嚴曉龍 周建國 周曉蓉

（1.浙江省公安消防總隊 2.杭州華神消防科技有限公司）

一、背景

在當(dāng)今社會的高速發(fā)展下，汽車的日漸普及在給人們的生活工作帶來極大方便的同時，汽車自燃事故也屢見不鮮，尤其是汽車發(fā)動機艙的自燃事故在整個汽車火災(zāi)事故中占據(jù)極高的比例。因此設(shè)計一種適用于汽車發(fā)動機艙的自動滅火系統(tǒng)，實現(xiàn)發(fā)動機艙火災(zāi)的早期快速有效的探測和撲救，對保證司乘人員的生命財產(chǎn)安全具有十分重要和深遠的意義。

二、汽車自燃原因分析

1.事故案例

2010年7月21日12時，杭州一輛151路公交車在清泰街中河路口突發(fā)自燃。據(jù)目擊者反映,公交車車尾先是濃煙滾滾，不到2分鐘就竄出超過車身1米多高的火苗，隨后車窗玻璃全部爆裂。附近一輛3路公交車由于躲避不及，迎頭撞上該輛著火的公交車，造成火情索性蔓延。雖然大火終被撲滅，但是起火的公交車已經(jīng)只剩燒毀后的車架子。

2013年3月9日下午2時，杭州曙光路黃龍飯店門口，一輛行駛中的海馬汽車車頭突然起火。雖然消防趕到后終于撲滅了大火，但是車齡1年的汽車已然報廢。據(jù)車主反映車輛上車行駛不到半小時，先是車頭引擎蓋內(nèi)有黑煙冒出伴隨很濃的煙霧，接著就引擎蓋內(nèi)竄起了火焰，前后不過3分鐘左右。

2013年8月7日早上7時，距離杭州市濱江區(qū)錢江三橋收費站百米處，一輛大眾小轎車發(fā)生自燃。消防官兵趕到現(xiàn)場時，小車車頭已經(jīng)燃起了熊熊大火，當(dāng)時恰逢早高峰，在起火轎車的旁邊是緩慢通行的車流，一旦小車發(fā)生爆炸，后果將不堪設(shè)想。

2014年2月27日17時，寧波330路公交車在晚高峰鬧市區(qū)行駛中后置發(fā)動機艙突然起火，司機聽到周圍小車鳴喇叭提示后停車，成功疏散30余名乘客。據(jù)司機口述，當(dāng)時沒有設(shè)備告警，火勢在全車蔓延迅速，停車后用盡4～5個手持式滅火器仍無法滅火。消防于10分鐘后撲滅火焰，但公交車已全車焦黑只剩空架。

我們看到一樁樁的汽車自燃事故觸目驚心，汽車上可燃材料多，汽油遇火即可爆燃，油品、橡膠管、輪胎等均為可燃物品，汽車在行駛中火借風(fēng)勢迅速蔓延，許多自燃事故的后果都是整車全毀。夏季高溫極易發(fā)生汽車自燃事故，根據(jù)杭州日報統(tǒng)計，2013年僅7月份杭州市共計發(fā)生汽車自燃事故98起，平均估算每天有3輛汽車自燃。這一系列慘痛的教訓(xùn)一次又一次為我們敲響了機動車消防的警鐘。

2.自燃原因與處理方式的誤區(qū)

（1）電路故障

電路故障是引起汽車自燃的主要原因之一。私家車改裝一度成為時尚，很多新購車車主會給車輛添加防盜器、換裝車燈或高檔音響，改裝人員會改變線路或增加保險絲功率，一旦改裝過程中線路搭配不合理或線材使用不過關(guān)，往往會為夏季汽車自燃埋下隱患。此外，汽車使用年限較長時，管線老化，破損松動，接觸不良，汽車在顛簸的行駛中都有可能產(chǎn)生電火花或造成短路打火而引起自燃。

（2）油路故障

機動車發(fā)動機艙內(nèi)布滿多種油路管路，分布在發(fā)動機的周圍，包括汽油、機油、助力轉(zhuǎn)向油、剎車油等。如果這些管路老化或者管路內(nèi)遇雜質(zhì)或劣質(zhì)油品，則有可能造成堵塞導(dǎo)致氣壓過大引起漏油，而這些油路中所儲存的油都是易燃液體，當(dāng)這些管路發(fā)生泄漏時，可燃液體落在發(fā)動機的高溫部位就很容易引起自燃。

（3）高溫條件

高溫氣候是引發(fā)汽車自燃的外在因素之一。夏季高溫會加速線路老化，油路破損、滲漏、揮發(fā)，引起電路短路并導(dǎo)致自燃。此外，酷暑時節(jié)，陽光直射下的車內(nèi)溫度可高達50℃以上，車載物品如香水、打火機等放置不當(dāng)達到燃點，也會引起汽車起火。

（4）潤滑、冷卻系統(tǒng)故障

汽車零部件潤滑條件變壞或發(fā)動機冷卻系統(tǒng)出現(xiàn)故障，將使機動車工作狀況迅速惡化，磨損加劇，工作溫度急劇升高，從而引燃潤滑油或滲漏的油品造成自燃。

消防部門曾對機動車自燃事件進行過分析：汽車于行駛狀態(tài)下發(fā)生火災(zāi)居多，占70%左右；火災(zāi)原因則以發(fā)動機艙內(nèi)電線短路居多，占60%以上。也就是說，發(fā)動機艙是多數(shù)汽車自燃的起火位置。

不少汽車火災(zāi)是可以在起火初期撲滅的，但往往因為當(dāng)事人心理緊張或缺乏常識而造成不必要的損失，且手動滅火和被動等待消防施救往往延誤了最佳的滅火時機。例如，車主自我撲救時，打開引擎蓋卻導(dǎo)致大量氧氣進入助長了火勢；又如，車上配備的便攜式滅火器未能定期檢修或更換，緊急情況下滅火器卻成了擺設(shè)；這種情況下，等待消防車到達現(xiàn)場撲救，車輛早就在熊熊大火中燒成空殼了。

汽車自燃的原因?qū)映霾桓F，防不勝防，早發(fā)現(xiàn)早撲救是降低損失的唯一途徑，因此，發(fā)生自燃后通過自動滅火系統(tǒng)對發(fā)動機艙進行自動探測并快速滅火，對保護生命和財產(chǎn)意義重大。

三、自動滅火系統(tǒng)在發(fā)動機艙內(nèi)的應(yīng)用

1.自動滅火系統(tǒng)構(gòu)成

（1）火災(zāi)探測

在傳統(tǒng)的自動氣體滅火系統(tǒng)領(lǐng)域，采用的是消防報警設(shè)備的聯(lián)動方式，當(dāng)探測到保護區(qū)內(nèi)的煙溫信號后，通過氣體滅火設(shè)備控制主機自動啟動滅火裝置。然而由于機動車發(fā)動機艙的空間局限性，采用傳統(tǒng)的火災(zāi)探測方式和聯(lián)動啟動方式并不具備實際的操作性。因此在機動車發(fā)動機艙建議采用獨立的報警和聯(lián)動元件，目前常用的有火災(zāi)探測線束（俗稱“熱敏線”）或者溫度開關(guān)。

火災(zāi)探測線束（俗稱“熱敏線”）啟動和探測火災(zāi)方式為，當(dāng)保護區(qū)內(nèi)的溫度上升至設(shè)定值175℃時，火災(zāi)探測線束會直接給予滅火裝置啟動熱信號。由于該種方式是屬于無源啟動，不需要增設(shè)電源或者依靠其他探測元件，在實際安裝上具有很好的便捷性，目前該種啟動方式已經(jīng)被普遍應(yīng)用。

溫度開關(guān)的啟動和探測火災(zāi)方式為，當(dāng)保護區(qū)內(nèi)的溫度上升至 設(shè) 定 值 時（85℃ 、105℃ 或135℃），通過連接的電源，自動給予12V或12V以上的電源啟動信號即可實現(xiàn)有源自動滅火。由于該種方式屬于有源啟動，需要增設(shè)線路，所以在安裝上相較前者具有一定的復(fù)雜性，但是由于溫度開關(guān)的溫度值域較為廣泛，通過機動車發(fā)動機艙的火災(zāi)臨界溫度點的設(shè)定，可實現(xiàn)火災(zāi)的信號預(yù)警以及該類火災(zāi)的極早期撲救，將火勢控制在萌芽狀態(tài)，真正實現(xiàn)火災(zāi)的早期預(yù)防和控制。

（2）自動滅火裝置

自動滅火裝置是集火災(zāi)探測、自動滅火于一體，在保護區(qū)發(fā)生火災(zāi)時通過探測器自動啟動釋放滅火劑，實施滅火的一種滅火方式。其工作原理是當(dāng)火情發(fā)生后，保護區(qū)域所處的環(huán)境溫度就會上升，當(dāng)溫度升到設(shè)定值時，裝置的熱敏元件動作，隨即引起滅火裝置的控制機構(gòu)動作，釋放滅火劑進行滅火。

目前應(yīng)用于機動車發(fā)動機艙內(nèi)的自動滅火裝置主要有儲壓或非儲壓式超細干粉自動滅火裝置、微型熱氣溶膠自動滅火裝置、微型高壓氣體滅火裝置以及細水霧滅火裝置。

超細干粉自動滅火裝置所使用的滅火劑屬于干粉類，能在火災(zāi)現(xiàn)場通過探測元件探測到保護區(qū)溫度異常后自動感應(yīng)啟動，瞬間高速噴射超細干粉滅火劑。該類滅火方式適用于撲救可燃液體、氣體、電器或噴溢式惡性火災(zāi)。但由于干粉滅火劑的特性，在滅火結(jié)束后，滅火劑沉降物較難清理，因此對于保護區(qū)具有一定的污染。

超細干粉自動滅火裝置的工作原理為當(dāng)滅火裝置接收到啟動信號后，滅火裝置殼體內(nèi)瞬間爆破，滅火劑由破口打入火場，撲滅明火。鑒于超細干粉滅火裝置啟動時是通過殼體內(nèi)的瞬間高壓來沖破殼體噴射干粉滅火劑，其噴射瞬間所產(chǎn)生的高壓沖擊力有可能對設(shè)備或人員造成二次傷害，以往新聞不乏此類報道。

微型熱氣溶膠自動滅火裝置采用熱氣溶膠為滅火劑，平時以固態(tài)形式儲存于滅火裝置內(nèi)，探測元件探測到保護區(qū)溫度異常后，則自發(fā)啟動裝置進行滅火。滅火劑以氣體狀態(tài)釋放，能在防護區(qū)空間內(nèi)形成各方向均一的氣體濃度，以全淹沒的方式迅速充滿空間，將火焰撲滅。由于滅火劑為常壓氣體，不會對保護區(qū)造成傷害或污染，同時滅火劑的固態(tài)常壓形式儲存具有較高的穩(wěn)定性。

熱氣溶膠滅火劑是一種由氧化劑、還原劑、燃燒速度控制劑和粘合劑組成的固體混合物。通過電（熱）啟動后，經(jīng)過自身的氧化還原反應(yīng)使反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)冷卻凝集呈溶膠狀態(tài)。熱氣溶膠滅火藥劑經(jīng)過燃燒化學(xué)反應(yīng),所產(chǎn)生的滅火氣體中既有固體又有氣體。氣體中大部分為N2、CO2和水蒸氣,固體部分為鉀和鍶等金屬氧化物固體微粒，微粒直徑一般小于1微米，較大的粒表面可以高效吸收并中和火焰中的燃燒自由基,從而達到化學(xué)抑制滅火作用。而由滅火氣體包裹著的固體顆粒形成的氣溶膠,可以長時間懸浮,繞過障礙物,散布到保護區(qū)空間各個角落,以一種全淹沒的方式高效無死角的滅火。滅火完成后，氣溶膠隨空氣流動而消散，不會對設(shè)備造成污染。

微型高壓氣體滅火裝置，其所使用的滅火劑分別有二氧化碳滅火氣體、七氟丙烷滅火氣體或者煙烙盡IG541混合滅火氣體，這幾種滅火劑都能夠迅速有效地撲滅A、B、C類火災(zāi)，但均為高壓滅火氣體，其加壓貯罐的貯存方式無法適應(yīng)汽車發(fā)動機艙長期高溫、顛簸振動的環(huán)境。因此在使用上具有一定的局限性。

另外還有細水霧滅火裝置，其通過高壓噴水產(chǎn)生水微粒進行滅火，利用其高效吸熱、快速窒息、阻隔熱輻射的特點可迅速降低火場溫度，實現(xiàn)快速排氧窒息滅火，并抑制火災(zāi)蔓延。

由于細水霧滅火方式安全環(huán)保高效，在消防領(lǐng)域得以逐步應(yīng)用，但因需要配備加壓水泵、凈水儲水設(shè)備和精細水噴頭等設(shè)備，配置于狹小的發(fā)動機艙的空間合理性尚待商榷。

2.幾類自動滅火系統(tǒng)的特性對比

總的來說，這幾種滅火系統(tǒng)在正常待命工作時都能夠迅速有效地撲滅汽車發(fā)動機艙火災(zāi)，但二氧化碳為高壓滅火氣體，其貯存方式無法適應(yīng)汽車發(fā)動機艙長期高溫、顛簸振動的環(huán)境，且貯存容器受使用年限限制需三年年檢；細水霧滅火方式雖然安全環(huán)保高效，但需要配備加壓水泵和細噴頭等設(shè)備，且滅火后可能對設(shè)備造成水漬污染并且影響電路系統(tǒng)的絕緣性；超細干粉滅火方式已有一些應(yīng)用實例，但目前其儲存體積更適用于后置式發(fā)動機艙，且滅火后其沉降物附著于發(fā)動機艙設(shè)備之上較難清理；而氣溶膠滅火劑體積小、效率高、性能穩(wěn)定，所產(chǎn)生的滅火氣體屬于常壓氣體，無需貯瓶無需管網(wǎng)，特別適用于小空間的滅火，具有良好的經(jīng)濟性和適用性，是汽車發(fā)動機艙自動滅火的首選滅火劑類型。

幾類自動滅火器特性對比表

3.應(yīng)用前景

自燃是交通運輸工具中存在的最大安全隱患之一，目前對于汽車火災(zāi)的控制和撲救方式仍然停留在以便攜式滅火設(shè)備為主，而針對汽車發(fā)動機艙內(nèi)的自動滅火裝置的應(yīng)用不夠廣泛；一旦發(fā)生汽車自燃，發(fā)動機艙內(nèi)火勢控制不住，有可能引發(fā)油箱等更大的火勢，短時間就可能造成嚴重后果。因此，通過自動探測第一時間發(fā)現(xiàn)火勢，并快速有效地撲滅火情非常重要。

對于汽車發(fā)動機艙這一相對密閉又設(shè)備密集的空間來說，微型熱氣溶膠自動滅火裝置的滅火作用有著獨特的優(yōu)勢：

（1）滅火效能

微型熱氣溶膠自動滅火裝置在設(shè)備啟動后，在10～15s時間內(nèi)滅火氣體即可充斥于整個發(fā)動機艙，氣體可以繞過障礙物到達一些比較隱蔽甚至縫隙很小的設(shè)備內(nèi)部進行全淹沒式的滅火，抗復(fù)燃能力好。由于其滅火效能極高，足以滿足汽車發(fā)動機艙內(nèi)自動檢測快速滅火的要求，防止火勢蔓延。

（2）適應(yīng)性

微型熱氣溶膠自動滅火裝置體積小，靈活輕便，不需壓力容器，無論是前置還是后置發(fā)動機艙都可適用；其耐高低溫范圍-40度至90度，能適應(yīng)發(fā)動機高速運轉(zhuǎn)時艙內(nèi)的高溫環(huán)境。

（3）安全性

微型熱氣溶膠自動滅火裝置常壓存放，其化學(xué)和物理的穩(wěn)定性，確保在汽車顛簸行進的過程中，滅火系統(tǒng)的耐振動性能；氣溶膠無毒無污染，滅火后無水漬、沉降少，不會對發(fā)動機艙內(nèi)的精密設(shè)備造成二次污染；該裝置常溫常壓保存，儲運安全，沒有統(tǒng)高壓氣罐或管網(wǎng)的泄漏和爆炸之憂。

（4）環(huán)保性

微型熱氣溶膠自動滅火裝置啟動之后所產(chǎn)生的滅火氣體為白色熱氣溶膠氣體，其主要成分為鍶鹽氧化物，經(jīng)國家權(quán)威機構(gòu)檢測對人體無毒無害。其臭氧損耗值（ODP）、溫室效應(yīng)潛能值（GWP）以及合成物在大氣中存留壽命值（ALT）等三項重要環(huán)境指標(biāo)均為0（數(shù)值越小，則對環(huán)境影響越?。４送?，氣溶膠滅火氣體于滅火完成后隨空氣流通而消散，滅火后沉降少，無需特別清理。

（5）經(jīng)濟性

熱氣溶膠滅火劑常溫常壓儲豐，體積小，重量輕，無需管網(wǎng)和壓力鋼瓶，使用期間不需要維護成本，做到一次安裝，長期受益。

四、結(jié)論

綜上所述，微型熱氣溶膠自動滅火裝置不僅具有良好的滅火效能，而且無毒無污染、經(jīng)濟安全、性能穩(wěn)定、不損壞儀器設(shè)備，非常適合于車載自動滅火系統(tǒng)的應(yīng)用。為交通運輸行業(yè)提供全新的安全保障。在當(dāng)下研發(fā)汽車發(fā)動機艙氣溶膠自動滅火系統(tǒng)并投入生產(chǎn)和市場應(yīng)用，使之成為未來保障行車安全、防止火災(zāi)蔓延的重要配置之一，對于汽車自燃后防止火情蔓延、確保人身安全、降低經(jīng)濟損失，將起到舉足輕重的作用,為交通運輸行業(yè)提供全新的安全保障。

[1]GB50370-2005氣體滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范［S］．

[2]GA499.1-2010，氣溶膠滅火系統(tǒng)第1部分:熱氣溶膠滅火裝置［S］

[3]劉愛華．超細微粒滅火劑滅火濃度測量方法研究[D]．南京，南京理工大學(xué)，2006.6

[4]吳際璋.關(guān)于汽車自燃原因的分析[J]．汽車維修與保養(yǎng)，2009.6

(本欄目編輯 馮曉宇)