汽车发动机自动灭火系统可行性研究

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　　摘 要：汽车作为一种现代化的交通运输工具，给人们的生活和工作带来便利。但是，随着车辆使用年限不断增加的情况下，车辆暴露出的问题也越来越多，由于发动机舱电器线路老化、漏油以及自身设计等问题，在机舱温度过高的情况下，特别是夏天极易引发车辆火灾，甚至车毁人亡。因此预防汽车自燃及汽车燃烧初期探测到汽车火灾并及时扑灭显得尤为重要。因发动机舱相对封闭，灭火剂难于达到机舱内，火灾难于扑救。因此本文设计出合理的自动灭火系统，使其完成火灾预报功能和基础灭火功能。最大程度上降低自燃问题带来的影响。
　　关键词：自动灭火;汽車安全;自动控制;火灾探测
　　1 自动灭火系统国内外研究现状
　　1.1 国外发展现状
　　 英国最早开始研制出火灾探测器，通过采集温度信号来判断火灾的发生情况，再转化为电信号达到报警的目的。科技发展之下基于各种火灾识别模式的火灾探测器相继问世，如感温火灾探测器、感烟火灾探测器、感光式火灾探测器、气体探测器以及复合式的火灾探测器。伴随汽车保有量急剧增加，汽车失火问题成为人们关注重点。欧洲各国研制出MFS氮气火焰探测和AFEDSS自动灭火易爆系统。瑞典更研发出了一种应用于公交及其它车辆发动机舱的容器式高压细水雾灭火系统，但该系统需要由驾驶员手动开启才能实现迅速有效地扑灭火灾。
　　1.2 国内研究现状
　　 我国科研技术人员在汽车火灾探测和灭火系统的设计等方面也做出了大量的研究。使用二氧化碳对发动机机舱进行了灭火实验。之后又提出了热气溶胶灭火装置在汽车发动机机舱内的应用。近年来更研制火探管灭火装置，利用火探瓶中的灭火剂喷射到火灾发生部位达到灭火效果。
　　 虽然当前灭火装置很多，但是由于汽车发动机舱空间的局限性，目前绝大部分车载灭火还是以灭火喷瓶形式存在的人为灭火。所以，就目前市场来说，还没有一款适用于汽车发动机舱智能灭火系统的装置。针对汽车发动机舱自燃问题，设计汽车温度及火焰复合火灾预警及智能灭火系统。
　　2 自动灭火系统介绍
　　2.1 系统设置背景
　　 本文通过研究将火灾报警与温度和火焰传感器以及智能灭火装置等相结合以实现火灾预警及智能灭火的作用，以便更好的保障人身及财产安全，为未来汽车制造产业指引了方向。因为66%的汽车火灾的起火部位是发动机舱[1]。汽车发动机舱起火后，打开引擎盖，空气与燃料进一步混合，易造成火灾的快速发展，并蔓延至车厢，难以扑灭。而不打开引擎盖，则又无法用车载灭火器将灭火剂喷射到着火点，不能有效灭火，从而导致汽车发动机初起火灾得不到有效扑救。因此本项目对发动机灭火进行了深入的研究，能够在发动机起火的初期进行有效的灭火，阻止火灾的发展。
　　2.2 系统原理
　　 本系统是基于交通安全理论设计一套基于单片机系统控制的火灾智能监测系统，用以实时的监测发动机舱内的工作环境。当发动机舱因为电路老化[2]或者本身设计等问题，出现自燃现象时，该系统能够通过判断并及时启动灭火喷淋系统，使火灾在初期被扑灭，将损失降到最少。从而最大程度上降低自燃事故的发生率或二次伤害。利用智能交通控制系统提高行车安全的目的。
　　2.3 系统构造
　　 汽车发动机机舱智能灭火系统的目的是检测并及时扑灭火灾。在火灾前期及时发现并发出报警信号提醒人们撤离，并在5秒后用电机驱动水泵喷射水基灭火器灭火，保障人身及汽车的安全。系统的总体框架主要由以下几个部分组成：温度检测及显示电路、火焰检测电路、电源供电电路、报警与预警电路、人工控制模块、电机驱动灭火模块[3]。
　　 整个系统的工作过程是：车载蓄电池为整个系统供电，当车辆系统开始上电时本系统也开始上电，单片机控制LCD显示整个系统工作状态，同时单片系统开始读取温度传感器、火焰探传感器数据，并实时显示汽车发动机舱内温度与火源情况。汽车在运行过程中，当温度传感器模块检测到机舱内温度超过预设值时，发出声光警报，提醒驾驶人员机舱温度过高，有发生火灾的可能性，应熄火停车检查;如果是虚警，可人工控制解除警报。如果火焰探测模块探测到发动机舱内有火焰，且火焰信号持续5秒以上，系统将视为有火灾，发出声光警告;如果为虚警，可人工控制解除警报;若10秒后火焰信号持续而且没有人工解除警报，灭火喷淋装置将启动对发动机舱进行灭火。
　　3 自动灭火系统可行性分析
　　3.1 复合型探测系统
　　 首次有针对性的考虑到机舱内部发生火灾而设计的汽车发动机舱智能灭火系统。在火灾预警方面，采用了温度与红外双传感器复合探测，在复杂的行驶环境中，例如夏天高温、扬尘较多的路面、环境光较强的白天等容易误判火灾的行驶环境，依旧能够准确的判断是否发生火灾和及时发出预警。
　　3.2 一体化装置
　　 汽车发动机舱智能灭火系统采用一体化喷淋灭火装置，使得智能灭火系统的结构紧凑，易于安放在空间狭小的汽车发动机舱内部。对于各种类型的车辆空间都有较强的适用性。
　　3.3 新型灭火材料
　　 主要灭火材料选用了新型的水基灭火剂。考虑到在灭火过程中降低对车内电子器件的二次损伤以及贯彻人与自然相和谐的绿色理念，故选用新一代环保理想型水基灭火剂作为主要的灭火材料。
　　3.4 互联网远程控制
　　 本系统未来可通过SIM卡模块实现远程控制功能，结合现有车辆远程控制基础功能实现车辆停驶时的远程报警功能。能最大程度上降低车辆夏日使用时的安全隐患，具有一定推广意义。
　　4 结束语
　　 汽车工业的蓬勃发展带来的不仅是生活的便利，但也带来了隐患。进入到新能源车与智能车时代后，汽车安全引起了广泛的重视。汽车自燃从本质上在各种类型的车辆上均有可能发生。对于使用年限较久的车辆尤为需要引起重视。安装本文这样的自动灭火系统对汽车运行中的自燃事故能起到及时灭火的功能。若火灾较大，也能通过及时的报警保障车内驾乘人员的安全。亦能与互联网进行联通，实现报警功能。为车辆的安全行驶保驾护航。未来该系统的发展方向应重点放在新能源车上进行。通过寻找更适合的火灾探测布置点和使用更为稳定的灭火剂，保障其系统真实有效的运行。
　　参考文献：
　　[1]李立军.小议汽车火灾的主要原因及预防措施[J].科技创新导报，2011（36）：231.
　　[2]高原.浅谈汽车火灾的防范措施及处理对策[J].中国新技术新产品，2012（12）：247.
　　[3]郝登峰，刘祖福.汽车火灾的引发原因及防控对策研究[J].武警学院学报，2015，31（04）：56-60.
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