汽車發動機自動滅火系統可行性研究
來源:用戶上傳
作者:
摘 要：汽車作為一種現代化的交通運輸工具，給人們的生活和工作帶來便利。但是，隨著車輛使用年限不斷增加的情況下，車輛暴露出的問題也越來越多，由于發動機艙電器線路老化、漏油以及自身設計等問題，在機艙溫度過高的情況下，特別是夏天極易引發車輛火災，甚至車毀人亡。因此預防汽車自燃及汽車燃燒初期探測到汽車火災并及時撲滅顯得尤為重要。因發動機艙相對封閉，滅火劑難于達到機艙內，火災難于撲救。因此本文設計出合理的自動滅火系統，使其完成火災預報功能和基礎滅火功能。最大程度上降低自燃問題帶來的影響。
關鍵詞：自動滅火;汽車安全;自動控制;火災探測
1 自動滅火系統國內外研究現狀
1.1 國外發展現狀
英國最早開始研制出火災探測器，通過采集溫度信號來判斷火災的發生情況，再轉化為電信號達到報警的目的?？萍及l展之下基于各種火災識別模式的火災探測器相繼問世，如感溫火災探測器、感煙火災探測器、感光式火災探測器、氣體探測器以及復合式的火災探測器。伴隨汽車保有量急劇增加，汽車失火問題成為人們關注重點。歐洲各國研制出MFS氮氣火焰探測和AFEDSS自動滅火易爆系統。瑞典更研發出了一種應用于公交及其它車輛發動機艙的容器式高壓細水霧滅火系統，但該系統需要由駕駛員手動開啟才能實現迅速有效地撲滅火災。
1.2 國內研究現狀
我國科研技術人員在汽車火災探測和滅火系統的設計等方面也做出了大量的研究。使用二氧化碳對發動機機艙進行了滅火實驗。之后又提出了熱氣溶膠滅火裝置在汽車發動機機艙內的應用。近年來更研制火探管滅火裝置，利用火探瓶中的滅火劑噴射到火災發生部位達到滅火效果。
雖然當前滅火裝置很多，但是由于汽車發動機艙空間的局限性，目前絕大部分車載滅火還是以滅火噴瓶形式存在的人為滅火。所以，就目前市場來說，還沒有一款適用于汽車發動機艙智能滅火系統的裝置。針對汽車發動機艙自燃問題，設計汽車溫度及火焰復合火災預警及智能滅火系統。
2 自動滅火系統介紹
2.1 系統設置背景
本文通過研究將火災報警與溫度和火焰傳感器以及智能滅火裝置等相結合以實現火災預警及智能滅火的作用，以便更好的保障人身及財產安全，為未來汽車制造產業指引了方向。因為66%的汽車火災的起火部位是發動機艙[1]。汽車發動機艙起火后，打開引擎蓋，空氣與燃料進一步混合，易造成火災的快速發展，并蔓延至車廂，難以撲滅。而不打開引擎蓋，則又無法用車載滅火器將滅火劑噴射到著火點，不能有效滅火，從而導致汽車發動機初起火災得不到有效撲救。因此本項目對發動機滅火進行了深入的研究，能夠在發動機起火的初期進行有效的滅火，阻止火災的發展。
2.2 系統原理
本系統是基于交通安全理論設計一套基于單片機系統控制的火災智能監測系統，用以實時的監測發動機艙內的工作環境。當發動機艙因為電路老化[2]或者本身設計等問題，出現自燃現象時，該系統能夠通過判斷并及時啟動滅火噴淋系統，使火災在初期被撲滅，將損失降到最少。從而最大程度上降低自燃事故的發生率或二次傷害。利用智能交通控制系統提高行車安全的目的。
2.3 系統構造
汽車發動機機艙智能滅火系統的目的是檢測并及時撲滅火災。在火災前期及時發現并發出報警信號提醒人們撤離，并在5秒后用電機驅動水泵噴射水基滅火器滅火，保障人身及汽車的安全。系統的總體框架主要由以下幾個部分組成：溫度檢測及顯示電路、火焰檢測電路、電源供電電路、報警與預警電路、人工控制模塊、電機驅動滅火模塊[3]。
整個系統的工作過程是：車載蓄電池為整個系統供電，當車輛系統開始上電時本系統也開始上電，單片機控制LCD顯示整個系統工作狀態，同時單片系統開始讀取溫度傳感器、火焰探傳感器數據，并實時顯示汽車發動機艙內溫度與火源情況。汽車在運行過程中，當溫度傳感器模塊檢測到機艙內溫度超過預設值時，發出聲光警報，提醒駕駛人員機艙溫度過高，有發生火災的可能性，應熄火停車檢查;如果是虛警，可人工控制解除警報。如果火焰探測模塊探測到發動機艙內有火焰，且火焰信號持續5秒以上，系統將視為有火災，發出聲光警告;如果為虛警，可人工控制解除警報;若10秒后火焰信號持續而且沒有人工解除警報，滅火噴淋裝置將啟動對發動機艙進行滅火。
3 自動滅火系統可行性分析
3.1 復合型探測系統
首次有針對性的考慮到機艙內部發生火災而設計的汽車發動機艙智能滅火系統。在火災預警方面，采用了溫度與紅外雙傳感器復合探測，在復雜的行駛環境中，例如夏天高溫、揚塵較多的路面、環境光較強的白天等容易誤判火災的行駛環境，依舊能夠準確的判斷是否發生火災和及時發出預警。
3.2 一體化裝置
汽車發動機艙智能滅火系統采用一體化噴淋滅火裝置，使得智能滅火系統的結構緊湊，易于安放在空間狹小的汽車發動機艙內部。對于各種類型的車輛空間都有較強的適用性。
3.3 新型滅火材料
主要滅火材料選用了新型的水基滅火劑?？紤]到在滅火過程中降低對車內電子器件的二次損傷以及貫徹人與自然相和諧的綠色理念，故選用新一代環保理想型水基滅火劑作為主要的滅火材料。
3.4 互聯網遠程控制
本系統未來可通過SIM卡模塊實現遠程控制功能，結合現有車輛遠程控制基礎功能實現車輛停駛時的遠程報警功能。能最大程度上降低車輛夏日使用時的安全隱患，具有一定推廣意義。
4 結束語
汽車工業的蓬勃發展帶來的不僅是生活的便利，但也帶來了隱患。進入到新能源車與智能車時代后，汽車安全引起了廣泛的重視。汽車自燃從本質上在各種類型的車輛上均有可能發生。對于使用年限較久的車輛尤為需要引起重視。安裝本文這樣的自動滅火系統對汽車運行中的自燃事故能起到及時滅火的功能。若火災較大，也能通過及時的報警保障車內駕乘人員的安全。亦能與互聯網進行聯通，實現報警功能。為車輛的安全行駛保駕護航。未來該系統的發展方向應重點放在新能源車上進行。通過尋找更適合的火災探測布置點和使用更為穩定的滅火劑，保障其系統真實有效的運行。
參考文獻：
[1]李立軍.小議汽車火災的主要原因及預防措施[J].科技創新導報，2011（36）：231.
[2]高原.淺談汽車火災的防范措施及處理對策[J].中國新技術新產品，2012（12）：247.
[3]郝登峰，劉祖福.汽車火災的引發原因及防控對策研究[J].武警學院學報，2015，31（04）：56-60.
轉載注明來源:http://www.hailuomaifang.com/1/view-14888625.htm
