侯淑雅 楊凡

摘要

近幾年，隨著人們對(duì)汽車的需求量的增加，關(guān)于汽車安全方面同時(shí)也出現(xiàn)了一系列的問(wèn)題。其中汽車自燃事件高頻率的發(fā)生，顯著的提高了社會(huì)關(guān)注度，所以如何預(yù)防和減少汽車自燃事件的發(fā)生也就更加重要。本文通過(guò)對(duì)汽車自燃特性的研究和滅火劑的分析，用自動(dòng)檢測(cè)裝置和滅火器裝置結(jié)合的方法，達(dá)到對(duì)汽車自燃的迅速檢測(cè)和滅火的目的，可以有效的解決因?yàn)槿藶楹雎院推鸹鸷笃谔幚聿划?dāng)從而引發(fā)更大火災(zāi)的問(wèn)題。

【關(guān)鍵詞】汽車自燃 感煙探測(cè)器 滅火裝置

1引言

近幾年，汽車自燃火災(zāi)事故頻繁發(fā)生，目前防治此類事件的主要手段是在車內(nèi)放置手提式滅火器，但是期間需要大量的反應(yīng)時(shí)間。因此為了更加有效的防治汽車自燃火災(zāi)事件，本設(shè)計(jì)利用氣溶膠滅火器和探測(cè)器結(jié)合，設(shè)計(jì)一種適用于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)艙的自動(dòng)滅火系統(tǒng)，完成汽車自燃初期迅速高效的檢測(cè)和抑制。該裝置體系簡(jiǎn)明、生產(chǎn)成本較低，推廣應(yīng)用價(jià)值大。

1.1選題的目的和意義

汽車自動(dòng)滅火裝置的目的旨在對(duì)因車輛自燃引起的周邊環(huán)境變化可以用最快的速度做出反應(yīng)，完成自動(dòng)滅火，有效的改進(jìn)汽車自燃引起的生命財(cái)產(chǎn)損失和難以拯救的局勢(shì)，最大程度的保證生命財(cái)產(chǎn)安全。汽車發(fā)動(dòng)機(jī)自燃現(xiàn)象發(fā)生廣泛，隨著汽車生產(chǎn)技術(shù)的進(jìn)步，解決汽車自燃問(wèn)題是提升汽車自身價(jià)值的緊要方法，同時(shí)也為廣大汽車用戶的安全提供了可靠的保證，掌握車載氣溶膠滅火裝置開(kāi)發(fā)技能對(duì)于汽車制造業(yè)和國(guó)家運(yùn)輸業(yè)具有重要的意義。

1.2國(guó)內(nèi)外實(shí)施現(xiàn)狀

近年來(lái)汽車自燃事故發(fā)生頻率較高，危害巨大，且呈逐年增長(zhǎng)趨勢(shì)，一定程度上引起了人們的重視和關(guān)注，但大多停留在原因分析和管理層面。

發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)汽車自燃的研究起步較早，美國(guó)早在1980年就開(kāi)始研究汽車自燃滅火系統(tǒng)，該系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)可靠地進(jìn)行火災(zāi)探測(cè)和滅火劑噴射等功能。目前關(guān)于車用滅火裝置就只是簡(jiǎn)單的在后備箱放一個(gè)手動(dòng)的干粉滅火器，當(dāng)今私家車開(kāi)始普遍進(jìn)入人們的生活，解決車輛自燃問(wèn)題的滅火裝置也更受關(guān)注。

根據(jù)市場(chǎng)調(diào)研，車載自動(dòng)滅火裝置主要包括兩部分：自動(dòng)噴射系統(tǒng)和滅火劑。自動(dòng)噴射系統(tǒng)的主要部件是自動(dòng)爆破裝置。目前自動(dòng)滅火裝置及系統(tǒng)廣泛應(yīng)用在煙草儲(chǔ)存加工房倉(cāng)、實(shí)驗(yàn)室設(shè)備、易燃易爆等場(chǎng)所，所以本文根據(jù)這些現(xiàn)有的自動(dòng)滅火裝置的系統(tǒng)，對(duì)車載滅火裝置進(jìn)行進(jìn)一步的研究。

2設(shè)計(jì)思路

目前車用滅火設(shè)備大多是需手動(dòng)啟動(dòng)的干粉滅火器，啟動(dòng)后進(jìn)行噴射，噴射過(guò)程中，可能會(huì)由于開(kāi)啟發(fā)動(dòng)機(jī)蓋而增加氧氣量，從而加大自燃的程度，甚至造成二次復(fù)燃現(xiàn)象。而本設(shè)計(jì)中的自動(dòng)滅火裝置通過(guò)感煙探測(cè)器對(duì)煙霧濃度的探測(cè)從而通過(guò)單片機(jī)的信號(hào)傳輸發(fā)出聲光報(bào)警，同時(shí)在第一時(shí)間啟動(dòng)氣溶膠滅火裝置，對(duì)即將發(fā)生火焰的部位噴射滅火粒子，從而起到抑制自燃的發(fā)生的效果。在覺(jué)察到發(fā)動(dòng)機(jī)艙自燃的時(shí)刻，駕駛員到達(dá)后備箱去除滅火器進(jìn)行噴射時(shí)，它就已經(jīng)開(kāi)始自行啟動(dòng)進(jìn)行滅火了。最重要的便是它能夠快速放射滅火粒子，能夠在自燃加劇發(fā)生之前熄滅或抑止火勢(shì)。如圖1所示。

2.1具體研究?jī)?nèi)容

2.1.1汽車自燃的規(guī)律及影響因素的探究

汽車自燃是受限空間內(nèi)的特殊火災(zāi)現(xiàn)象主要研究火源的位置，起火的原因和自燃火災(zāi)蔓延的條件，采用真實(shí)數(shù)據(jù)記錄和專業(yè)知識(shí)相結(jié)合，旨在揭示汽車自燃的原因和位置，從中找出控制因素。

2.1.2滅火裝置的材料分析

需要采用具有降溫和滅火效果的氣溶膠滅火器和探測(cè)器相結(jié)合。

2.1.3汽車自燃滅火系統(tǒng)的研究

選用氣溶膠滅火劑，利用感煙探測(cè)器和感溫探測(cè)器的感應(yīng)原理，對(duì)傳統(tǒng)的手動(dòng)滅火器進(jìn)行改造，制造出理想的發(fā)動(dòng)機(jī)艙自動(dòng)滅火裝置，滅火裝置設(shè)計(jì)流程如圖2所示。

2.2解決的策略和方法

目前面臨的主要問(wèn)題是火災(zāi)發(fā)生時(shí)火勢(shì)在遮擋物條件下的早期傳播和撲救時(shí)通風(fēng)導(dǎo)致的火勢(shì)蔓延，解決的具體方法是車艙內(nèi)安裝可在第一時(shí)間檢測(cè)出煙、火的探測(cè)裝置直接在不打開(kāi)車艙的條件下噴射滅火粒子。滅火劑的選擇首先要在滅火能力足夠強(qiáng)的情況下，對(duì)汽車的電路等不會(huì)造成損害，同時(shí)對(duì)人體也應(yīng)該沒(méi)有傷害。根據(jù)現(xiàn)在市場(chǎng)上的滅火器的具體優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比選用氣溶膠滅火器作為本裝置的滅火器部分。

需要強(qiáng)調(diào)的是本裝置的氣溶膠滅火器的啟動(dòng)是自動(dòng)的，所以可以把它直接安裝在易著火的部位，并連接到汽車的主電路上。把它安裝在引擎室里，該滅火器被啟用的條件是發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)出現(xiàn)大量的煙霧。

3硬件設(shè)計(jì)

3.1探測(cè)器的選擇

采用感煙探測(cè)器。在自燃的初始階段會(huì)有大量的煙霧，當(dāng)感煙探測(cè)器探測(cè)到超出限定的煙霧的濃度值時(shí)，會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)滅火裝置，并立即對(duì)駕駛員發(fā)出警報(bào)。探測(cè)器選用MQ-2，電阻特性是在無(wú)煙霧，高阻值（約20K）的情況下，當(dāng)傳感器檢測(cè)到大量煙霧時(shí)，MQ-2的阻值快速降低，從而導(dǎo)致A、B兩端電壓變小。這種類型的傳感器不僅具有普通半導(dǎo)體煙霧傳感器的高靈敏度、快速反應(yīng)等長(zhǎng)處，并且抗干擾能力強(qiáng)、壽命長(zhǎng)，能夠長(zhǎng)期使用，不會(huì)出現(xiàn)短期就需要更換的情況。

3.2單片機(jī)芯片的選擇

本裝置采用AT89C51芯片。AT89C51價(jià)格便宜、容易購(gòu)買，操作簡(jiǎn)單，速度快。使用時(shí)，程序可直接下載到AT89C51中（使用STC-ISP V39進(jìn)行下載），然后MCU對(duì)指令進(jìn)行執(zhí)行，簡(jiǎn)單易操作。如圖3所示。

3.3顯示模塊選擇

選用LCD1602液晶顯示。LCD1602顯示屏具有顯示質(zhì)量高、數(shù)字式接口、體積小、重量輕、功耗低等優(yōu)點(diǎn)。

3.4滅火器的選擇

氣溶膠滅火器是一種新型的滅火器，該滅火器相比其他的滅火器而言，滅火效率更高，而且對(duì)機(jī)器甚至人體都無(wú)傷害，同時(shí)對(duì)環(huán)境也不會(huì)產(chǎn)生任何污染。這種新型的氣溶膠滅火裝置使用時(shí)同樣的滅火效果用量較少，滅火效率高，對(duì)汽車的電路等也不會(huì)造成任何的損傷。同時(shí)氣溶膠滅火裝置的存放條件僅僅常壓固體存放就可以，所以在質(zhì)量和占地面積方面都比較人性化，其中更加不言而喻的是挪動(dòng)也很方便。和普通的滅火器相比，便攜式氣溶膠滅火器產(chǎn)品不需要進(jìn)行壓力存儲(chǔ)，于是免卻了維護(hù)成本，同時(shí)也不存在相應(yīng)的安全隱患。氣溶膠滅火器在工作時(shí)氣體的溫度會(huì)大大降低，同時(shí)滅火粒子會(huì)隨著低氣溫的氣體一同噴出，從而起到高效的滅火作用。

4系統(tǒng)工作流程圖展示

根據(jù)以上總結(jié)，采用氣溶膠滅火器和感煙探測(cè)器的結(jié)合，做出該系統(tǒng)的具體工作流程圖，如圖4所示。

5項(xiàng)目創(chuàng)新點(diǎn)

5.1 1+1>2

氣溶膠滅火器和煙霧探測(cè)器原本是普通的，但相結(jié)合就能達(dá)到1+1大于2的效果。本裝置結(jié)合氣溶膠滅火器和煙霧探測(cè)器的優(yōu)點(diǎn)，把該系統(tǒng)放于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)前艙，可以有效地起到汽車自燃初期的探測(cè)和滅火，可以大大減少汽車自燃帶來(lái)的危害。

5.2由單一噴口到多噴口

目前市場(chǎng)上大量存在的固定式自動(dòng)滅火裝置，主要由一個(gè)噴口組成，并且該種滅火劑的噴射距離較短，可作用的范圍較小并且作用的時(shí)間較短，容易形成二次火災(zāi)。這種多噴口自動(dòng)滅火裝置，噴射范圍大，滅火范圍廣，可以有效全面抑制著火和火焰的二次復(fù)燃。

6市場(chǎng)分析

（1）隨著人們對(duì)汽車的需求量的增大，汽車自燃事件的發(fā)生頻率也顯著提高，夏天溫度高，汽車自燃現(xiàn)象的發(fā)生更是頻繁，防止汽車自燃十分必要，此裝置市場(chǎng)需求量大，發(fā)展前景非常樂(lè)觀。

（2）現(xiàn)在人們的安全意識(shí)逐漸增高，對(duì)各方面的安全需求越來(lái)越大，因此行車安全也會(huì)備受關(guān)注，汽車自燃也是其中非常重要的一部分，因此市場(chǎng)的需求量會(huì)越來(lái)越大。

（3）裝載此裝置的汽車目前沒(méi)有進(jìn)入市場(chǎng)，研究處于空白階段，發(fā)展空間大，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)壓力大，發(fā)展前景也是一片光明。

（4）本產(chǎn)品價(jià)格適宜，消費(fèi)者容易接受。裝置的成本比較低，利潤(rùn)可觀。

7結(jié)語(yǔ)

本文通過(guò)對(duì)之前發(fā)生的汽車自燃和現(xiàn)有的自動(dòng)滅火裝置的研究和分析，利用氣溶膠滅火器和探測(cè)器的結(jié)合，對(duì)汽車自燃的事件進(jìn)行預(yù)防和控制。汽車自燃危害大，防范難，在汽車內(nèi)增加此自動(dòng)滅火裝置，能夠?yàn)槠嚮馂?zāi)預(yù)防提供更好的服務(wù)。此裝置結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單便于實(shí)現(xiàn)，生產(chǎn)成本較低有利于推廣應(yīng)用，有很大的發(fā)展前景。

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