见图5、图
6。
图3 连杆整体
图4 断裂连杆
图5 断裂连杆断口（20X，20X）
图6 活塞碎块断口（20X，20X）
宝马汽车发动机缸体破裂事故
原因分析
骆发权
深圳市质量技术监督评鉴事务所，广东深圳 518033
摘 要 本文对某宝马汽车发动机在行驶中发生缸体破裂事故的原因进行了分析，通过拆检、外观观察、金相、
成分分析、断口分析等，分析总结事故的原因，并提出了相应的防范措施。关键词 发动机；缸体破裂事故；原因分析
中图分类号 U2 文献标识码 A 文章编号 2095-6363（2016）10-0076-02
作者简介：骆发权，深圳市质量技术监督评鉴事务所。
SCIENTIST 77
4 化学成分分析
对断裂连杆进行化学成分分析，结果如表1所示。
5 断口分析
将断裂连杆用扫描电镜进行断口形貌观察，如图7～9所示。断口同时存在两个起裂源，分别位于左右两侧次表层，起裂源附近为疲劳孕育区，孕育区附近可见明显宏观放射线，中间扩展区主要为解理及韧窝的混合断裂形貌，终断区为细小韧窝形貌，整个断口表现出低周高应力疲劳断裂特征。
6 金相分析
将断裂连杆进行金相组织观察，
见图10
所示。连杆显微组织主要为片层状珠光体
+少量白铁素体，
片层状珠光体组织整体细小、均匀。
图7 起裂源区
图8 中间扩展区
图9 最后断裂区（终断区）
图10 连杆横截面显微组织（200X，500X）
7 显微维氏硬度
将断裂连杆进行显微硬度测试，测试结果见表2所示。
8 原因分析
车辆发生故障前曾在行驶中进水熄火，水是不可压缩物质，进入到气缸后在压缩行程时会对活塞、连杆等造成应力过大，容易导致变形或损坏。
外观检查整个连杆有明显扭曲变形特征，且存在两个起裂源，说明连杆曾受到较大的外力作用，导致材料塑性变形；活塞均表现出一次性脆性断裂特征，属于应力快速作用导致。
对断裂连杆进行化学成分分析，并结合金相组织和硬度判断，其属于中碳合金钢系列，符合连杆选材的基本要求，组织和硬度未见异常。
连杆断口分析结果显示断口同时存在2个起裂源，孕育区，孕育区附近可见明显宏观放射线，中间扩展区
表1 连杆部分化学成分分析结果表（质量分数，wt%）
元素Na Al Si S V Cr Mn Fe Ni Cu 检测结果
0.27
0.089
0.21
0.11
0.032
0.13
0.643
98.09
0.12
0.15
表2 断裂连杆显微硬度测试结果
样品
宝马汽车维修资料测试结果HV（0.5）
1
23平均值断裂连杆
362
365
367
365
（下转第94页）
SCIENTIST
94动脱落，导致继保室门被吹开，严重威胁室内继保设备的安全稳定运行，因此通过在所有继保室门口加装防风防汛杆固定装置，在台风来临前将防风防汛杆放置进去，即使遭遇12级以上强台风，继保
室门也很牢固，可以有效确保继保室门不被台风吹开。
选取外门固定杆，其长度应大于继保室外门的宽度20cm ～30cm，并存放继保室内（见图2）
。
图2 防风加固杆
在继保室门外，用膨胀螺丝将两个带有凹槽的角
铁固定在图3位置，凹槽的内径要略大于固定杆直径，两凹槽距离略大于固定杆长度，保证固定杆能够刚好放进凹槽中。
2.3 刀闸、地刀机构箱封堵
设想利用停电机会对刀闸、接地刀闸传动杆输出接头上部拉六方所形成的工艺孔涂防水胶进行封堵，杜绝从工艺孔漏水的可能；对于未能停电处理的刀闸、地刀机构箱采用将玻璃胶在机构箱组件间缝隙封堵完整，然后在机构箱底部打直径0.5cm 的放水孔方案，在暴雨天气来临时能够将端子箱底部积水放掉，避免积水在端子箱底部越积越多，影响设备的安全稳定运行。
底部四角孔扩大并增加引流的措施，增大其排水量，杜绝积水的可能。（见图
3）
图3 施工部位
3 效果检查
通过在某变电站安全门防风固定装置，成功经受
住了沿海地区7—10月强台风和强雷暴雨天气，所有继保室门窗密封完好，无直流接地信号，刀闸、地刀机构箱底部基本无积水，有效保证了设备的安全运行。
3.1 社会效益
全面消除了户外端子箱、刀闸机构箱由于渗水导致的传动杆锈蚀、二次端子箱锈蚀、交流电源短路或者直流系统接地；建筑物门窗被台风吹开，雨水入正在运行的二次屏柜内造成线路故障时保护装置误动作或者拒动等安全隐患，确保变电站安全稳定运行，满足了供电可靠性的需求。
3.2 经济效益
统计共计44把刀闸、地刀机构箱存在渗水安全隐患，按照厂家过来处理，人工、材料费按1把地刀机构箱0.3万元来计算，共计13.2万元。有效避免了这笔开支，也即为公司增加了13.2万元的经济效益。
4 结论
本项目通过对安全门进行了改造，解决了强台风和强雷暴雨天气，门窗容易被台风吹开问题。
台风是一种无法控制的自然力量，我们只能客观面对它，认识它，但我们更应该科学看待它对电网的影响，从人从物，把防风加固措施预防工作做好，就可以提升沿海地区电网防风抗灾能力，把台风对电网的危害降到最低。
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主要为解理及韧窝的混合断裂形貌，终断区为细小韧窝形貌，整个断口表现出低周高应力疲劳断裂特征，与连杆工作中往复移动受循环应力作用相符。
综上分析，连杆材料组织及性能未发现明显异常，断口是在低周高应力作用下导致的疲劳断裂，断裂原因是发动机进水导致连杆在工作中承受过大外应力造成的。过大的外应力首先导致连杆发生扭曲塑性变形，变形后的连杆在曲轴及活塞的作用下，继续往复运动承受循环交变应力作用，最终导致低周疲劳断裂；活塞打爆
和发动机缸体被击碎均是由于连杆断裂后，剩余部分在
曲轴的带动下继续往复移动和转动，撞击活塞和发动机外壳造成。
9 结论
车辆行驶中发动机进水的危害较大，应妥善处置：1）熄火后不应重新启动发动机；2）处理积水后应进行相关性能检测，如缸压等，从而判定连杆、活塞等零件是否受损。
（上接第77页）
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