火烧车及预防措施

2022-11-20董兆彬

装备制造技术 2022年7期

董兆彬

（柳州五菱柳机动力有限公司，广西柳州 545005）

0 引言

所谓火烧车，就是汽车着火自燃的车辆事故，2020年中国机动车保有量3.72亿辆，其中汽车保有量2.81亿辆[1]。随汽车市场保有量的增加，同时新能源车型市场保有量的大幅提升，出现的汽车事故也大幅增加，而汽车火灾造成的财产损失和人身安全都是巨大的，因此，对火烧车进行起火原因分析，可以预防及避免或减少车辆起火起到重要作用。

1 火烧车发生条件

火烧车发生的三要素：火源、易燃物、可燃条件，三者缺一不可。

1.1 火源

火烧车火源主要包括车辆自身火源及外在火源。

首先，车辆自身火源主要有高温热源、电火花及明火。而车辆高温热源主要来源于发动机本体及排气系统（含排气歧管总成、后处理、消声器）。但一般来讲，发动机本体表面温度不足于引燃可燃物。高温热源的来源主要是排气系统，发动机排气歧管排出气温可高达800℃，而排气管外表面的温度500℃左右，温度非常高，可让可燃物迅速着火燃烧；后处理（也就是三元、四元催化器）温度可达700℃左右，表面温度可达450℃左右，不同的车辆此温度有所不同，同样在此温度遇到易燃物在该着火点的也会迅速着火燃烧。

电火花产生的原因主要有：（1）车辆电路因短路、涉水、老化、碰撞等原因造成漏电，产生火花；（2）点火线圈工作产生的静电、人体静电，产生电火花[2]；（3）线束、电器设备未固定好，车辆行驶振动或摩擦破损引起的接地情况，产生电火花；（4）底盘线束或仪表线束与发动机线束连接、发动机线束与传感器的连接头松动造成接触不良，会产生电火花；（5）车辆改装大功率设备（如音响、影像、电动座椅加热），导致线路连接出问题及线路负荷增大并产生热导致短路故障，产生电火花；（6）蓄电池的电流流到发电机，引起发电机定子励磁线圈发热产生高温，从而导致发电机内部短路搭铁，产生电火花[3]；（7）发电机充电过大使电池包因电池过热、碰撞及高温暴晒等原因，产生电火花或明火。

明火是由于发动机工作点火角度过迟引起燃烧室回火造型火焰窜到进气歧管导致爆裂内形成明火，但这种情形发生的概率极低，假如此类发生的车辆自燃，前提是车辆出现瞬间，驾驶员听到爆炸声，且驾驶员第一时间感应车辆平稳，如是轮胎爆炸，驾驶员第一时间感应座椅或是车辆倾斜。

1.2 易燃物

易燃物主要存在的地方：（1）发动机燃油（包含汽油、柴油、天然气）、线束绝缘层（橡胶）、机油；（2）转向传动系统的液压油、齿轮油；（3）整车：内外饰附件、电器线路、油箱、橡胶衬套等；（4）车载易燃易爆以及化学腐蚀物品。

1.3 可燃条件

具备火源及可燃物后，要发生自燃还需要媒介和条件，即需要空气和保证火源能引燃可燃物。

2 火烧车原因分析

引起“火烧车”的因素很多，归纳起来主要有漏汽油、漏柴油、漏机油、漏液压油、漏齿轮油、漏电、漏气（天燃气）、阻值增大生热、机械摩擦生热、乱搭乱接线路和车上搭载易燃易爆以及化学腐蚀物所致。

2.1 车辆漏油

无论是汽油车、柴油车、燃气车，渗泄露燃油和燃气都是导致车辆自燃的主因，柴油、汽油、燃气都是易燃品，虽然汽油、柴油化学组成存在差异，汽油的烃链较柴油短，自燃点高，自燃温度约为427℃，闪点约：-50℃～-20℃。汽油与柴油对比，在特定环境和温度下，柴油挥发性低于汽油，所以柴油上方空气含氧量比汽油高，其自燃温度在220℃左右低于汽油，闪点约在55℃以上。除化油器车辆以外，目前车辆的燃油系统一般压力较高，尤其柴油车具有高压油路和低压油路，柴油机高压共轨燃油压力可达20 MPa，汽油车油压一般正常值在0.3～0.4 MPa。由于油管老化、龟裂或连接不紧的情况下[4]，再由于在高压燃油压力作用下，会产生不同程度的渗漏油现象，形成着火自燃的隐患。特别提示的是，假如在发动机舱泄漏燃油特别是汽油，在燃油蒸发或是燃气达到一定量或浓度时，在发动机工作和排气系统高温的情况下，会点燃由于泄漏产生的燃气，这一点在实际处理一些整车厂火烧车鉴定得到意见一致。

2.2 车辆漏电

车上的线路根据不同用途以及功能设计和布置有所不同，各种开关、继电器的触点容易出现烧结发生熔焊现象[5]，尤其是启动瞬间的电流大，如果车辆故障导致起动机的磁力得不到及时释放，就会导致起动机长时间处于启动状态（也就是说发动机起动后的转速高于起动机起动转速，导致发动机拖起动机转动），从而产生过热起火。此外，车辆在事故或者使用不当时同样也会容易产生线路短路，引起车辆起火。

2.3 阻值增大生热

车从开发设计建模仿真出图零件选定小批量生产认证量产，根据整车总线路设计、布置、功能拟不同线路设置了不同的阻值，线路中的电阻在遇到外力碰撞、化学腐蚀、线路短路、涉深水等现象会产生阻值瞬间增大，如车辆在此超出设计阻值工作，极易生热自燃。

2.4 机械摩擦生热

车上机械运动件在缺润滑油、冷却、减震胶破损失效下工作，会导致润滑或冷却不良以及干摩擦，热量不能及时带出，就会形成局部温高，最后达到在局部温高离最近易燃物品着火点导致自燃。另外，发动机舱部位和排气系统部件的温度最高，例如车辆发动机工作正常水温后，水箱表面温度可达65℃左右，发动机表面温度可达76℃左右，排气歧管表面可达159℃左右，气缸盖表面温度可达98℃左右，涡轮增压器表面温度可达800℃左右[6]，三元催化器表面可达450℃左右，此温度在不同车辆有所不同。这些表面较高的温度区域遇到在此着火点的可燃物都会产生自燃。

又如车辆拖刹行驶或是长矩离拖刹行驶，轮毂生热严重时引起爆胎导致的车辆自燃。

再如车辆长期超载、离合器打滑，也会引起发动机机温过高，同样存在车辆自燃的隐患。

2.5 线路改装

由于政策、原材料、制造商、终端客户需求等各种因素的叠加，车辆改装行业受到个性化客户、特别是年轻客户的青睐，如音箱、音影、倒车影像、日行灯、LED灯、氙气灯、座椅电动加热、加装空调、货车车厢等都是常见的选项。在车辆改装过程中，如线路存在不规范或乱搭乱接、定固不牢、挤压、干涉、摩擦、虚接等导致线路负载超出设计值和损伤，也会产生过热，严重时导致车辆自燃。又如车辆焊接部位下方有线束和燃油管路，由于焊接掉落的高温焊渣碰到线束和高压燃油管路，会导致线束和燃油管性能加速衰减，如不注意观察或及时处理，更容易导致车辆自然起火隐患。

2.6 易燃易爆化学物品

易烧易爆以及化学腐蚀物品运输的车辆，按国家“易燃易爆化学物品消防安全监督管理办法”，运输此类物品的车辆必须取得行政部门签发的特种证件。如运输企业“道路运输经营许可证”、驾驶员“道路运输证”。而且易燃易爆化学物品的运输车辆，必须做好防护以及车辆配备应急器材（泄漏收集工具、泄漏警戒使用橡胶筒）和严禁烟火字样、保持距离等明显标识，防止车辆在行驶中发生意外事故抢得时间。假如易燃易爆放置不合理，车辆在行驶中会倾斜溢出或泄漏，导致车辆自燃起火的隐患。

3 火烧车预防措施

无论是化油器汽车、双燃料汽车、电喷汽车、增程汽车或是纯电动汽车，为了规避由于制造原因导致的车辆自燃现象，需要按照国家法规和行业标准严格执行，从设计以及使用两方面来进行管理。

3.1 设计方面

通过总体布置及车辆热管理分析、材料选取等手段，对车辆质量安全、车辆的防火性能进行技术分析和论证，在争论或是一句不经意的话中得到灵感和启发，并应用到改进和优化设计、增强车辆防火性能，严格按照国家政策以及行业标准，制定有效的高于国家和行业的企业技术标准，从整体上减少或规避由于制造原因引起的隐患。

3.1.1 总布置

发动机线束、底盘线束、燃油管路、电气线路布置走向应远离高温部位、锐边及焊点附近等，线束应计算整车用电设备后选用合适的导线截面，以防止过载电流加速线路老化；采用良好的固定，增加外层防护，燃油管应选耐高压于设计限值。

纯电汽车电池包的布置应保证用电安全及碰撞之后的稳定性。首先要保证电池包的离地间隙，确保不刮底；其次要尽可能地保证电池包前后左右空间，保证碰撞后电池包壳体不碰电芯及受到挤压。

结合车辆行驶气流状态，在满足车辆风阻性能要求下，通过空间布置或隔断，有效降低易燃物卷进车辆热害位置的机率。

3.1.2 车辆热管理分析

通过仿真手段对车辆进行热管理分析，获取车辆零部件受热情况及热害位置，根据仿真数据，选用零部件材料以及高温耐久特性，增加并进行隔热措施或者系统零部件的重新布局。

3.1.3 材料选取

车辆燃油是火烧车易燃物及助燃物，要严格并保证燃油不泄露；燃油系统的管路应尽可能多采用金属耐腐蚀材料并尽可能减少管路接头。

纯电汽车电池包壳体不但是电池装配载体，更是保护电池的重要结构。电池包壳体材料优先考虑高强度钢材，保证正碰及侧柱碰工况下，电池包及高压线圈安全。

3.2 使用方面

在汽车使用过程中，为减少或避免车辆自燃，车辆停放地方应远离易燃、易爆、化学腐蚀物品，同时合理使用车辆并日常和定期养护，养成良好的车辆管理习惯，才能减少或避免发生车辆自燃，导致不必要的损失。主要检查以下方面。

3.2.1 车辆电路检查

出车前及收后应观察发动机线束、底盘线束线路中是否有绝缘胶皮开裂、龟裂、破损或异常的情况，如发现疑似或不确定现象，线路可能存在短路隐患，应及时排除或到专业的有资质的企业或修理厂委托进行修理或排除，如有必要应更换损坏线束。

3.2.2 车辆油路检查

燃油、机油、液压油、齿轮油渗泄漏和线路故障同样重要，车辆的日常使用需常观察和涉及机油、燃油是否有渗漏的故障现象；如发现应及时排除或到有资质的企业或修理厂委托修理或排除。此外，渗泄漏的可燃物，如此部位温度达到渗漏物着火点将会被点燃。同时，车辆上的油污、尘埃及时清扫和排除，并定期检查养护车辆，使车辆在最佳性能下工作，降低成本。

3.2.3 车辆冷却液检查

冷却液不充足或缺失，也会造成车辆发动机局部温高导致自燃。所以车辆日常和定期检查或养护对车辆管理是非常重要。

3.2.4 注意车辆中物品的放置

仪表台避免放打火机、充电宝、发胶、香水等易燃易爆危险品在车内，这些物品会成为车辆自燃的隐患。如车辆在太阳爆晒情况，打火机、发胶等极易发生爆炸，导致起火。此外，仪表台也应避免放置眼镜、矿泉水，在特定条件下，阳光照射的角度容易形成聚光焦点受热起火。

假如货车不是专用车以及其它车辆（除双燃料），严禁私自搭载有煤气罐、易燃易爆、化学腐蚀物品。

3.2.5 禁止私自改装汽车。

严禁改装，如必改装，应到有资质的企业和修理厂并委托企业或技术人员改装，又如焊接改装，同样应到有资质的企业和修理厂，委托专业技术人员做专业的事情，并严格按照车辆使用说明书和注意事项进行。

3.2.6 其他事项

切忌车辆停放远离易燃易爆、化学腐蚀危险物品附近。文明驾驶以及国家碳中和政策要求，制造企业生产的汽车都装备后处理，而这个零件位于排气歧管后部装置且温度很高，它在多数车上的位置离地较近。

根据交通法规，车上必备灭火器且必须在有效期内，驾驶员要熟悉掌握灭火器的使用方法，以免发生意外时束手无策。