关于汽车火灾事故原因及预防技术的调研报告.doc

黑龙江工程学院本科生毕业论文
关于汽车火灾事故原因及预防技术的调研报告

调研人：刁兴龙 指导教师：金正兴

前言：
随着当前经济建设的飞速发展，汽车逐渐成为使用最为广泛最为便捷的交通工具。汽车数量的迅速增多，在给建筑，交通运输带来活力，给消费者带来方便的同时，也带来很多不安全方面的因素。据有关部门统计，自2005年以来 ，全国汽车火灾造成700多人死亡，1000多人受伤，直接财产损失数亿元。而且汽车火灾逐年上升，每年平均以28％的速度增长，给国家和人民生命财产造成严重损失。研究其火灾原因，做到防患于未然，是非常有必要的。
调研目的：
通过调研了解汽车火灾分类，汽车火灾的主要发生原因以及了解现在的汽车火灾预防技术。找到提高汽车火灾安全性的预防措施。
主题：
对关于汽车火灾事故原因及预防技术的调研与研究
调研的主要内容：
汽车火灾现状
根据美国国家消防局2009年10月发布的《美国的火灾(2003—2007年)》，2007年美国共发生25.8万起车辆火灾，其中70％以上是乘用车，几乎涉及到轿车、卡车、房车等所有车型，占全部火灾的17％，大约每6起火灾中就有一起车辆火灾；这些火灾共造成了385人死亡，l675人受伤，直接财产损失达到14亿美元，分别占全部火灾的11，9，10％。车辆火灾造成的人员死亡已超过公寓火灾，是非居住建筑类火灾死亡人数的7倍!
据NFPA统计数据，2002～2005年．美国道路车辆火灾占全国火灾的18％，死亡人数占13％，受伤人数占8％，直接经济损失占10％；而在道路车辆火灾中，客车发生的火灾居多，占交通工具火灾的86％，死亡人数达78％，受伤人数占78％，直接经济损失占59％。

汽车火灾类型
根据网上调查整理：汽车火灾原因主要分为人为原因，汽车质量原因，汽车事故原因。

图1 美国道路车辆火灾及死亡原因(2002～2005年)

由上图可以知道汽车交通事故发生的火灾比例仅次于机械故障和失灵排名第二，而火灾照成的人员伤亡却最严重。

表1 美国加州近年来汽车火灾类型
年份
汽车火灾数（起）
燃油系统引起的火灾（起）
电气系统引起的火灾（起）
排气系统引起的火灾（起）
违章操作引起的火灾（起）
易燃易爆品引起的火灾（起）
2005
21
10
5
2
1
3
2006
54
28
10
6
4
6
2007
63
31
11
5
7
9
2008
92
48
18
10
8
8
2009
89
44
19
9
8
9

汽车火灾预防技术
主要包括阻燃内饰，塑料燃油箱，自动灭火装置，汽车紧急门锁释放机构，汽车事故后自动报警系统和汽车驾驶记录系统。
塑料燃油箱与钢制燃油箱的燃烧对比

钢制油箱受火时油箱本身是不燃的，但在受热条件下，由于受热膨胀油箱内压力增大，油箱盖一般都有泄压设计，泄压时油料大量喷出并迅速燃烧，导致HRR值迅速增加，而油料燃烧速率极快，很快燃烧完后HRR值就迅速下降；而塑料油箱受高温即融化，油料从破损处流出并加入燃烧，由于不是突然大量加入燃烧，也就不会形成热释放速率突然快速增大并减小的现象，而是维持一个较长时间的燃烧过程
HRR:每单位燃烧表面单位时间内释放的热量

图4.1 金属燃油箱燃烧时间与塑料燃油箱燃烧到达HRR峰值所用时间对比
可以看出塑料燃油箱有比金属燃油箱更优秀的阻燃性
塑料燃油箱对比金属燃油箱的优势
1、形状设计自由度大、空间利用率高。
2、轻量化：塑料的相对密度仅为金属的1／8～1／7，与相同容积的金属燃油箱相比。塑料油箱的质量可减轻30％～50％，从而减轻了汽车的整体质量、降低了燃油消耗。
3、耐腐蚀：塑料燃油箱能抵御水、脏物及其他介质的侵蚀，并不用维修。
4、耐冲击强度好：塑料燃油箱在零下四十到零上六十摄氏度仍具有良好的抗冲击性能及其他机械性能。常温下即使从8 m甚至1 0 m的高处坠落到水泥地面上也不易损坏，抗冲击性能是金属燃油箱的2—4倍。
5、燃烧时不引起爆炸：塑料燃油箱采用聚乙烯等热塑性塑料制造，热导率仅为金属的1％，又富有弹性，耐石子的撞击且具有较高的刚性。即使汽车着火了，也不会因塑料燃油箱受热膨胀而发生爆炸，安全性较好。
6、燃油渗漏量小：按ECE法规34号燃油箱标准要求进行试验，在四十摄氏度的环境中放置56天．塑料油箱最大平均燃油渗漏损失量为每天20克。由于渗漏量小，排放到大气中的燃油蒸发污染物少，有利于减少环境污染。
7、耐久性能优异：塑料材料长期稳定性能良好，塑料燃油箱的使用寿命可长达10年之久。
8、生产效率高、经济效益好：与金属燃油箱相比，塑料燃油箱生产工艺简便、生产效率高、成本低(可降低30％)、周期短、见效快．大规模生产时具有显著的经济效益且产品的附加值高。塑料燃油箱及其附件可采用一次一体成型，实现附件一体化。
通过以上比较可以看出，塑料燃油箱有着许多独特的优势，因此在燃油箱生产和应用领域占有了越来越多的份额。但在载货车，尤其是中重型载货车上的应用还有一定的局限，这是因为重型载货车燃油箱体积庞大，塑料产品模具费用相当高，而载货车产量相对较少，模具费用难以回收，导致单件产品价格昂贵，优势减弱。
塑料燃油箱的阻燃填充剂
网状聚氨酯泡沫材料具有97％以上的孔隙、优良的机械性能和极强的抑制爆炸连锁反应扩大和缓和燃油冲击晃动等特性。所以一般采用此材料作为塑料燃油箱的阻燃填充物。
网状聚氨酯泡沫材料不同于普通的开口泡沫材料，它采用特殊的热加工工艺对普通的开孔泡沫材料进行网化。网化后的材料去除了泡沫的筋膜，仅剩下开口的“骨架”结构，其微观结构为五边形十二面体，面与面的交线称为经络，经络为多面体所共有，见图4.2。该类材料具有较高的抗拉和撕裂强度，较好的柔性和可塑性，具有97％以上的孔隙，较大的比表面积，流体通过阻力小等特点，尤其是具有较强的抑制爆炸连锁反应扩大的能力。
网状聚氨酯泡沫材料的最大优点是重量轻，空隙率高，可以切割成任意形状，安装使用方便，无需维护，具有极强的抑制爆炸连锁反应扩大能力和缓冲燃油冲击晃动等作用。网状聚氨酯泡沫填充材料的使用极大地提高了塑料燃油箱的安全性能，减少了火灾事故的发生。
多层共挤式塑料燃油箱与普通燃油箱的对比
表2根据火灾总释热量将新出品的小汽车分成5类。图2是美国加州旧金山汽车火灾对应品牌受伤人数统计。可以看出，试验采用的小汽车大部分属于类别1和类别2。事实上，日常生活中这两类汽车也是最普遍的。而类型3、类型4和类型5为塑料燃油箱，且类型5为多层共挤式塑料燃油箱。可以看出塑料燃油箱汽车的的阻燃性能对比普通燃油箱汽车的有较好的汽车火灾事故后安全性，而多层共挤式塑料燃油箱效果更加明显。

表2 根据火灾总释热量新近出品小汽车品牌类别
小汽车品牌
类别1
类别2
类别3
类别4
类别5
Peuheot
106
306
406
605
806
Renault
Twingo-Clio
Megane
Laguna
Safane
Espace
Citroen
Saxo
ZX
Xantia
XM
Evasion
Ford
Fiesta
Escort
Mondeo
Scorpio
Galaxy
Fiat
Punto
Bravo
Tempra
Croma
Ulysse
Opel
Corsa
Astra
Vectra
Omega
Frontera

图2美国加州旧金山汽车火灾对应汽车类型受伤人数统计

图3采用不同材质塑料燃油箱的燃烧对比

图3为多层共挤塑料燃油箱与普通材质塑料燃油箱燃烧对比，由此可见采用多层共挤塑料燃油箱进行的实验，点火后发展到HRR峰值所用的时间比采用普通塑料燃油箱进行的时间要长，即火灾发展速率要快。由此可见，采用多层共挤塑料燃油箱更能加强汽车的防火性。

调研结论与建议：
由于汽车火灾原因中的质量原因和人为原因都具有可控制性，而又因为汽车交通事故引发的汽车火灾拥有更大的危害性且不可控制。所以论文将以汽车的火灾事故后安全性作为主要研究对象。得知汽车燃油箱火灾在火灾中的发生率最高危害最大，本文将以塑料燃油箱在汽车火灾中的阻燃技术作为重点，讨论塑料燃油箱尤其是塑料燃油箱中的多层共挤式塑料燃油箱在汽车火灾预防技术中的应用。

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