汽车防自燃装置的设计

侯淑雅 杨凡

摘要

近几年，随着人们对汽车的需求量的增加，关于汽车安全方面同时也出现了一系列的问题。其中汽车自燃事件高频率的发生，显著的提高了社会关注度，所以如何预防和减少汽车自燃事件的发生也就更加重要。本文通過对汽车自燃特性的研究和灭火剂的分析，用自动检测装置和灭火器装置结合的方法，达到对汽车自燃的迅速检测和灭火的目的，可以有效的解决因为人为忽略和起火后期处理不当从而引发更大火灾的问题。

【关键词】汽车自燃 感烟探测器 灭火装置

1引言

近几年，汽车自燃火灾事故频繁发生，目前防治此类事件的主要手段是在车内放置手提式灭火器，但是期间需要大量的反应时间。因此为了更加有效的防治汽车自燃火灾事件，本设计利用气溶胶灭火器和探测器结合，设计一种适用于汽车发动机舱的自动灭火系统，完成汽车自燃初期迅速高效的检测和抑制。该装置体系简明、生产成本较低，推广应用价值大。

1.1选题的目的和意义

汽车自动灭火装置的目的旨在对因车辆自燃引起的周边环境变化可以用最快的速度做出反应，完成自动灭火，有效的改进汽车自燃引起的生命财产损失和难以拯救的局势，最大程度的保证生命财产安全。汽车发动机自燃现象发生广泛，随着汽车生产技术的进步，解决汽车自燃问题是提升汽车自身价值的紧要方法，同时也为广大汽车用户的安全提供了可靠的保证，掌握车载气溶胶灭火装置开发技能对于汽车制造业和国家运输业具有重要的意义。

1.2国内外实施现状

近年来汽车自燃事故发生频率较高，危害巨大，且呈逐年增长趋势，一定程度上引起了人们的重视和关注，但大多停留在原因分析和管理层面。

发达国家对汽车自燃的研究起步较早，美国早在1980年就开始研究汽车自燃灭火系统，该系统能实现可靠地进行火灾探测和灭火剂喷射等功能。目前关于车用灭火装置就只是简单的在后备箱放一个手动的干粉灭火器，当今私家车开始普遍进入人们的生活，解决车辆自燃问题的灭火装置也更受关注。

根据市场调研，车载自动灭火装置主要包括两部分：自动喷射系统和灭火剂。自动喷射系统的主要部件是自动爆破装置。目前自动灭火装置及系统广泛应用在烟草储存加工房仓、实验室设备、易燃易爆等场所，所以本文根据这些现有的自动灭火装置的系统，对车载灭火装置进行进一步的研究。

2设计思路

目前车用灭火设备大多是需手动启动的干粉灭火器，启动后进行喷射，喷射过程中，可能会由于开启发动机盖而增加氧气量，从而加大自燃的程度，甚至造成二次复燃现象。而本设计中的自动灭火装置通过感烟探测器对烟雾浓度的探测从而通过单片机的信号传输发出声光报警，同时在第一时间启动气溶胶灭火装置，对即将发生火焰的部位喷射灭火粒子，从而起到抑制自燃的发生的效果。在觉察到发动机舱自燃的时刻，驾驶员到达后备箱去除灭火器进行喷射时，它就已经开始自行启动进行灭火了。最重要的便是它能够快速放射灭火粒子，能够在自燃加剧发生之前熄灭或抑止火势。如图1所示。

2.1具体研究内容

2.1.1汽车自燃的规律及影响因素的探究

汽车自燃是受限空间内的特殊火灾现象主要研究火源的位置，起火的原因和自燃火灾蔓延的条件，采用真实数据记录和专业知识相结合，旨在揭示汽车自燃的原因和位置，从中找出控制因素。

2.1.2灭火装置的材料分析

需要采用具有降温和灭火效果的气溶胶灭火器和探测器相结合。

2.1.3汽车自燃灭火系统的研究

选用气溶胶灭火剂，利用感烟探测器和感温探测器的感应原理，对传统的手动灭火器进行改造，制造出理想的发动机舱自动灭火装置，灭火装置设计流程如图2所示。

2.2解决的策略和方法

目前面临的主要问题是火灾发生时火势在遮挡物条件下的早期传播和扑救时通风导致的火势蔓延，解决的具体方法是车舱内安装可在第一时间检测出烟、火的探测装置直接在不打开车舱的条件下喷射灭火粒子。灭火剂的选择首先要在灭火能力足够强的情况下，对汽车的电路等不会造成损害，同时对人体也应该没有伤害。根据现在市场上的灭火器的具体优缺点对比选用气溶胶灭火器作为本装置的灭火器部分。

需要强调的是本装置的气溶胶灭火器的启动是自动的，所以可以把它直接安装在易着火的部位，并连接到汽车的主电路上。把它安装在引擎室里，该灭火器被启用的条件是发动机舱内出现大量的烟雾。

3硬件设计

3.1探测器的选择

采用感烟探测器。在自燃的初始阶段会有大量的烟雾，当感烟探测器探测到超出限定的烟雾的浓度值时，会自动启动灭火装置，并立即对驾驶员发出警报。探测器选用MQ-2，电阻特性是在无烟雾，高阻值（约20K）的情况下，当传感器检测到大量烟雾时，MQ-2的阻值快速降低，从而导致A、B两端电压变小。这种类型的传感器不仅具有普通半导体烟雾传感器的高灵敏度、快速反应等长处，并且抗干扰能力强、寿命长，能够长期使用，不会出现短期就需要更换的情况。

3.2单片机芯片的选择

本装置采用AT89C51芯片。AT89C51价格便宜、容易购买，操作简单，速度快。使用时，程序可直接下载到AT89C51中（使用STC-ISP V39进行下载），然后MCU对指令进行执行，简单易操作。如图3所示。

3.3显示模块选择

选用LCD1602液晶显示。LCD1602显示屏具有显示质量高、数字式接口、体积小、重量轻、功耗低等优点。

3.4灭火器的选择

气溶胶灭火器是一种新型的灭火器，该灭火器相比其他的灭火器而言，灭火效率更高，而且对机器甚至人体都无伤害，同时对环境也不会产生任何污染。这种新型的气溶胶灭火装置使用时同样的灭火效果用量较少，灭火效率高，对汽车的电路等也不会造成任何的损伤。同时气溶胶灭火装置的存放条件仅仅常压固体存放就可以，所以在质量和占地面积方面都比较人性化，其中更加不言而喻的是挪动也很方便。和普通的灭火器相比，便携式气溶胶灭火器产品不需要进行压力存储，于是免却了维护成本，同时也不存在相应的安全隐患。气溶胶灭火器在工作时气体的温度会大大降低，同时灭火粒子会随着低气温的气体一同喷出，从而起到高效的灭火作用。

4系统工作流程图展示

根据以上总结，采用气溶胶灭火器和感烟探测器的结合，做出该系统的具体工作流程图，如图4所示。

5项目创新点

5.1 1+1>2

气溶胶灭火器和烟雾探测器原本是普通的，但相结合就能达到1+1大于2的效果。本装置结合气溶胶灭火器和烟雾探测器的优点，把该系统放于汽车发动机前舱，可以有效地起到汽车自燃初期的探测和灭火，可以大大减少汽车自燃带来的危害。

5.2由单一喷口到多喷口

目前市场上大量存在的固定式自动灭火装置，主要由一个喷口组成，并且该种灭火剂的喷射距离较短，可作用的范围较小并且作用的时间较短，容易形成二次火灾。这种多喷口自动灭火装置，喷射范围大，灭火范围广，可以有效全面抑制着火和火焰的二次复燃。

6市场分析

（1）随着人们对汽车的需求量的增大，汽車自燃事件的发生频率也显著提高，夏天温度高，汽车自燃现象的发生更是频繁，防止汽车自燃十分必要，此装置市场需求量大，发展前景非常乐观。

（2）现在人们的安全意识逐渐增高，对各方面的安全需求越来越大，因此行车安全也会备受关注，汽车自燃也是其中非常重要的一部分，因此市场的需求量会越来越大。

（3）装载此装置的汽车目前没有进入市场，研究处于空白阶段，发展空间大，市场竞争压力大，发展前景也是一片光明。

（4）本产品价格适宜，消费者容易接受。装置的成本比较低，利润可观。

7结语

本文通过对之前发生的汽车自燃和现有的自动灭火装置的研究和分析，利用气溶胶灭火器和探测器的结合，对汽车自燃的事件进行预防和控制。汽车自燃危害大，防范难，在汽车内增加此自动灭火装置，能够为汽车火灾预防提供更好的服务。此装置结构较简单便于实现，生产成本较低有利于推广应用，有很大的发展前景。

参考文献

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