范彬彬 郭健 繆軍翔
[摘 要]為了研究汽車自燃風險,在綜合考慮汽車空間火災特點及發展過程的基礎上,本文構建了汽車自燃誘因“魚骨圖”模型,通過定性分析用電設備實際功率等,重點闡釋了汽車自燃的誘因,提出具體的預防和控制措施。通過技術和管理的創新,為早期發現和撲救火災,減少火災損失,保護人身和財產安全提供有力保障。
[關鍵詞]汽車自燃;魚骨圖;誘因;措施
[中圖分類號]TM912 [文獻標識碼]A
汽車日漸普及的同時也成為危險的潛在殺手。近年來,我國汽車自燃事故頻發,致使人民群眾的生命財產和國家利益受到重大威脅。所以,汽車產業可持續、安全健康發展,直接關乎人民群眾的日常出行、社會資源的順暢流通和生態文明的全面躍升。但迄今為止,人們對汽車自燃安全事故的成因及汽車自燃導致的后果認識仍不深入,故而對其展開分析研究意義重大。
1 汽車自燃
1.1 汽車自燃的定義
汽車自燃是指汽車電器線路或供油系統發生故障,在無需外界點火源作用,因空氣氧化而自身放熱或受外界影響積熱不散的情況下達到自燃點而引起的燃燒安全事故。
1.2 汽車自燃的特點
1.2.1 燃燒猛蔓延快。燃燒的三個必備條件即可燃物、助燃物和點火能量。汽車上可燃材料多,火災荷載大,燃燒的同時會產生高溫煙氣,行駛過程中火借風勢,供氧條件良好,促使火勢擴大。汽車內部空間有限、設備集中,一旦起火,火勢會迅速蔓延,給消防救援和人員疏散帶來極大不便。
1.2.2 損失大毒氣多。運載危化品和易燃易爆品的汽車發生起火,在有限空間內積聚大量易燃易爆品,事故現場通常無消防隊,消防人員無法短時間內趕到現場,火勢得不到有效控制,火災事故造成的損失更是不堪設想。現代多數汽車內飾采用高分子復合材料等,一旦被點燃,會產生氯化氫、一氧化碳等有毒有害氣體,極易導致車內人員窒息身亡。
2 汽車自燃的誘因分析
借助魚骨圖事故誘因分析法,綜合考慮各類實際情況,得出汽車自燃諸多誘因,如圖1。
2.1 正極搭鐵
當汽車電路正極與車身異常接觸,電路中電流急劇增大,在異常接觸點因存在電阻作用,使產生的熱能溫度急劇上升并伴有電弧現象,溫度可達1萬攝氏度,遠高于銅本身的熔點,加之附近存在易燃物品,該溫度足以使內飾被點燃,自燃事故不可避免。
2.2 短路
跟家用電路不同,汽車電路要求更加苛刻,由I=P/U可知,車用電流強度是家用電路電流強度近二十倍之多,安全隱患極高;汽車上排布有大量高電流強度的導體,釋放大量熱能,危險系數極高。由歐姆定律I=U/R、I=E/(R+r),一旦電路短路,R≈0,I≈∞。在通電時間、電阻一定,電流越大產生的熱量越多,絕緣皮融化速度越快,當達到自燃點時,便引起燃燒。
2.3 漏油故障
產品材質不佳、結構設計不合理、接合面撓曲變形、緊固螺母脫落、密封材質老化變形、殼體出現裂紋、通氣閥堵塞使箱體內外存在壓力差以及未按照操作規程進行的裝拆行為等,這些都將埋下汽車出現漏油安全隱患。統計顯示85%以上的車輛燃燒事故都受到泄漏燃油的助燃作用。
2.4 電路過載
電路設計必遵循行業標準,合理選擇,通常不會出現電路過載。但因額外安裝防盜報警器、導航儀、隨意更換大規格保險絲等,在取電位置的選擇上只考慮能滿足取到電,但未能準確計算出回路負載。根據國家車輛設計規范要求,通常回路中的暗電流≤50mA,而用戶私自改裝的用電器遠遠超出回路額定值,持續高溫將導致絕緣熔損,引起短路,發生自燃。
2.5 機械摩擦起火
2.5.1 輪胎過熱。實驗表明,汽車行駛過程中熱量散發速度遠小于此類彎曲產生熱量速度,部分機械能轉化為內能,導致輪胎側壁溫度急劇升高,進一步加劇橡膠與線繩之間的快速摩擦,若汽車停駛,散熱作用降低,熱量聚集使側壁溫度短時間上升而達到輪胎自燃點引發自燃。
2.5.2 潤滑系統缺油。齒輪箱、軸承、活塞、氣缸因缺油、磨損等,造成過度摩擦而產生高溫,一旦接觸到可燃物即可發生火災。
2.5.3 制動器間隙過緊。因道路限制需長時間剎車制動或制動系統中的輪轂與剎車片間隙過緊(包括輪子軸承損壞導致的間隙異常)而摩擦生熱,使得制動鼓溫度急劇上升,摩擦產生的熱量傳遞給周圍的可燃物(制動液、軸承潤滑油和輪胎),達到可燃物的自燃點,即發生火災。
2.6 接觸電阻過大
接觸電阻是指在電源線與導線連接處形成的電阻。當接線頭接觸良好且接觸電阻不大,則接線頭處熱量較少,可保持正常工作。若接觸點一旦因混有雜質或連接不緊密造成接觸不良,則線路連接點電阻值增大,接頭處有電流通過時便會釋放大量熱能,足以使金屬變色乃至熔化,進而與泄漏的燃油、油漆等接觸而引發火災。
2.7 雨水侵蝕
根據運行狀態可將車輛發動機進水分為車輛行駛進水和駐車浸水。對普通轎車而言,當水位≥20cm時,便存在發動機進水風險。發動機進水途徑主要有兩個:一是汽車涉水行駛因發動機進氣管入口即空氣濾清器位置低,雨水被吸進發動機;二是車輛涉水行駛因排氣管口低于水位線,雨水從排氣口被吸進發動機。另外,當車輛停放于低洼地帶,排水設施不良,在雨天發生車輛浸水的現象也時有發生。當車輛由于某些部位的滲水或出現冷凝水,使線束處于潮濕或水域內,水因毛細現象到達線路連接器,若電氣元件密封欠佳,電路元件因水滲入被短路,進而線路起火導致汽車自燃。
2.8 人為因素
司、乘人員不遵守車內禁止放易燃易爆危險品規定,將易燃易爆品如打火機、空氣清新劑、滅蚊劑、指甲油等放置車內,若長時間受陽光直射,此類物品極易膨脹,引發物理性爆炸。
由于停車選址不當和外來因素惡意破壞導致的汽車自燃,這里不作贅述。
3 目前被引用的技術手段
3.1 火災自動報警系統
由觸發器件、火災報警裝置、火災警報裝置以及具有其它輔助功能的裝置組成的火災自動報警系統能夠在火災初期,將燃燒產生的煙霧、熱量和光輻射等物理量,通過感溫、感煙和感光等火災探測器變成電信號,傳輸到火災報警控制器,并顯示出火災發生的部位,記錄發生時間,駕駛員可通過無線接收電路接收由無線信號傳輸電路發出的報警信號。
3.2 自動滅火系統
國內研制較為成熟的自動滅火裝置是氮氣無聲啟動系統,該裝置通常被安裝于車輛易起火位置,當遇到明火,其超導感應器能即時將信號自動傳遞給自動滅火系統,系統迅速動作,噴射超細干粉滅火劑,有效撲滅火災,此系統最大優點是結合了人機工程學原理而采用的無聲啟動設計,在系統啟動時不會發出爆炸聲等噪音。
4 對策建議
4.1 定期檢查排除安全隱患
司機應堅持定期到指定維修點檢測、維護車輛,熟記“汽車安全使用手冊”規定條款,不可“失修失保”或“只開不養”,養成出車前、收車后日常檢查車況的意識,如檢查有無漏電、漏油、漏氣和漏水現象,輪胎氣壓正常與否,檢查線路和輸油管定位、隔熱狀態是否良好,管線與其他部件有無動態摩擦,發電機冷卻系統是否正常等。總之,凡有可能引起車輛電路短路、油路泄露、線束絕緣皮破損的情況,均屬安全隱患,必須及時修復處理,防患于未“燃”。
4.2 廣泛宣傳提高防火意識
司乘人員應養成良好用車習慣,保持車輛內外整潔,杜絕車內放置易燃易爆品,避免個人不安全行為。停車位置不宜選擇在地面周圍布滿枯草、麥秸稈等易燃物的環境中,因可燃物易卷入底盤被引燃而引發事故。同時應遠離噴漆、打磨以及燃油等易燃作業區,改善停車管理方式,提高防火意識。
4.3 科學設計實現本質安全
影響汽車自燃事故發生概率的因素眾多,在生產作業過程中防止這些因素轉化為事故的根本措施有:(a)提高設備可靠性。一般可采取以下措施:(1)元件結構和性能符合設計規范,選用可靠配件。(2)科學選定元件使用周期。(3)對惡劣環境下運行的設備采取安全保護。對處于有摩擦、腐蝕、侵蝕和高溫輻射等條件下運行的設備,采取相應的防護措施改善設備周圍環境條件。(b)改善系統抗災能力。系統抗災能力是指當系統受到外界事物影響時,自動抵抗而不發生事故的能力,或指系統中出現某種危險事件時,系統自動將事態控制在一定范圍的能力。建立健全自動化系統,實行獨立滅火,采用安全防護裝置,漏電保護裝置、安全監測、監控裝置,設計火災自動報警滅火系統等,設法使系統達到本質安全化。
4.4 加強立法完善體制機制
政府職能部門應建立健全立法機制,建立專管群管相統一的安全檢查方式。對系統中的人、機、環境進行嚴格監督檢查,對防止發生汽車自燃安全事故必不可少。
5 結語
汽車自燃作為一種危險的失效模式,其危害大、防范難,汽車自燃安全事故屢見不鮮,預防并遏制此類安全事故的發生迫在眉睫。車主應注重汽車日常維護保養,保持良好開車習慣,避免一些不安全行為的發生,從根本上消除事故隱患,確保車輛和人身安全;汽車制造商需從汽車的設計制造、工藝流程等技術上改進,以實現本質安全。科學合理、早日實現解決汽車自燃問題是未來發展的方向。
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