車輛燃燒痕跡規律研究

茍榮非， 蔡 恒，周成勇，王 強，毛葉平，毛國軍

（重慶長安汽車股份有限公司 長安汽車工程研究院，重慶 401120）

目前國內機動車保有量已突破3億臺，并以每年3000萬臺的速度增長。國內機動車保有量逐漸增多的同時，汽車火災發生頻次也相應增加，每年發生車輛燒蝕的車輛多達4萬臺，給車主和汽車生產廠家均造成巨大的財產損失。

對汽車火災現場的分析逐漸成為處理車輛燒蝕問題的必備能力，車輛燃燒痕跡分析作為判斷車輛最初的起火區域、縮小起火成因分析范圍的手段，在現場鑒定中尤為重要。現階段對車輛燃燒痕跡的研究主要基于燃燒的理論模型（火源+可燃物+氧氣）來分析，缺乏大量具體試驗數據支持，其分析方法存在局限性，同時也缺乏足夠的指導意義。國內目前尚未通過實際車輛燒蝕的大數據來進行燃燒痕跡分析研究的相關文獻報道。

本文將燃燒的理論模型和試驗數據相融合，以實際的燃燒形態作為車輛痕跡的分析載體，研究各零部件燒蝕后所呈現的具有規律性的典型痕跡，為現場鑒定提供有力的技術支持，從而更高效、更精準地鎖定起火區域，為起火成因的分析和物證提取提供事實依據。汽車上的火一般存在以下4個特點。

1）火的蔓延路徑是連續的，不會間斷性地蔓延。

2）火往上蔓延的速度快于往周邊蔓延的速度。

3）火和煙呈圓錐狀上升。當火和煙與固體保持接觸，V形即形成（圖1）。

4）火在金屬鈑金上的燃燒蔓延類似于海灘的沙被一波一波海浪沖刷后的跡象（圖2）。

圖1 V形燃燒模型

圖2 實車沖刷痕跡

1 車輛火災特點分析

面對發生過熱的車輛，由于燒蝕區域大，在分析火災成因時，往往會覺得無從下手，而縮小火災分析范圍將有助于找到車輛火災的起火真因。分析車輛燒蝕痕跡的目的是為了縮小分析范圍，鎖定車輛起火區域，從而便于在起火區域內對車輛燒蝕原因進行分析。

1.1 火的特點

在對車輛燃燒痕跡分析前，首先需要分析火的特點，

1.2 車輛起火區域特點

如前所述，分析車輛燒蝕痕跡的目的是為了鎖定車輛起火區域，而車輛起火區域概括起來有以下特點。

1）燃燒最長的位置。

2）燃燒最嚴重的區域。

3）火往上和往外蔓延，呈V形模式，起火點位于V形底部，所以起火區域一般位于燃燒點下方。

4）在排除燃油助燃的情況下，車體腐蝕最嚴重的區域為起火區域。

5）有可燃物存在。

6）起火區域如果在室內，因氧氣不足，燃燒過熱較緩慢。

火的蔓延趨勢特點和起火區域的特點既是對燃燒痕跡的判定依據，又是對所確定的起火區域進行證明的依據。

2 車輛燒蝕的典型痕跡

車輛燒蝕后殘留下來的就是車輛各零部件殘骸的狀態和位置，探尋車輛燃燒痕跡規律，也即研究車輛各零部件燒蝕特點和形成的典型痕跡。為獲得具有實施依據的典型痕跡規律，通過各種故障模式下的車輛燃燒試驗，統計分析各零部件在各種故障模式下所呈現的燒蝕特點，為火災現場調查提供有規律性的燃燒痕跡分析方法。下面將從車輛各零部件的燒蝕狀態，分別介紹車輛燒蝕痕跡規律。

2.1 車輪

車輪是車輛燒蝕后最明顯的特征，也是火災現場最直觀可以觀察和對比的零部件。可以通過前、后車輪，左、右車輪的燒蝕程度對比來初步判斷車輛哪個區域燒蝕最嚴重，往往這個被縮小的區域就包含起火區域。這里為什么提到初步判斷，因為火災發生在后期，車輪燒蝕的狀態往往取決于車輪周圍可燃物的多少，而不是起火時間的長短，所以在現場勘查中需要結合車輪周圍的可燃物進行判斷，比如車輪是否靠近油箱、是否有大量線束布置等。

一般情況下，因為車輛的可燃物都在輪胎上方和內側，所以車輪上的輪胎上部和內側會比下部和外側燒蝕嚴重。如果輪胎的燒蝕痕跡是下部或外側重、上部或內側輕，根據火往上蔓延的特性，其起火點只能是來自地面或車外。

2.2 玻璃

車輛的起火區域絕大多數集中在發動機艙和儀表板內，而前擋玻璃作為二者的分界位置，不同區域的火勢會對前擋玻璃產生不同的影響。而基于火向上蔓延的特點。發動機艙起火和駕駛室內起火有著明顯的區別。

1）發動機艙內起火往后蔓延的過程中，火苗首先會從發動艙蓋后部竄出，導致火焰直接作用在前擋玻璃的下方位置，故前擋玻璃呈現的狀態是下部燒蝕嚴重于上部。圖3為發動機艙理論起火形式，圖4為發動機艙實際起火形式。

圖3 發動機艙理論起火形式

2）駕駛室內起火后，火焰會在駕駛室內上方迅速蔓延，火焰會首先作用到前擋玻璃的上方位置，故前擋玻璃呈現的狀態是上部燒蝕嚴重于下部。圖5為駕駛室理論起火

圖4 發動機艙實際起火形式

形式，圖6為駕駛室實際起火形式。

圖5 駕駛室理論起火形式

圖6 駕駛室實際起火形式

玻璃是在火災中極易受到損壞的部件，如果起火區域存在玻璃，由于此處環境溫度不高，玻璃的損壞會呈現出細小顆粒，玻璃碎片的邊角較鋒利，該狀態的玻璃殘骸類似于玻璃被重物擊碎后的狀態。

在溫度較高時，玻璃受高溫燒蝕后，玻璃殘骸呈現片式熔塊（圖7）。所以在玻璃呈現大片熔塊的區域一般不會是車輛的起火區域。

圖7 玻璃熔塊形式

2.3 外后視鏡

外后視鏡同樣處于發動機艙和駕駛室的分界區域，其燃燒殘骸與火的方向也有很大的關聯。同時由于其所處位置零部件較少，其燃燒殘骸受其它零部件的影響小，往往在車輛燃燒痕跡分析中應用較多。

發動機艙往后蔓延的火勢，火焰會首先作用到外后視鏡前方區域，導致后視鏡前方區域燒蝕嚴重。圖8為后視鏡燒毀狀態。

圖8 后視鏡燒毀狀態

駕駛室內起火后，火勢在駕駛室內蔓延燃燒，導致外后視鏡的安裝點會首先被燒蝕脫落，有別于從發動機艙蔓延過來的燃燒狀態。

對于駕駛室內起火的情況，在火勢較小時，外后視鏡會因安裝點被燒蝕后，整體掉落。在火勢較大的情況下，由于火勢已從駕駛室內的玻璃竄出，會導致后視鏡安裝點和下部同時被燒蝕。駕駛室內起火的車輛，其起火區域側的后視鏡往往比另一側保留更完整。圖9為后視鏡跌落狀態。

圖9 后視鏡跌落狀態

2.4 前保險杠

前保險杠作為車輛易被燒蝕的部件，其燃燒痕跡是用于判斷車輛內部火源還是外部火源的重要依據。對于從車內往外蔓延的火勢，由于保險杠的安裝點會先于保險杠外部被燒蝕，故保險杠會呈現往外坍塌的現象，坍塌后與地面接觸的部分因缺少可燃物并且位置較低而保留較多。同時火源離保險杠越遠（比如從機艙后部或駕駛室內往前蔓延），因為火在蔓延到保險杠處時，火勢已較大，此時保險杠安裝點被大火燒蝕掉落的時間更快，所以保險杠往前坍塌的面積更大，呈現出來的保險杠殘留較多，而車內火源離保險杠越近，保險杠殘留越少。圖10為前保險杠燒毀狀態。

從外部往保險杠蔓延的火勢，由于保險杠始終處于裝配狀態，火勢會在保險杠外表面蔓延燃燒，會導致整個保險杠燒蝕嚴重。

圖10 前保險杠燒毀狀態

在實際的車輛火災鑒定中，有出現保險杠下部某角落燒蝕，而保險杠其它區域保留較完整的情況。根據火往上蔓延的特性，這樣的燃燒殘骸的出現，起火點只會位于保險杠燒蝕區域更低的位置（也即初步可以判斷為外部火源導致）。圖11為前保險杠底部燒毀狀態。

2.5 車身鈑金

在車輛燒蝕較嚴重時，車身鈑金幾乎成為車輛燃燒痕跡分析的唯一介質。一般情況下，車身腐蝕最嚴重的地方就是離起火點最近的位置，但是如果該區域有大量可燃物或助燃劑存在，那么這樣的判斷也就不成立。車身燒蝕痕跡可以從沖刷痕跡和V模式圖形兩個方面進行分析。

1）沖刷痕跡 火在鈑金表面蔓延留下的沖刷痕跡和車輛燃燒痕跡是相吻合的，所以在鈑金上需要關注是否有這樣的沖刷痕跡，而這種痕跡往往是火勢較小時逐漸形成，所以能很好地指示出起火區域。圖12為前罩鈑金沖刷痕跡。

圖11 前保險杠底部燒毀狀態

圖12 前罩鈑金沖刷痕跡

2）V模式圖形 根據火的特性，當火或煙與金屬表面接觸，火會在金屬表面形成V形模式。該情形出現在火勢初期，即火勢較小的情況下，而在火勢較大的情況下，由于火的范圍大，導致金屬表面完全處于V模式的燃燒范圍內，故V形圖形反而不會形成。所以當車輛鈑金表面形成V模式圖形時，其起火區域往往位于V模式底部。

由于車輛底盤和車身鈑金離地面有一定的高度，如果起火點位于車輛底部，火焰會受到車體壓制，從往上蔓延的過程中，在車身側面會出現下部火焰面積大，上部火焰面積小，此時往往形成倒V形模式。這樣的鈑金殘骸特征也是分析車輛燃燒痕跡的途徑。

鈑金的沖刷痕跡和V模式圖形在起火初期形成后，即使火勢繼續擴大，直至車輛燒毀嚴重，這樣的圖形在鈑金上仍然可以保留，如圖13所示。所以關注鈑金上留下的火勢蔓延痕跡特征，對探尋燒蝕較嚴重車輛的起火區域非常重要。

圖13 鈑金燒毀初期痕跡

3 車輛燃燒痕跡的分析策略

在火災調查前，首先應分析影響車輛燃燒痕跡的外部因素。燃燒三要素中的可燃物和氧氣并不是固定不變的。車輛的可燃物會因是否有外部除助燃劑等而出現差異，氧氣會受到車內和車外環境通風的影響進行變化。同時還有風向也會對燃燒痕跡進行影響，這些都會對起火點的判定產生干擾。所以在對車輛燃燒痕跡分析前，必須分析影響車輛燃燒痕跡的外部因素。

由于車輛火災具有較大的破壞性，車輛發生起火燃燒后，會導致車輛燒蝕的異常點進行破壞，較直觀可以發現異常的地方是未被燒蝕或保留較完整的區域，所以在分析燃燒痕跡時，應從燒蝕最輕的部位往燒蝕嚴重的部位排查，逐漸鎖定起火點。

在分析車輛燒蝕痕跡時，還需要關注一個最為基本的常識，火是通過一個連續的路徑進行蔓延，也即不存在火勢蔓延到某處終止后，又跳過該處繼續往前蔓延。所以在對車輛燒蝕痕跡進行查看時，需要觀察車輛燃燒的痕跡是否連貫，是否有合理的路徑促使火勢往燒蝕痕跡方向蔓延，如果存在不連貫的燃燒痕跡（圖14），往往可以斷定該車存在多個起火點，這樣的情況下，車輛不存在自身品質問題。

圖14 多起火點的燃燒痕跡

4 結論

本文依據車輛燃燒試驗所統計分析的結果，提煉出各零部件的典型燃燒痕跡，并將其作為具有起火點指向性的外部特征，對火災現場的痕跡鑒定提供事實依據。

在應用車輛燃燒痕跡規律所研究的內容時，這些典型痕跡在實際車輛燒蝕現場往往不只一處。比如：玻璃有典型痕跡、發動機蓋鈑金也有典型痕跡，當它們的典型痕跡指向不同的起火方向或起火點時，就要判斷哪個典型痕跡更靠近車輛燒蝕嚴重的區域，因為越靠近車輛燒毀嚴重的區域，越有指向性。

［1］ James Engle.Vehicle Fire Investigation［M］. 2012.

［2］ 劉振剛.汽車火災原因調查［M］.天津：天津科學技術出版社，2008.