摘 要:為了降低車輛自燃機率,作者針對某汽油車型64起自燃案例進行了深入剖析,共歸納總結出自燃原因五大類,分別為漏油導致自燃、漏電導致自燃、漏熱導致自燃、外來火源導致自燃以及靜電擊穿導致車輛自燃。
關鍵詞:漏油;漏電;漏熱;外來火源;靜電擊穿
DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.21.008
0 前言
隨著生活水平的不斷提高,汽車已經(jīng)成為每個家庭必不可少的成員,它是目前為止應用最為廣泛同時也是最為重要的交通運輸工具。在汽車廣泛普及的同時,車輛安全問題也逐漸進入了大家的視野,其中自燃問題首當其沖,車輛自燃不僅對用戶的生命及財產(chǎn)造成一定的損害同時也會危害公共安全。自燃問題已經(jīng)受到廣大用戶及車企的高度重視,本文作者將剖析某車型自燃案例,為廣大車企設計及制造過程提供參考、提高用戶及售后維修人員安全意識,從根本上降低車輛自燃風險。
1 車輛自燃原因分類
根據(jù)某車型自燃案例統(tǒng)計,導致車輛自燃的原因共五大類,詳見表1。
1.1 漏油導致車輛自燃
如表1所示,某車型因漏油導致車輛自燃共23例,占比35.9%,通過進一步歸納總結,發(fā)現(xiàn)導致漏油的原因基本分為以下五種。
1.1.1 因燃油管路布置不合理導致的漏油自燃
單純的燃油泄漏并不會導致車輛自燃,只有當泄露的燃油遇到電源或者熱源時才會造成火災事故。從根本上講,此23例自燃案例中22例可歸為燃油管路布置不合理,泄露的燃油被起動機或發(fā)電機電火花引燃,最終造成車輛自燃。如下圖所示,圖1為此車型正常車輛發(fā)動機艙內(nèi)圖片,其中紅色線條為一條向上延伸的燃油管路,左側圓圈內(nèi)為起動機,右側圓圈內(nèi)為發(fā)電機;圖2所示為被燒毀的起動機,也是本次自燃事故中的電源;圖3為本次自燃事故后的發(fā)動機艙。
1.1.2 因碳罐布置不合理導致的漏油自燃
64例自燃案例中并未有直接證據(jù)證明因碳罐布置不合理導致漏油自燃,但從理論上講,夏季長時間停放的車輛,經(jīng)過高溫暴曬后將產(chǎn)生大量燃油蒸汽,當蒸汽量超過碳罐吸附能力時油氣將經(jīng)碳罐大氣口溢出,若碳罐布置在靜態(tài)通風不良的部位,例如發(fā)動機艙內(nèi),必將造成油氣堆積,當堆積的油氣達到一定量和一定濃度時,一旦與電源或熱源接觸將點燃油氣,存在一定的自燃風險。
1.1.3 因管路設計可靠性差導致的漏油自燃
23例漏油自燃案例中,因管路設計問題導致漏油自燃案例共16例,如圖4所示為燃油管路接頭漏油圖片,圖5為燃油管路接頭漏油導致發(fā)動機局部燒毀圖片,圖6為燃油管路被固定軟卡磨破導致發(fā)動機進氣歧管局部自燃圖片。
1.1.4 因管路裝配錯誤導致的干涉漏油自燃
23例漏油自燃案例中,因燃油管路錯裝造成管路磨損漏油,最終導致車輛自燃事故共6例,如圖7所示為錯裝的燃油管路與油門拉線干涉,圖8所示為車輛自燃后剩余的半段燃油管路及燒毀的油門拉線。
1.1.5 因維修不當導致的漏油自燃
23例漏油自燃案例中,因維修不當導致漏油自燃事故共1例,維修人員更換噴油器過程中未將燃油管路拔下泄壓放油,造成拆卸噴油器時燃油泄漏,與正下方排氣歧管接觸,導致車輛局部自燃。如圖9所示為拆掉的油軌及噴油器,圖10所示為車輛局部自燃圖片。
1.2 漏電導致車輛自燃
如表1所示,某車型因漏電導致車輛自燃共22例,占比34.4%,通過進一步歸納總結,發(fā)現(xiàn)導致漏電的原因基本分為以下五種。
1.2.1 因線路設計可靠性差導致的漏電自燃
在22例漏電導致自燃的案例中,有10例是因為線路設計可靠性差,導致線路磨損,最終短路自燃。如圖11所示為啟動線束被金屬固定軟卡磨破導致漏電短路自燃圖片,圖12所示為短路燒毀的起動線束。
1.2.2 因線路裝配錯誤導致的漏電自燃
在22例因漏電導致的自燃事故中,因線路裝配錯誤造成線路磨損短路,最終導致車輛自燃共2例。如圖13所示為錯裝的起動線束與車架上的金屬支架干涉,造成線束磨損短路,最終導致車輛自燃圖片,可以看出線束短路能量巨大,金屬支架及制動管路均已熔斷。
1.2.3 因電氣改裝可靠性差導致的漏電自燃
在22例因漏電導致的自燃事故中,因電氣改裝可靠性差導致的漏電自燃事故共3例。如圖14所示為被改裝接入的正極線束,圖15為自燃燒毀的改裝線束,圖16為線束短路融化部位圖片。
1.2.4 因維修不當導致的漏電自燃
在22例因漏電導致的自燃事故中,因維修不當導致的漏電自燃事故共2例。如圖17所示左側為導致自燃事故的不合格保險片殘片右側為原廠保險片,圖18及圖19為自燃燒毀的保險盒及線束插接件。
1.2.5 因零部件質量問題導致的漏電自燃
在22例因漏電導致的自燃事故中,因零部件質量問題導致的漏電自燃事故共5例。如圖20所示為點火鎖芯拆解圖片,也是本次自燃事故的根源,由于鎖芯內(nèi)鐵屑贓物較多,車輛啟動后點火鎖無法回位,起動機過載燒蝕,啟動線束發(fā)熱融化,最終導致車輛自燃,圖21為燒蝕的起動機,圖22為燒毀的啟動線束。
如圖23所示,某車型暖風操縱接插件以及連接的部分線束發(fā)生燒蝕,局部線束包覆層融化,經(jīng)排查發(fā)現(xiàn)導致此問題的原因為插接件針腳虛接,導致局部電阻過大,溫度持續(xù)上升,最終導致線束局部燒蝕。
1.3 漏熱導致車輛自燃
如表1所示,某車型因漏熱導致車輛自燃共8例,占比12.5%,通過進一步歸納總結,發(fā)現(xiàn)導致漏電的原因基本分為以下兩種。
1.3.1 因排氣系統(tǒng)布置及防護不合理導致的漏熱自燃
據(jù)統(tǒng)計,8例漏熱自燃中因排氣系統(tǒng)布置及防護不合理導致的自燃共7例。如圖24所示為自燃后車輛外觀圖片,圖25所示為催化器及殘留的燃燒物,也是本次自燃事故的根源,如圖26所示催化器恰好在車身及駕駛室縫隙正下方。
1.3.2 因維修不當導致的漏熱自燃
8例漏熱自燃中因維修不當導致的漏熱自燃事故共1例。如圖27所示為被氣缸內(nèi)高壓氣體噴出的火花塞及高壓線,也是本次事故的根源,由于更換了非原廠火花塞,螺紋不匹配,導致火花塞噴出,氣缸內(nèi)高壓火焰外泄,最終導致車輛自燃。
1.4 外來火源導致車輛自燃
如表1所示,某車型因外來火源導致車輛自燃共9例,占比14.1%,通過進一步歸納總結,發(fā)現(xiàn)外來火源導致車輛自燃基本分為以下兩種。
1.4.1 因不良抽煙習慣導致的車輛自燃
9例因外來火源導致車輛自燃事故中,因駕乘人員不良抽煙習慣導致車輛自燃事故共8例,隨手扔出的煙頭恰好落入貨箱中,造成貨箱內(nèi)貨物自燃,導致車輛自燃。
1.4.2 因車輛??康攸c存在火源當導致的車輛自燃
因車輛停靠不當導致車輛自燃事故共1例,通過調取本次事故監(jiān)控視頻發(fā)現(xiàn),滿載貨物的車輛??吭阱仩t房附近,最終被意外落入貨箱的高溫煤渣點燃,造成車輛自燃。
1.5 靜電擊穿導致車輛自燃
據(jù)統(tǒng)計因靜電導致漏油共67例,但其中65例未造成車輛自燃,所以只將2例靜電自燃事故統(tǒng)計在64例自燃事故中。如圖28所示為事故車輛回油管路氣密性檢測,發(fā)現(xiàn)管路存在泄露,圖29為泄露的尼龍管內(nèi)壁放大200倍后圖片,發(fā)現(xiàn)管路內(nèi)壁存在小孔,圖30為管路外壁放大圖片,同樣發(fā)現(xiàn)小孔,圖31為車輛回油管部位局部自燃圖片。
2 如何避免車輛自燃
避免車輛自燃是一項復雜的系統(tǒng)工程,應該從車輛的設計過程、制造過程、維修保養(yǎng)以及駕乘人員的安全意識四方面進行全面控制及提升。將64起自燃案例從以上四方面進行重新分類統(tǒng)計,如表2所示。
2.1 設計過程要科學、嚴謹
從表2可以看出因設計問題導致車輛自燃占比54.7%,科學、嚴謹?shù)钠囋O計會從根本上降低車輛自燃幾率,本文將設計過程分為以下四類。
2.1.1 總布置設計
總布置設計是汽車設計中的一個關鍵環(huán)節(jié),合理的布置會將車輛自燃幾率降至最低,設計時油、電、熱應進行有效分離,這里所說的有效分離不僅僅是保證足夠大的間隙,還要考慮到零部件固定或自身性能意外失效后是否會導致不良后果,設計時應避免這種可能會出現(xiàn)的問題。
2.1.2 燃油系統(tǒng)可靠性設計
燃油系統(tǒng)作為發(fā)動機供給系統(tǒng),它的設計與車輛安全息息相關,設計時應保證系統(tǒng)內(nèi)各零部件安全可靠。如,減少膠管的使用可降低漏油及滲油幾率;選擇合適的管路固定方式以及合理的分布固定點位置,可提高管路可靠性;導電材料及接地線束的應用可防止靜電擊穿;無回油及按需供油燃油泵可減少靜電的產(chǎn)生;防爆油箱的應用可防止燃油箱意外爆炸;適當?shù)母魺嵫b置以及防磨、防撞裝置可提高系統(tǒng)可靠性;提高燃油管路中金屬接口耐腐蝕性能可降低燃油泄漏隱患。
2.1.3 熱源的有效隔離設計
排氣系統(tǒng)是汽車所有零部件中溫度最高的熱源,它的表面溫度可輕易達到很多可燃物的燃點,所以排氣系統(tǒng)的隔熱設計尤為重要。設計時應將排氣系統(tǒng)進行有效的隔離,尤其排氣歧管及催化器等高溫區(qū)域零部件,應保證在排氣系統(tǒng)長時間處于極限溫度時周邊零部件能夠正常工作,不會發(fā)生功能、性能缺失以及自燃現(xiàn)象。應保證排氣系統(tǒng)及周邊零部件不存在尖角、縫隙及鉤狀等易裹挾易燃物的結構,降低自燃幾率。
2.1.4 汽車線束可靠性設計
汽車線束是電氣系統(tǒng)中最為關鍵的零部件,它就像神經(jīng)系統(tǒng)一樣幾乎遍布汽車所有角落,它承載著信號及能源的傳輸,所以汽車線束是否安全可靠會對車輛安全產(chǎn)生直接影響,尤其在車輛自燃方面表現(xiàn)突出。在電氣系統(tǒng)設計時應將線束可靠性設計放在首位,如科學的匹配線徑,保證足夠的電氣改裝余量,可提高線束可靠性;謹慎選擇保險絲型號以及布置位置,可更好的保護用電器及線束;防松螺母或限位結構的使用,可降低線束松動虛接產(chǎn)生電火花的隱患;謹慎選擇保險盒位置、科學分配繼電器位置及間隙,可防止保險盒產(chǎn)生高溫,降低自燃隱患;選擇合適的線束固定方式以及合理的分布固定點位置,可防止線束脫落及躥動;隔熱、防磨、絕緣及防水等防護裝置的使用可提高線束可靠性。
2.2 制造過程要穩(wěn)定、規(guī)范
從表2可以看出因制造過程出現(xiàn)問題導致車輛自燃共13例,占比高達20.3%,汽車工業(yè)是一項非常龐大、復雜的系統(tǒng)工程,科學、嚴謹?shù)脑O計過程是汽車工業(yè)的基礎,而高品質的制造過程則是汽車的質量保障,穩(wěn)定、規(guī)范的制造過程可使制造出的產(chǎn)品無限接近設計狀態(tài),所以制造過程是一個非常關鍵的環(huán)節(jié),穩(wěn)定、規(guī)范的制造過程可進一步降低車輛自燃幾率。如表3所示,本文將制造過程分為以下兩類。
2.2.1 零部件質量控制
從表3可以看出,13例因制造問題導致的自燃事故中零部件質量問題占比38.5%,如起動機絕緣部件失效、點火鎖無法回位、線束針腳配合不良虛接等故障,可以看出以上零部件均可劃分為電氣件,所以車企對供應商的質量管理非常重要,尤其對電氣件質量更應加大管理力度,杜絕問題零部件入廠。
2.2.2 整車裝配過程控制
從表3可以看出,13例因制造問題導致的自燃事故中總裝裝配問題占比61.5%,主要為燃油管路錯裝以及線束錯裝,可歸納為油、電錯裝導致車輛自燃。因此規(guī)范裝配工藝、提高員工素養(yǎng)、加大質檢力度可確保生產(chǎn)出的車輛質量穩(wěn)定、可靠,降低車輛自燃幾率。關于錯裝問題,嚴格意義上講也可歸納為設計問題,汽車設計階段若融合防錯裝設計理念也可規(guī)避絕大部分錯裝問題,比如通過零部件的結構設計使其只能按照正確的狀態(tài)進行裝配,若不按照正確的狀態(tài)進行裝配則無法進行裝配操作。當然從工藝上也可實現(xiàn)防錯設計,比如整個裝配工藝實現(xiàn)全自動化,完全采用機器人代替人工裝配,可大大提高裝配一致性及穩(wěn)定性。
2.3 維修保養(yǎng)及改裝要正規(guī)、重視
從表2可以看出因維修保養(yǎng)問題導致車輛自燃占比10.9%,主要分為維修時采用了不合格的保險絲、不匹配的火花塞、車輛電氣改裝可靠性差以及維修過程中漏油導致自燃等,以上問題可劃分為漏電、漏油或漏熱問題,其中電氣改裝問題以及更換不合格保險絲發(fā)生頻次最高。所以汽車維修保養(yǎng)及改裝必須要正規(guī),尤其維修改裝電氣件及燃油系統(tǒng)零部件時一定要謹慎,車主及維修人員應高度重視維修改裝過程及質量,避免解決了眼前問題卻埋下了更嚴重的隱患。
車主應養(yǎng)成定期保養(yǎng)車輛的習慣,根據(jù)實際情況定期檢查保養(yǎng)車輛,尤其對油、電的保養(yǎng),如燃油管路及線束等,定期檢查各零部件是否存在松動及老化情況,及時發(fā)現(xiàn)解決以上問題可降低車輛自燃隱患。
2.4 安全意識要提升、保持
從表2可以看出因安全意識淡薄問題導致車輛自燃占比15.1%,主要分為停車不當及駕乘人員吸煙問題,其中駕乘人員吸煙導致車輛自燃問題最為頻繁。
車主應避免將車輛停留在易燃物較多或移動火源附近,如干草地、垃圾堆及鍋爐房附近等,以免造成高溫排氣系統(tǒng)將車下可燃物點燃或車輛被移動火源點燃。
駕乘人員應嚴格約束自己的行為習慣,杜絕將煙頭隨手丟出窗外,這種行為很有可能造成自己的車輛或其他車輛被點燃問題,尤其駕乘貨車時更應注意。
另外,車主應養(yǎng)成良好的攜帶車載滅火器的習慣,定期檢查維護或更換滅火器,以免出現(xiàn)自燃事故時無法及時撲救,造成火勢失控。
3 車輛自燃處理方法
如果行車過程中發(fā)現(xiàn)車輛自燃,首先應該保持冷靜,避免做出錯誤的操作造成其他安全事故,一般應遵循以下操作步驟。
3.1 快速???/p>
發(fā)現(xiàn)車輛自燃后第一時間應將車輛??吭趯掗煙o其他可燃物位置,停穩(wěn)車輛后應立即熄火斷電,以免燃油管路破損后噴射的燃油助燃,以及避免線束防護層融化后線束短路造成火勢進一步擴大。
3.2 立即滅火
完成以上步驟后,應對當前火勢進行初步判斷,當火勢在可控范圍內(nèi)時,應立即找到著火點,用滅火器對準火焰根部噴射,直至火焰熄滅或滅火器用盡為止。
3.3 報警求助
當火勢已經(jīng)超出可控范圍,應立即遠離現(xiàn)場,報警求助,等待救援,以免造成人員傷亡。
4 結束語
本文對某車企64起自燃案例進行深入剖析,將車輛自燃原因歸為五大類,漏油、漏電、漏熱、外來火源以及靜電擊穿,作者從設計過程、制造過程、售后維修保養(yǎng)及安全意識四大方面進行分析及總結,旨在減少車輛自燃事故,減少財產(chǎn)損失以及人員傷亡。
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作者簡介:李敬文(1992-),男,吉林磐石人,學士,助理工程師,研究方向:汽車燃油系統(tǒng)設計與開發(fā)。