（光学工程专业论文）车辆火灾原因鉴定技术的研究.pdf

摘要 当前各种汽车已经成为家庭生活以及商务活动的重要工具，由各种原因造成 的车辆火灾数量越来越多，造成车辆本身和财产损失、人员伤亡。现阶段，车辆 火灾调查工作通常以肉眼和经验判断为基础，调查结论受主观因素和其他干扰的 影响较大。本文结合个人工作实际，深入研究车辆火灾原因调查过程现场查勘、 提取物证、物证分析以及推理论证一系列车辆火灾鉴定工作方法和程序。 研究过程中从当前车辆火灾常见形势和车辆火灾的调查现状入手，分析和总 结车辆火灾常见现象、原因以及常规的调查取证方法，使常常规车辆火灾调查规 范化、程序化、系统化。与此同时，针对常规调查方法存在技术手段单一、理念 落后的缺陷，在深入研究应用于建筑物火灾分析当中，近期发展较为成熟的的金 相分析、图谱分析等物证分析技术，并在利用实验室现有的条件进行实验验证， 使之契合汽车火灾实际，并可以更好的应用到汽车的火灾鉴定分析之中。 针对汽车导线熔痕金相分析的需求和常规金相分析技术的不足，分析研究采 用数图像字处理技术和聚类分析等相关研究方法，改进金相分析方法，用数字形 态学手段，剔除金相图中的干扰信息，得出所有晶格的清晰的轮廓图，提高金相 分析的准确程度。对于燃料泄漏和助燃剂引发的车辆火灾，引入建筑物火灾鉴定 中应用成熟气相色谱质谱技术，验证分析汽车火场中汽油、柴油等易燃物的色 谱质谱特征谱峰，通过实验手段建立汽、柴油易燃物的标准图谱，以及各种燃 烧状况下烟尘的标准图谱，为火灾现场提取的易燃物烟尘和残余物的鉴定设定参 照基础，进而确定火场是否存在易燃物，以及助燃剂的类别。 在具体应用过程中对能够在火灾现场准确提取金属导线熔痕和助燃剂燃烧 残留物及其烟尘能够很好的对火灾燃烧过程进行再现和分析，而对燃烧现场破坏 严重、痕迹特征匮乏，干扰因素多的车辆火灾现场则分析能力不足。 实际火灾原因鉴定分析过程力求使传统的经验性查勘调查与物证分析技术 相结合，进一步提高火灾认定的公正性和准确性，改变了以往对车辆火灾鉴定的 手段单一的局限性。 关键词汽车火灾；金相分析；火灾图谱；物征鉴定 a b s t r a c t w i t ht h ed e v e l o p m e n to fs c i e n c ea n dt e c h n o l o g y , a nh a sb e c a m et h ei m p o r t a n t a p p l i a n c ef o rt h ef a m i l ya n db u s i n e s s b e c a u s et h ea u t o m o b i l eq u a l i t yu n s u i t a b l e s e r v i c eo rm a n 。m a d es e tf i r eh a v ea r o u s e dm o r ea n dm o r ev e h i c l e b u r n i n g ，i tn o to n l y m a k et h ev e h i c l el a yw a s t eb u ta l s ob r i n gs o m ee c o n o m i e sa n dr e s l o s i n g 。h o w e v e r , a t p r e s e n t ，t h er e s e a r c ho ft h ef i r er e s i d u et r a c ea n dc o n s e q u e n c ei s c o m m o n l yb a s e do n t h en a k e de y ea n de x p e r i e n c e i tl e a d ss o m ev e h i c l ef i r e i n q u i r y s a f f e c t e d b y m a n p o w e ra n de l s ei n f l u e n c e w ec o m b i n ei n d i v i d u a lj o bf a c t i tc o u l dn o tb e r e c o g n i z e da c c u r a t e l yb yt e c h n i c a le x p e r t i s e f o rt h i s ，t h i st o p i ci s d e v e l o p e df o rt h ev e h i c l ef i r ed i s a s t e rt r a c ec h a r a c t e ra n d a p p r a i s e rt oj u d g ea c c o r d i n g b e c a u s eo fs h o r t f a l ln e c e s s i t yo fr e s u l tb u ti n c a p a b i l i t y l i g h taf i r er e a s o n f o rt h i s ，a i mt oe n r i c ht h ev e h i c l ef i r ed i s a s t e ra p p r a i s e rt e c h n i q u e ， a n dr a i s et h ev e h i c l ed i s a s t e rt e c h n i c a le x p e r t i s ea n dt h er e a s o nf o rf i r ea c c u r a c y t h es t u d yp r o c e s sa m i dc o m m e n c ef r o mt h ei n v e s t i g a t i o nf o rc u r r e n tv e h i c l ef i r e d i s a s t e r ，a n a l y z ea n ds u m u pt h ef i r ed i s a s t e rf a m i l i a rp h e n o m e m o n ，r e a s o na n d r o u t i n et oo b t a i ne v i d e n c em e t h o df o rv e h i c l ef i r e i t 、sm a k et h ei n q u i s i t i o nf o r g e n e r a lv e h i c l ed i s a s t e rn o r m a l i z a t i o n ，r o u t i n i z e ，s y s t e m a t i z e m e a n w h i l e ，b ed e a d a g a i n s ts i n g l e n e s sf o rt h er o u t i n ei n v e s t i g a t i o nm e t h o d ，w ea p p l i e dt ot h em a t u r e a n a l y s i sf o rt h em e t a lf r a m e w o r ka n di t h ed i a g r a ma n a l y z ee t cf o rb u i l d i n gf i r e d i s a s t e ra n a l y t i c a l a n dw eu t i l i z et h el a b o r a t o r ye q u i p m e n tt o e x p e r i m e n ta n d v a l i d a t e ，m a k ei ta g r e ew i t ha u t o c a rf i r et h ed i s a s t e r , a n dc a l lb eb e t t e rt oa p p l yt ot h e f i r ed i s a s t e ro fa u t o c a ra p p r a i s e ra n a l y s i s c o n c r e t eb u tt a l k ，t h i st e x tc o m b i n ev e h i c l es t r u c t u r ea n du s ek n o w l e d g e ，v a r i o u s a p p e a r a n c ec h a r a c t e r sa i m i n ga tv e h i c l ef i r ed i s a s t e rp r o g r e s st h o r o u g ha n a l y s i sa n d s e a r c hs u m m a r y i tu s e dt o b u i l dt h ea n a l y t i c a lv e h i c l ef i r ed i s a s t e rt r a c ec h a r a c t e ra n d t h ea p p r a i s e rj u d g ea c c o r d i n g i no r d e rt oi m p r o v e ss a f e t ya n de x t e n ds a f ee g r e s s t i m e ，w a t e rs p r i n g k e l e sa r es e ti nt h es e c o n dn u m e r i c a lc a s ea n di tb es e e nf r o mt h e r e s u l t sw i t ht h ee f f e c to ft h ew a t e rs p r i n k l e s ，t e m p e r a t u r e so fk e ys p o t sa r em u c hm o r e l o w e ra n ds ot h es m o k ed e n s i t y , p e o p l eh a v et i m et oe g r e s s i t su s em a n u a le x p e r i e n c e ，m e t a lf o r ma n a l y s i s ，d i a g r a mm e a s u r et o c a r r yo n s u m m a r yt o t h ec o n c r e t ev e h i c l ef i r ed i s a s t e r c h a r a c t e r , b ys t u d y t h ev e h i c l e e l e c t r i c i t yf i r es o u r c e ，t h ef u e ls y s t e mf i r es o u r c e ，f o r e i g nm a t e r i a lf o rt h ef i r e ，a n d a r t i f i c i a la r s o ne t c v a r i o u sf i r ef i e l d p h e n o m e n a a n dr e s i d u e c h a r a c t e r w i t n e s s t e m p e r a t u r e a n ds m o k ed e n s i t yo fk e ys p o to ft h eh e r i t a g eb u i l d i n ga r e g i v e n k e yw o r d ： v e h i c l ef i r ed i s a s t e r s ；m e t a lf o r ma n a l y s i s ；d i a g r a m m e a s u r e ；m a t e r i a le v i d e n c ea u t h e n t i c a t i o n 青岛理工大学工学硕士学位论文 1 1 车辆火灾原因鉴定的目的 第1 章绪论 随着国民经济的快速增长，综合国力不断增强，国民收入与生活水平的不断 提高，汽车作为现代化的主要运输交通工具，每年以成倍数递增，1 9 9 9 年起中国 汽车工业进入高速增长期，2 0 0 5 年我国汽车产销量全球第三，已近4 0 0 万辆此后 每年约以1 0 0 万辆的速度递增，2 0 0 9 年超过日本，2 0 1 0 年超过美国成为汽车产消 费第一大国。根据中国汽车工业协会的统计，2 0 0 9 年当年的汽车产销量就双双超 过1 3 0 0 万辆，同比增长超过4 6 ；2 0 1 0 年又双超1 8 0 0 万辆，同比增长超过3 2 。 2 0 1 0 年，全球汽车保有量将达到十亿辆，中国将突破七千万辆。预计到2 0 2 0 年中 国汽车保有量将超过2 亿辆。车辆保险业、车辆维修服务、汽车装饰美容、汽车 配件专卖业等，如雨后春笋成为于大众日常生活密切相关的行业。由此带来的以 汽车为中心工作的相关问题也逐渐地明朗化。据统计，2 0 0 9 年全国共发生汽车火 灾1 。4 万余起，直接财产损失超过亿元，以笔者所在的山东省省会济南市为例， 汽车火灾已占到全年火灾起数的2 0 ，每年平均以3 0 速度增加。 汽车火从发生火灾的原因上看，车辆交通事故，车辆自燃起火，电器故障起 火，用火不慎及零部件之间的异常磨擦起火是引发车辆火灾主要原因。此外，车 辆使用不当，外界火源引燃或者是人为纵火引起的汽车火灾案件也呈一定的上升 趋势。 灾具有火势蔓延快、扑救难度大等特点，出现烧毁车辆，烧毁车上物品，波 及车辆周边财物甚至造成人身伤亡等事故，给国家和人民生命财产造成严重损失。 如何有效预防与控制汽车火灾，已成为消防部门、汽车相关产业、企业急需解决 的重大课题。 与此同时，涉及到的汽车自燃、汽车放火、维修责任，车辆本身质量问题， 诈骗保险金等纠纷案件也随之出现，由此引发的社会矛盾越来越突出，而多解决 诸矛盾的关键点是认定引起汽车火灾原因。车辆火灾的调查是非常困难的事。因 为车辆发生火灾之后，大部分的初始证据都在燃烧的过程当中发生变化或者消失， 所以变得进行火灾的认定较为困难。 另外，由于汽车火灾危害大，损失严重，分析和调查火灾的原因往往成为弥 青岛理工大学工学硕士学位论文 补经济损失的纠纷焦点。随着社会主义民主和法制的健全，公民法律意识的提高， 。 因火灾原因认定、鉴定引起的争议或诉讼案件时有发生，火灾原因鉴定工作的任 务越来越重。 1 2 我国车辆火灾原因鉴定的现状 目前，我国负责对汽车火灾原因进行鉴定的主要部门为消防机构、火灾研究 机构和汽车质量原因鉴定专业机构。绝大部分汽车火灾调查工作者长久以来一直 依据建筑物火灾调查方法对汽车进行火灾调查鉴定。但是，在实际工作中对汽车 起火点认定、火灾物证提取以及鉴定分析方面与建筑火灾存在一定的差异。因为 车辆技术状况复杂，车辆移动性强，使用条件特殊，以及燃烧后现场查勘难度大， 造成财产损失严重，涉及多部门多专业的的知识，给火灾原因调查带来一定的困 难，经常得出“原因不明”的火灾原因认定结论，致使种种矛盾不能及时解决。 主要问题为： ( 1 ) 车辆状况复杂，起火原因多 当前汽车结构复杂，随着汽车工艺的发展，汽车新结构，新工艺层出不穷。例 如说当前的柴油共轨技术、汽油发动机的气缸内燃油喷射技术、三元催化技术、以 及在重型汽车上广泛采用的排气缓速技术等等，都改变以往人们对汽车知识和技术 的理解。于此同时混合动力技术、太阳能技术、双燃料发动机、纯电动汽车、电动 空调、电控助力转向等一批新技术呈现电子化，电控化、集成化的技术特点。各种 电器元件、各种控系统、和控制线路在汽车的上比重在不断的增大，于此同时有此 类部件和系统引发的汽车故障以及火灾也成逐渐上升的趋势，更是占到汽车火灾原 因的3 0 。 火灾调查人员往往缺少汽车类相关专业，对汽车相关系统的工作原理和过程方 面了解较少，因而在查勘火场查找相应物证的过程中无法找到重点查勘部位，和对 火灾残留物分析和鉴定过程中缺少针对性。对于有电器部件引发的火灾分析，由于 缺少控制理论方面的知识，无法深入，往往鉴定结果模糊，生产厂家的技术人员缺 少认同。 ( 2 ) 直接证据提供难 由于车辆上易燃物品较多，燃烧迅速，且现场残留物复杂，多破坏严重。与此 同时，因缺少必要的汽车火灾鉴定技术和工具，火灾调查人员往往依靠第一目击 2 青岛理工大学工学硕士学位论文 者看到车辆火灾时候的状况，发生火灾前的车辆使用状况，以及车辆的维修保养 履历，或者从火灾的现场和车辆燃烧后的残痕，依靠过往的经验判断车辆燃烧的 纹路和起火点的位置，然后进行调查，筛选出起火的根本原因对，汽车火灾原因 进行间接推断。这些方法具有一定的主观性和不确定性。当起火原因不能确定时、 通过对各方面分析，运用“排除法 来缩小范围、推定起火的可能原因，甚至有 些汽车火灾原因的鉴定结论往往为排除某部件的着火可能或者为某处部件起火原 因无法排除等相对较为模糊的鉴定结论。 由于仅仅凭借经验进行推断，很难形成完整确切的证据，此种结论在进行司法 程序的过程中存在一定的争议，造成相关责任无法划分。 ( 3 ) 知识系统化较难 由于汽车技术状况的原因、火灾形势多样化的原因等因素的影响，传统的汽 车火灾鉴定工作经验性强，往往造成此类知识难以形成系统化的理论和成果。 汽车火灾复杂、需要较多的汽车知识、以及较为全面的火灾鉴定学方面的工 作，与此同时专门的研究人员较少。通常情况下，火灾调查人员既担负消防的任务， 有单位建筑物火灾鉴定工作，同时兼做汽车火灾的鉴定工作，而专业的汽车质量鉴 定机构则更加注重与汽车本身机械及电子方面的质量问题的研究，缺少专业的从事 汽车火灾鉴定机构和人员。因此，对汽车火灾的研究需要了解和掌握汽车的结构、 材料以及使用知识和工作原理，同时具备消防、火灾鉴定等相关的专业知识，并进 行深入分析研究形成系统化的知识。由于汽车工业的发展的限制，我国对汽车火灾 的鉴定工作的研究起步较晚，目前，同国外相关机构较，尚存在一定的差距。同时 缺少相应理论和系统知识的研究成果。 ( 4 ) 技术手段单一 当前对汽车火灾原因的鉴定，工作停留在传统的多火场痕迹的直观检验的基础 上，例如判断烟熏的痕迹大致断定起火点、根据燃烧损毁的痕迹断定燃烧的初始 部位，根据玻璃破损的传统的经验型的火灾原因认定车厢内放火还是车厢外放火、 依据现场目击者的报告的起火部位初步判断人为纵火或者自燃等手段。 但是对现场燃烧较为剧烈，损毁严重，燃烧后残留物特征混乱等现象则认定手 段缺乏。目前一些鉴定机构，依托相关的非专业的火灾技术鉴定实验室，进行类 似的分析鉴定，但是在鉴定程序和鉴定步骤等规范性方面缺少统一的标准，造成 结果方面差异较大，并且对鉴定物的提取，保管以及结果分析缺少相应的参照和 3 青岛理工大学工学硕士学位论文 依据。 因此，当前形势下的传统的汽车火灾调查工作已经不能够满足日益发展的行业 需求，而应该有科学、准确的技术手段，对汽车火灾鉴定工作进行深入分析研究。 需要相应的专业人员，能够了解整个汽车结构原理，汽车使用状况，以及能够对 燃烧后现场痕迹来综合分析，进而推断车辆火灾的成因，找到有力的佐证，为火 灾原因进行客观公正分析，保障各方面的权益。 课题着重分析本汽车火灾的成因、汽车火灾的特点，以及结合建筑物火灾鉴 定理论、技术和设备，对汽车火灾鉴定工作进行深入的分析，以其相应的汽车技 术鉴定机构鉴定汽车火灾原因，分析火灾性质和改进相应的结构和工艺提供科学 依据。 1 3 国内外研究的进展 火灾物证的实验室分析在鉴定火灾原因的调查中是极为重要的组成部分，是 根据火灾的特点和规律，采用各种分析方法和技术手段，对火灾物证进行物理、 化学、光学、机械、结构、形态等方面的检测，根据对检验结果的分析和判断， 得到证明火灾原因、引火物种类、起火方式、火灾温度等有关信息的直接或间接 证据的分析。在火灾调查中，只有经过分析鉴定，具有证明作用的物证才能作为 认定火灾原因、火灾性质和处理火灾责任者的依据和司法诉讼的证据。 车辆火灾的鉴定以及技术分析同建筑物得火灾分析类似，但是也存在其特殊 性。车辆火灾物证分析鉴定目前主要方法有化学分析鉴定，金相法，热分析，剩 磁检测，炭化导电测量，法医检测，力学性能测定等方法。在借助分析仪器来对 火灾现场物证分析的这个问题上，各种方法都有着自身的特点，同时火灾的种类 也名目繁多，各种火灾发生后现场的残余物也是各有个的特点。所以需要根据特 定的火灾现场来选择不同的分析方法。 l 、金相分析技术是依据同一种金属在经过不同的加热、保温、冷却等一系列 热处理后形成的不同金相显微组织状态，鉴别出熔化性质的分析方法。除了通过 可以金相分析来鉴定电气火灾外。美国e u i p y e o n gl e e 等人，采用x 射线色散 分析和电子扫描显微镜，分析电器线路上的碳化残留物物质结构，证明了，短路 引起的火灾及其碳化物结构为石墨化碳和非晶碳，而非火源电线上碳化物仅包含 非晶碳。 4 青岛理工大学工学硕士学位论文 2 、热分析是测定物质的任意物性参数对温度的依赖性的一类有关技术，统称 为热分析，热分析记录称为热度曲线。其中，应用最广泛的是热重法( t g ) 、差热 分析( d t a ) 和差示扫描量热法( d s c ) ，这三种方法构成了热分析方法的主体。通过 热分析可以判定火灾现场残留物的受热温度，可以测定火场的温度分布，继而可 以判断火源的位置。该方法可用于火灾现场残留的固体，如水泥，钢筋混凝土等 等。在车辆火灾鉴定中应用较少，但是对于车辆装载该类对变化敏感的物质时可 以借鉴建筑物的火灾分析经验，采取此类方法。另外热分析还可用于火场中常出 现的高分子聚合物等，例如，中国科学技术大学火灾科学国家重点实验室的时虎， 赵华伟，胡源等人研究了超薄型钢结构在受热情况下的形变特性等，为车辆火灾 鉴定过程中金属过火情况进一步分析提供指导。 3 、其他的火灾物证鉴定方法在应用方面也有着初步的研究，如广西玉林市公 安消防支队的王小勇利用剩磁检测技术在电气短路火灾鉴定上的应用，论述了剩 磁检测技术在电气短路火灾鉴定中的运用范围、判断标准、操作方法等，为电气 短路火灾的鉴定提供了依据；中国人民武装警察部队学院的任松发和济南市消防 支队的任汉信探讨了在火灾中形成的塑钢炭化物和木炭的导电性能，揭示了其随 着受热温度的升高和受热时间的增长而增强的规律，为火灾调查人员利用测定火 灾中塑钢碳化物的电阻值来分析火灾现场温度和判断或是蔓延方向、起火部位、 起火点提供了一种实用的方法，这些方法在汽车火灾的鉴定中都有所借鉴和应用。 5 青岛理工大学工学硕士学位论文 第2 章汽车火灾特点及其分类 每一部汽车由上力_ 个零部件组成，结构复杂、加工精密，机、电、液、化于 一体，集电路、油路、气路于各部分有限空间内同时运行、同时工作，部分区域 温度高，因此不同程度的增加了火灾危险性。并且在近年随着汽车保有量的增加 汽车火灾数量也呈明显上升趋势。与经常见到的建筑物的火灾相比，车辆火灾与 较建筑物的火灾更加复杂且起火原因更加多样化。 2 1 汽车火灾特点 汽车火灾带来的损失和危害触目惊心，具体有下面几点特点。 l 、汽车火灾的火源隐蔽性 无论是载客汽车，还是载货车辆来说，车辆的发动机、供油系统、主供电系 统等分布在都在驾驶室外。发生故障引发火灾时，人们首先感觉到的是火灾前的 碳化味，然后才是明火和燃烧前的烟气。如果没有没有燃烧前的碳化味和烟气， 人们极难用眼睛观察到火灾的发生。对于货运车辆来说，当车辆运载货物行驶时， 延期随车辆形成的气流被吹响车辆后方。烟气将随气流向车辆后流动，驾驶员很 难发现火灾初期的征兆。当发现起火燃烧被发现，火势已经猛烈燃烧无法得到控 制。 2 、汽车火灾燃烧猛烈、蔓延迅速。 现代汽车的外部装饰件、内部覆盖、装饰、座椅和仪表板等材料多采用塑料、 纤维、橡胶等复合材料，火灾发生后这些材料很快进行燃烧，形成助燃，增加火 灾荷载。当火灾发生时，发动机舱与驾驶室之间的防火墙上有许多便于铺设暖风 系统和空调系统的管路的通孔，以及大量的电器线束在此经过，火焰通过这些孔 迅速向发动机舱，或者有由发动机舱向件事蔓延。特别是在汽车的燃油、燃气管 路损坏、燃油燃气泄漏，遭遇电火花、高温物体后起火；燃油、燃气就会成为火 灾的助燃剂。当货车运载可燃货物时，发生火灾，运载可燃货物就成为了燃烧剂， 使火灾燃烧的更加迅速、更加猛烈。 3 、汽车火灾易产生大量烟气和有毒烟气。 汽车室内装饰中含有塑料、纤维、橡胶等，汽车电器线路导线外皮绝缘包层 的材料含有聚氯乙烯绝缘包层和一聚氯乙烯一丁腈复合等符合材料，车内座椅多为 6 青岛理工大学工学硕士学位论文 聚氨酯泡沫外包真皮或织物。当发生火灾时，塑料、橡胶等材料会迅速燃烧，产 生大量的有毒烟气。尤其是车内的聚氨酯泡沫，一旦发生火灾，会迅速产生大量 的有毒烟气。在偏远、交通不便利，缺乏监管的城镇，客运汽车为了追求效益、 多装载乘客；随意装饰车辆内饰，增加座椅。在座椅装饰和改动的同时也增加了 火灾荷载，增加有毒烟气的可燃材料。当受灾人员吸入一定量的有毒烟气，会瞬 间使人失去知觉或窒息死亡。 4 、新型能源汽车具有的火灾爆炸危险性。 长期以来，汽车一直以汽油和柴油为燃料。汽车排放的废气，污染空气，恶 化环境，已经成为当前最为关注的生态问题。在不影响汽车现有性能指标的技术 前提下汽车的环保性、节能性已经成为了汽车制造商研究解决重点之一。目前已 经投入使用的新能源代替燃油汽车。 ( 1 ) 压缩天然气( c n g ) 燃料汽车。主要成分是甲烷，目前压缩到2 0 m p a 的 高压，充入汽车气瓶中储存供汽车使用。 ( 2 ) 液化石油气( l p g ) 也可作为汽车的燃料，以高压液态的丙烷和丁烷形 式存放在储液瓶中，减压气态化后供车辆发动机使用。 ( 3 ) 氢燃料汽车，氢燃料箱或燃料输送系统储存和输送燃料，燃料箱或燃料 系统在火灾或碰撞后某个时间爆裂。 ( 4 ) 醇类燃料汽车，主要有甲醇和乙醇在汽油机汽车上使用。发动机必须进 行较大改动。空气中乙醇含量在1 0 或更高，任何附近的火源都将会引起一场持续 的大火。 5 、经济损失较大，纠纷多。平均每辆汽车的价值大约都在数万元以上，随 着经济的飞速发展，进口轿车也相对越来越多，价值越来越高，再加上有的货车 装载的货物价值贵重，一旦发生火灾，造成的经济损失较大。有些车主没有购买 “自燃险”，即车辆附加自燃损失险，而汽车在使用过程中因本身电器、线路、供 油系统发生故障引起火灾的，保险公司不进行赔付，从而引起纠纷。而有些车辆 进行维修作业或者设备改装后发生火灾，但车辆仍在质量保修期内，而厂家却以 进行改装为由不赔付损失，引起诸多纠纷。 2 2 汽车火灾分类 按照发生火灾的汽车来划分，汽车火灾包括轿车、客车、卡车、改装车辆的 7 青岛理工大学工学硕士学位论文 火灾；按照发生火灾的状态包括行驶状态下发生和静止状态下发生的火灾；按照 发生火灾的性质来划分，包括交通事故撞击引起的、雷击、人为纵火以及车体内 部自燃引起的火灾。 2 2 1 货运汽车火灾 公路运输易燃、易爆物品的工具主要是货车、专用货车、罐车、槽车、冷藏 车、集装箱车和长途零担运输车等几种。不论使用何种运输工具，都必须符合易 燃、易爆物品运输的技术条件和要求，否则不得承运。 在货车运输中，所载物品的种类多样，若管理制度不严，执行不力，造成违 章用火，偷带化学危险品等，都会引发火灾，并造成人员伤亡。货车有时会因突 然出现制动失灵、车体及其他机件发生故障、雨雪路滑、速度过快等现象，引发 撞车、翻车事故，引起火灾，造成人员伤亡和财产损失。货车一般载货多，火灾 不仅使人身财产遭受损失，而且易危及周边车辆和环境。货车火灾危害性很大， 特别是载有易燃、易爆物品的车辆，一旦发生火灾，极易引起燃烧、爆炸，造成 交通堵塞，危及人员生命、财产安全。 2 2 2 客运汽车火灾 随着我国公路建设水平的不断提高，我国公路客运业得到了蓬勃发展，很多 客运车辆行驶在城市乡间，而且空调、豪华客车较多加入，为人民群众提供舒适、 快捷的客运服务。客车若不加强安全防火管理，一旦发生火灾，将造成严重损失。 l 、客运汽车的火灾原因 乘客吸烟、乱丢烟头和火柴梗等；乘客违章携带危险化学品上车引起火灾； 由于驾驶员违章行驶或其他原因发生交通事故，常因撞坏油箱引起火灾及爆炸事 故；公路沿线的农民在公路上晒谷草、麦草等，客车驶过，麦草极易缠绕汽车的 排气管上；客车保养不好，检修不当，造成车辆油路、电路出现漏油、短路等现 象，都易引发火灾。图2 1 即为客车车头处线路短路引发火灾图片。 8 青岛理工大学工学硕士学位论文 图2 1 客车车头处线路短路引发火灾 2 、客运汽车的火灾危险性 客车汽油箱大、可燃点多，在高温作用下，可能发生爆炸，造成人员重大伤 亡；行驶速度快，客车机体发生火灾时，借助风势，燃烧蔓延速度很快，客车内 部装修等多采用可燃材料制成，发生火灾，燃烧速度较快；长途客运中，人员密 集，乘客疲劳困倦容易麻痹大意，客车内空间狭小，一旦发生火灾，火焰蔓延很 快，火灾易使车门液压传动系统失灵，车门无法开启，影响疏散。特别是空调豪 华客车的车窗大多不能开启，车窗玻璃一般较厚，发生火灾时有毒气体不易排出， 造成重大人员伤亡和财产损失；同时，客车在行驶途中发生火灾，一般距消防部 门较远，缺乏及时有效消防支援。车辆自身携带的灭火器材又很有限，致使火灾 扑救难度增大。 2 2 3 农用车火灾 农业运输在整个当前城乡公路运输中占有举足轻重的地位，从火灾统计情况 看，农用车火灾近些年也呈迅速上升趋势。 1 、农用车的火灾成因 农村道路上经常会晾晒的农作物，比如麦秸秆、玉米秆、谷物等，这些物质 很容易缠绕在车辆的底盘上，若底盘部分过热部件，或者漏油漏电很容易引起农 作物和农用车的着火。图2 2 为农用车载运的农作物着火的图片。 9 青岛建工大学工学硕士学位论文 图2 2 农用车载运的农作物着火 农用车司机火灾意识淡薄，司机长行驶时间场，车辆状况差，车辆超载等都 是造成车辆自燃的主要原因，火灾会殃及整辆农用车，以及相关人员货物。加上 农村已经超过了使用年限仍然继续使用，这些车电气线路、油管老化、松动，引 起短路、漏电、漏油现象，存在严重的火灾隐患。图2 3 为农用车由于漏油发生 火灾的图片。 ， 一。 一 圈2 3 农用车由于漏油发生的火灾 2 、农用车的火灾危险性 由于农用车经常装载一些农作物，而这些农作物易燃性强，发生火灾后会迅 速蔓延。农用车一般都没有配备车载灭火器，距水源较远，使得火灾扑救困难。 2 2 4 天然气、液化气汽车火灾 1 、天然气、液化气汽车的火灾成因 天然气、液化气汽车由于采用易燃、易爆燃气，更加具有危险性。天然气、 液化气汽车的火灾成因有如下几点： 若天然气或液化气车辆储气瓶的承压强度不够，车辆的储气瓶、管路或阀门 等处有燃气泄露现象，气体一旦遇到高温发动机或线头松动有火花的地方时，很 容易发生爆炸。 车辆的储气瓶若缺少必要的防静电措施，在运行中产生静电将大大增加爆炸 】0 青岛理工大学工学硕士学位论文 的可能性。车辆漏气，若遇明火，将发生危害更大的爆炸事故；车辆过度充气， 使储气瓶内压力超限将引起爆炸。 由于天然气、液化气等易燃、易爆气体，一旦气体泄漏，与空气混合形成爆 炸性气体，遇火源会发生爆炸，对周围建筑物、车辆造成严重破坏，并对人群造 成巨大伤害。同时，由于其热辐射性强、温度高、燃烧速度快，很难靠近去实施 灭火。 2 2 5 混合动力汽车火灾 随着世界各国环境要求好科技发展，替代燃油发动机汽车的方案也越来越多， 例如氢能源汽车、燃料电池汽车、混合动力汽车等。目前混合动力汽车有商业化 运转的模式。所以随着混合动力汽车的增多，混合动力汽车火灾也随之增多。 1 、混合动力汽车的火灾成因 图2 4 、图2 5 所示为混合动力汽车以及动力总成系统。 图2 4 混合动力轿车 图2 5 混合动力车系统 从混合动力汽车的动力总成系统结构图上可以看出，发电机、电池组、电动 机和发动机都在底盘上安装，而且它们相距较近。 混合动力发动机在运行时温度很高，而电池组、发电机、电动机这些部件的 连接导线负荷大，若接触到高温的发动机，线皮很容易熔化而漏电引发火灾。同 时车辆启动时需要较大的电流，若导线较细容易烧断，引发火灾。发电机出现故 障时，若由于导线连接不良，突然间失去负载，内部将产生很高的自感电动势， 导致击穿漏电，引发火灾。混合动力汽车在镍一氢电池充电过程中，电池温度会 迅速升高，会产生大量的氢气，若电池组上的安全阀不能及时开启，将会产生爆 炸的危险。 青岛理工大学工学硕士学位论文 2 、混合动力汽车的火灾危险性 如果充电系统存在故障，充电过程中，蓄电池温度上升并产生的大量氢气和 氧气遇火源就会发生强烈爆炸。若因导线短路等原因起火，火势会顺着导线绝缘 层快速蔓延到电池组、发电机、电动机等汽车电气设备，严重威胁设备的安全。 2 2 6 高速公路汽车火灾 在当前经济快速发展的情况下，高速公路运输得到了迅速发展，为人们的外 出提供了方便，但与此同时，高速公路上的汽车火灾也不断增长，造成的经济损 失和人员伤亡更为严重。 1 、高速公路汽车的火灾成因 车辆运行状况不佳，会导致发动机由于长时间的舱内温度高，线路绝缘层高 温烫化，从而导致搭铁短路而起火。其次、高速公路车辆车速快，部分车辆超速、 超载，长时间行驶易导致驾驶失误、过度疲劳、汽车制动失灵，导致车辆失去控 制而发生碰撞。特别是在一些雨、雪、大雾、风沙等天气，因为气象条件不佳和 能见度不高，更容易造成交通事故。一些装载可燃气体的危险品运输车，由于静 电处理措施不当，长时间的行驶积攒了大量的静电荷，碰到可燃气体就可能引起 火灾，低燃点的化学危险品在高速公路上由于气温高并且行驶时间较长、猛烈碰 撞等都易引起火灾。另外，乘客违章携带危险品等也是引起火灾的原因之一。 2 、高速公路汽车的火灾危险性 车辆在高速公路上一旦发生火灾，火，热、烟、毒等现象同时产生，危害其 他车辆和人员生命安全，并将造成重大经济损失。高速公路汽车火灾往往带有突 然性。汽车火灾产生的高温，很容易导致车上的燃油箱破裂或爆炸：车辆燃油泄 漏，造成火势迅速蔓延扩大，引起油箱爆炸起火； 加上高速公路自身的封闭性质，消防人员赶赴火场受到限制，扑救往往不及 时，造成重大经济损失和人员伤亡。若车辆发生追尾、碰撞，导致车门变形，车 内人员逃出车外困难。交通高速公路上汽车火灾一旦发生，造成交通堵塞出现新 的车辆碰撞、翻车事故，出现新的火场，灾难扩展迅速。 1 2 青岛理工大学工学硕士学位论文 第3 章汽车火灾原因分析 汽车发生火灾是由于车辆燃油、排气系统故障和电气设备故障或违章操作带 来的电气火源、炽热表面等引火源引燃汽车本身的可燃物引起的火灾。在火灾调 查的过程中，通常根据汽车基本结构知识，对车辆对车辆产生火灾原因进行划分。 3 1 燃油系统火灾 3 1 - 1 油管老化 当前汽车上出于成本以及管路管路布置的方便，油管( 胶管) 多使用橡胶材质。 橡胶材质油管在发动机附近长时间接受高温、高压以及震荡，难免会出现老化、 裂纹等现象。造成耐热性、耐压性差，引起漏油；或者由于胶管老化，接头处松 动造成漏油，燃油蒸汽遇到火线短路及与高温排气管接触引起火灾； 图3 - 1 车辆底部燃油管路图3 2 轿车漏油引起燃烧，火灾车底循序蔓延 黼，y 黪缮蓼磐 霪蔑如 蘸纛黔 图3 3 加长林肯轿车因油管老化引发的燃烧图3 4 淄博客车燃油泄漏引发的燃烧 如图3 3 所示，2 0 1 1 年1 月份，济南某区，一辆林肯车自燃。据了解，司机 驾驶车辆外吃办事刚刚回来，突然发现车体前部冒烟，随后，火苗从发动机部位 蹿了出来，整个车体瞬间被大火笼罩，燃烧产生的浓烟足有数米高。慌乱中，司 机从车内找灭火器自救，由于火势太大最总并没有成功。尽管经过消防人员扑救， 1 3 青岛理工大学工学硕士学位论文 大火还是将这辆车烧得基本报废，车主反应，车子发生自燃的原因很可能是因为 车龄过长，油路老化，漏油漏电导致的。 3 1 2 油管质量原因 传统的化油器式发动机内燃油压约为0 2 5 k g c m 2 ，现改为电喷系统，油压 为2 k g c m 2 3 k g c m 2 ，比过去大1 0 倍的压力，在缸内直喷的发动机上部分供油 管路的压力会更高，达到l o k g c m 2 ，柴油车辆高压燃油喷射部位的压力通常都在 1 5 k g c m 2 ，甚至更高。若管路系统质量不好或或者出现漏油，此时系统压力会将 汽油火柴油蒸气喷出2 n r _ 3 m 远，雾化的燃油遇到一定的燃烧条件，即会形成火源， 燃油泄漏引发火灾发生机率增大。目前因油管脱落或者油管爆裂造成的车辆火灾 较多，各个生产厂商对此类问题也非常重视。 例如发生在2 0 1 0 年的多起涉及燃油油管的车辆召回事件。2 0 1 0 年3 月：据国 外媒体报道，铃木汽车公司匈召回近6 0 0 0 余辆雨燕轿车。对车辆的燃油管路进行 检测，因可能发生输油管磨损而导致故障。 据报道，马自达2 0 1 0 年4 月在日本国内召回3 5 0 0 0 辆马自达3 轿车，随后在 中国市场召回约5 0 0 0 0 辆同款车辆，皆因该车型内部的输油管与散热器护罩安装 过于紧密，在车辆行驶在崎岖路面时两者会由于发生过度摩擦可能会导致漏油现 象的发生。 例如，发生在国内某品牌车俩上的输油管脱离事故，见图3 5 。 车主木木先生回忆了当时的情形：“5 月2 1 日，我去办理上牌的后续手续。当 时车子启动开出没几分钟，我停车接了个电话，等电话接完后，我就再也启动不 了汽车。随后，我闻到很浓的汽油味。我下车后去查看，发现车头底下一直在滴 油。赶忙打开引擎盖，发现连接在发动机上的一根管子掉了，汽油正从那里冒出 来。 1 4 青岛理工大学工学硕士学位论文 圜 件 3 1 3 发动机温度过高 发动机温度过高引起用的润滑油升温，曲轴箱压力大，润滑油标尺未插好时， 热的润滑油会油尺孔以及油管接头处喷发出来，落到高温排气管上，会立刻冒烟 着火。 图3 7 红旗轿车自燃 京华时报报道：2 0 1 0 年l o 月，昌平区十三陵镇泰陵园红绿灯路口，一辆红旗 轿车自燃。 汽车发动机过热主要原因为冷却系统工作不正常，导致散热能力差，或者发 动机本身有故障，造成做功循环的迟后燃烧，产生的热量过多，使冷却系统无力 将产生的过多热量及时散发掉；另外气缸套外壁沉积过多的水垢，气缸产生的热 量不能及时传给冷却水等原因。 3 2 汽车排气系统火灾 青岛理工大学工学硕士学位论文 排气管是车辆温度最高的裸露部件。是由高温引发汽车火灾中主要着火源， 占整个汽车火灾很高比例，在实际维护和检测过程中，往往被人们忽视。其火灾 主要表现形式有多种。 3 2 1 排气管引燃易燃物 车辆行驶过程中发动机内各个汽缸的排气管温度很高，一般情况下能够达到 3 0 0 一4 0 0 ，对于发动机需要较大动力，以及较高转速的时候，由于负载率高， 然老燃烧量大，排气管最高温度可以达到4 0 0 一5 0 0 ，在山区路面行走时，此 种情况更为显著。发动机长时间低速大负荷运转排气温度高，加之流经排气管空 气流速低，冷却效果差，排气管温度可达到5 0 0 。c - - 6 8 0 。燃油或者燃料油泄露 在这样高温的排气管上，则会立刻被点燃。 排气管漏气也是非常重要的原因，部分排气管的耐腐蚀性差，经过过长时间 的使用，形成漏气空，高温的废气从排气管中段孔洞中排除，则会引起周围可燃 物质。此冲状况多发生在车况较旧的车辆上。 据报道，2 0 0 5 年国外某品牌汽车，报告的三起火灾，均是由于排气系统热累 积造成的排气系统故障，引起自燃，该品牌对此现象非常重视，在北美召回了2 7 0 0 台车并停止经销商销售该车型，直到失火的原因被找到，问题被解决。由此可见 排气系统火灾的危害程度。 据报道：2 0 0 5 年国外某品牌汽车，报告的三起火灾，均是由于排气系统热累 积造成的排气系统故障，引起自燃，该品牌对此现象非常重视，在北美召回了2 7 0 0 台车并停止经销商销售该车型，直到失火的原因被找到，问题被解决。由此可见 排气系统火灾的危害程度。 3 2 2 催化转换器异常 由于排气净化的需要，目前多数车辆上需装备三元催化器，该装置位于排气 歧管末端，需求较高的工作温度，通常为3 0 0 一4 0 0 ，常工总情况下，由于发 生化学反应，三元催化器出口温度会较入口温度高3 05 0 。若发动机点火不良或 混合气过浓，造成一部分混合气在此继续燃烧，会阴燃周边的易燃物质。当发动 机的点火装置发生故障无法提供正常的点火时刻和点火能量时，空燃混合气在发 动机燃烧室内无法充分燃烧，或者个别汽缸因机械或者电气系统因素无法正常燃 1 6 青岛理工大学工学硕士学位论文 烧，多余的空燃混合物金钩排气管进入三元翠湖器当中，并在其中发生化学反应， 产生热量，形成较高温度，引燃周围杂草、塑料制品等物质。如图3 8 8 。 夏季，部分乡村公路会晒有一些农作物的秸秆，若车辆行进中作物秸秆刮带 到排气管上可能会引发火灾。于此道理相同，车辆停放过程中，误将车辆停放在 可燃物或者干草上，同样也会使高温的排气系统引燃此类物质。 3 2 3 排气净化装置故障 汽车装配有曲轴箱强制通风装置，废气再循环e g r 阀等装置，如图3 8 9 。这 些装置及其管路中含有一定量燃油蒸汽或者高温的汽车尾气，在发动机及炽热的 排气管周边，因质量问题或加汽油太满等原因，则会出现可燃蒸气泄露，这些可 燃蒸汽遇到明火便会被引燃。 互主通道阀 藏电磁阀： 图3 8 车辆排气管路图图3 9 汽车排气净化装置e g r 阀及及其控制系统回路 3 3 电气系统火灾的主要表现 据统计，电气系统故障是车辆火灾的最主要的原因，约占总数的5 0 一6 0 。 汽车的电气线路较多，工作环境温度高，易燃物多，电气线路时刻处在处在高温( 或 低温) 、高湿、震动、颠簸、冲击、油气等恶劣环境中，电气系统故障中绝大多数 是电气线路的故障。 常见原因为导线截面偏小，导致过度发热，致使绝缘老化；线路固定不良， 造成与金属体( 壳体、支架等) 发生摩擦、致使绝缘层损坏，引发短路；由于震动 等原因造成导线连接点松动，电阻值增大，致使导线局部过热，恶性循环，后造 成绝缘损毁；夏季阳光直射以及发动机表面局部环境温度升高，使导线绝缘的