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美国NAFI及CFEI专家谈汽车自燃

发布时间:2012年04月20日 22:52 | 进入汽车论坛 | 来源:中国汽车质量网 | 手机看视频


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采访嘉宾:美国国家火灾调查协会(NAFI)火灾及爆炸鉴定调查中心(CFEI)专业工程师 理查德.H.舒尔茨(Richard H. Schulze)

《品质汽车》记者(以下用“▲”表示):进入7月,酷暑难当,中国各地车辆的自燃现象也频频发生,仅北京近1个月来就发生多起汽车自燃事件。有关资料显示,近两年中国每年发生的车辆自燃事故都在8000起左右,不仅直接经济损失达数亿元,更危害了众多车主的生命安全。作为研究机动车起火的知名专家,您如何解读汽车自燃背后的原因?

理查德:自燃往往发生在相关化学反应产生的热量快于部件消散热量之时,当热度达到自燃点温度,部件就开始燃烧。在我们的研究中,将浸满亚麻籽油的抹布暴露在空气中就是一个自我加热或潜在自燃的典型例子,不过,这种类型的火灾很少发生在汽车上。

总的来说,大多数的机动车燃烧原因可以归结为易燃液体(助燃液)燃烧和汽车的电气化。当然也有一些其他的潜在原因,例如摩擦或发光。不过,根据我多年的研究经验,我将会讨论最可能发生的原因。

▲:何为易燃液体(助燃液)燃烧起火?

理查德:现在的机动车有众多易燃液体(助燃液)存在。在很多情况下,这些易燃液体都提前预热,而且承受一定作用力,这些易燃液体包括(当然或许还有其他)汽油、柴油燃料、自动变速箱专用油、动力转向器油、发动机润滑油、传动装置油、齿轮润滑油、(液压器的)刹车油、防冻油、空调制冷用油(掺杂冷却剂)等。所有这些易燃液体(助燃液)本身都有一个自燃温度,一旦达到这一温度就会点燃,无需任何火花或火焰去激发。

▲:显而易见,易燃液体(助燃液)包括很多种,您可否给我们详细解读一下这些易燃液体(助燃液)本身值得关注的特点?

理查德:这些易燃液体(助燃液)中,最危险的当属自动变速箱专用油,因为它本身的自燃温度非常低(330℃~380℃),而且该易燃液体(助燃液)不易挥发。所以当该易燃液体(助燃液)接触到热表面,它将会在不蒸发的情况下不断受热,达到一定程度后,自动变速箱专用油将会点燃。因而,在一个自驱推动的环境下,它是最容易点燃并燃烧的液体。

由于挥发性很大,汽油是最难点燃的液体。当汽油接触到热的表面,它能够在受热的同时快速挥发。因而为了将汽油加热到自燃所要达到的温度,热表面温度必须明显高于汽油自燃所需的温度(257℃~280℃)。根据Vytenis Babrauskas先生所著的《点燃手册》的记述,表面温度必须至少高于自燃温度150℃。所以这样一来,热表面温度必须至少达到430℃或800°F。

现在的汽车自燃源最容易发生在排气系统上,而且现在汽车的排气系统可以轻易达到430℃,或许还能达到650℃。我曾经专门测试过一辆丰田汽车Tacoma:我将热电偶放在它的催化式排气净化系统上,然后启动马达,让Tacoma每分钟转数达到2000转,并一直持续5分钟,然后测出Tacoma排气系统的温度为430℃。

现在的汽车有闭环燃油系统(一种由氧感应器控制的反馈系统)和废气催化净化器。闭环燃油系统可以将燃料混合气趋于同理论配比,从而产生理想的氧化燃烧,这也意味着它的热释放比例很高、很快。废气催化净化器则像一个熔炉,使用未燃的碳氢化合物去加热排气装置,从而烧掉那些未燃烧的碳氢化合物。这两个系统的结合让汽车排放的废气温度很高。不过,只有等到其温度达到300℃,氧感应器才会开始发挥作用。

另外,发动机超负荷运转将会提升相关部件的温度,而诸如劣质点火线圈之类的系统故障也会让相关温度上升。

▲:您刚才还谈到汽车的电气化,并认为它也是机动车发生自燃着火的重要原因,您所指的是不是车主的后期改装问题?

理查德:是的,一般来说,这类问题的发生往往是因为车主通过零部件市场给车辆安装了很多电气化设备,比如电风扇、雷达探测器、无线电广播设备、手机充电设备、GPS器件等。这些电气系统一旦有缺陷,将会成为汽车发生自燃的重要原因。不过,机动车本身有时也会有缺陷性的系统设计,例如最近福特汽车就召回了恒速行驶操纵转换器(一种制动开关),不过发生这些情形,相关调查就会展开,问题也会被识别,召回或许跟着到来,从而更改汽车故障。要知道,与40年前相比,现在的汽车电气化程度更高。汽车拥有更多的电气元件、更多的线路,因而拥有更多的潜在故障点。

▲:我们看到,面对汽车自燃事件,众多汽车厂商、维修企业总把原因归咎于车主的保养问题,例如汽车的电路老化、私自改装、保养不勤、使用不当等。您怎么看待保养问题?现实生活中经常发生的汽车漏油现象是否应该引起车主的高度重视?汽车制造商还应该有哪些应对措施?

理查德:其实,除了前面列举的常规原因外,还有很多因素都会引起温度升高,这就要归结于车主对车的保养问题了。

说到保养问题,它主要包括漏油液体或者相关漏油问题,这些都能够提升废气的温度。要知道,现在的汽车排气系统已经具备了足够的热量来点燃车体中的所有液体。在美国,热排气问题在1974年就已经伴随着废气催化净化器的到来出现了。1980年,闭环燃油系统的出现让热排气问题更加凸显。最终,在2000年左右,由于同样体积的发动机拥有更强的马力,汽车排出的气体更热了。例如,1980年,一辆雪佛兰5.7升V-8拥有200马力(约147kW),但2000年同样的雪佛兰5.7升V-8马力增加到300(约220kW)。

如果你拥有一辆装有闭环燃油系统和废气催化净化器的汽车,那么你一定要清楚,你的车辆所拥有的排气装置足以成为车体发生自燃的点燃源。这就引出了我的一个观点——漏油会导致火灾。当然在1974年之前,大部分的车辆无时不在漏油,停车场总能看到一堆油渍污垢。当时的车主们其实也知道自己的汽车漏油,但就是不愿意花钱解决问题。但如今,车主们一定要注意,即使是某一个汽车软管发生很小的漏油,都可以导致汽车发生自燃。

当然,现在的“密封技术”有了很大进步,我指的是唇形密封圈(lip seals),比如前后发动机机轴密封圈,与1974年前的密封圈相比,现在的这些密封圈性能优良。现在大部分的车辆都可以在没有密封圈渗漏的情况下行驶15万~20万英里(约24万~32万公里)。不过,有时事情还是会向坏的方向发展。所以,面对由于漏油引起的火灾,最好的预防方法就是每次换油的时候让修理工检查一下,然后修理解决掉相应的漏油故障。

说到汽车漏油引起火灾,其实还有一个问题。有时候,难免会发生汽车冲撞,尤其是车辆在事故中翻滚时会突然漏油,但是目前汽车工业还没有解决这个突发问题。我总能看到很多因为汽车翻滚起火引发灾祸的案例。这一问题也引起了很多法律诉讼,但是汽车制造商目前并没有办法去解决这个问题。 来源:《品质汽车》

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