Пожарная опасность электрооборудования в автомобиле
Электрическая энергия широко используется в двигателях и автомобилях. Бесперебойное и штатное функционирование электросистем имеет большое значение для работы двигателя. Помимо зажигания рабочей смеси (автомобили с карбюраторными двигателями), электрическая энергия необходима для пуска двигателя, а также для приведения в действие контрольно-измерительных приборов. Все устройства, являющиеся потребителями и источниками электрического тока, составляют систему электрооборудования автомобиля, включающую в себя также электроарматуру (провода, предохранители, выключатели, осветительные приборы и т. д.). В качестве источников электрического тока в автомобиле используются электрические аккумуляторы и генератор.
Генератор преобразует механическую энергию, получаемую от двигателя, в электрическую. Аккумуляторная батарея накапливает электрическую энергию, получаемую от генератора, и служит для питания потребителей при неработающем двигателе и на малых оборотах коленчатого вала. На средних и больших числах оборотов вала двигателя питание обеспечивается генератором, а излишек электроэнергии поглощается батареей.
Особенно важным в режиме работы батареи аккумуляторов является пуск двигателя, когда в течение короткого отрезка времени (около 5 сек.) батарея должна создавать величину тока 200 — 800 А для стартера. Поэтому автомобильные аккумуляторы называются стартерными.
На автомобилях применяются в основном кислотные аккумуляторы. Простейший кислотный аккумулятор состоит из двух свинцовых пластин (электродов), погруженных в раствор серной кислоты. При пропускании тока через аккумулятор от внешнего источника (зарядка аккумулятора) в результате химической реакции плотность электролита увеличивается, и происходят изменения на поверхностях электродов. При разрядке аккумулятора происходит обратный процесс. Аккумуляторная батарея включает три, шесть или 12 (дизельные двигатели) последовательно соединённых аккумуляторов напряжением 2 V каждый.
В автомобильной практике используются также щёлочные аккумуляторы, в которых активной массой положительных пластин служит гидрат окиси никеля, смешанный с графитовым порошком, а отрицательные пластины выполняются из очень мелкого порошка окислов железа. В качестве электролита применяется раствор едкого калия. К преимуществам щёлочных аккумуляторов относится их повышенная механическая прочность, нечувствительность к коротким замыканиям и перезарядка, а также значительно меньший саморазряд по сравнению с кислотными. Кроме того, у них меньше продолжительность зарядки и они в меньшей степени выделяют горючие газы при зарядке. В целом щелочные аккумуляторы долговечнее кислотных, однако, они тяжелы и громоздки.
Генератор — электрическая машина, преобразующая механическую энергию в электрическую. Генератор приводится в действие двигателем и служит для питания потребителей и зарядки аккумуляторной батареи. На автомобилях для правильной и чёткой работы генератора совместно с аккумуляторной батареей устанавливают реле-регулятор.
Реле-регулятор — прибор, состоящий из регулятора напряжения, ограничителя тока и реле обратного тока. Регулятор напряжения служит для поддержания нормального напряжения генератора, которое изменяется в зависимости от скорости вращения коленчатого вала двигателя. Принцип действия регулятора напряжения основан на том, что при повышении напряжения генератора вследствие увеличения скорости вращения якоря в цепь обмотки возбуждения автоматически включается добавочное сопротивление, в результате чего возбуждение уменьшается, и напряжение на выходе генератора снижается до нормального. Автоматическое включение генератора в цепь и его выключение осуществляет реле обратного тока. На современных автомобилях устанавливают генераторы переменного тока с кремниевыми выпрямителями. Реле-регулятор генератора переменного тока состоит из регулятора напряжения и реле защиты от перегрузок. Получение электрической искры и распределение ее по цилиндрам двигателя осуществляется приборами системы зажигания, к которым относятся: 1) прерыватель-распределитель (cлужит для прерывания электрического тока в цепи низкого напряжения катушки зажигания, и для распределения тока высокого напряжения по цилиндрам двигателя); 2) катушка зажигания (преобразует ток низкого напряжения в ток высокого напряжения); 3) свечи зажигания (служат для образования искры в цилиндре); 4) выключатель (замок) зажигания.
Момент зажигания топливной смеси относительно положения поршня в цилиндре (верхняя и нижняя мёртвые точки) оказывает большое влияние на работу двигателя. От положения поршня в момент зажигания очень сильно зависят мощность и экономичность двигателя. Зажигание рабочей смеси в цилиндре должно происходить в момент, когда поршень ещё не достиг положения ВМТ. Угол поворота коленчатого вала, который соответствует положению поршня от ВМТ в момент зажигания, называется углом опережения зажигания. С увеличением числа оборотов коленчатого вала двигателя угол опережения зажигания должен увеличиваться. При уменьшении нагрузки двигателя угол опережения зажигания следует увеличивать, а при увеличении — уменьшать. Для регулировки угла опережения зажигания в прерывателе-распределителе предусматриваются автоматически действующие центробежный и вакуумный регуляторы. Широко используют также контактно-транзисторные системы зажигания. При такой системе зажигания через контакты прерывателя проходит ток меньшей силы, что повышает срок их службы. Но повышается также напряжение во вторичной цепи. Для пуска двигателя на автомобилях устанавливают электрический двигатель постоянного тока — стартер.
Принципиально конструкция стартера мало отличается от конструкции генератора.
Электрическая система играет особую роль в пожарной опасности любого автомобиля. После топливной системы электрическая, пожалуй самая пожароопасная система. Электрическая система автомобиля сосредоточена в наиболее благоприятных местах её эксплуатации, — в моторном отсеке и салоне автомобиля. Однако всегда присутствуют факторы, влияющие на режим ее работы: 1) высокая температура поверхностных узлов и агрегатов двигателя; 2) высокое тепловое излучение от двигателя; 3) наличие топливопроводов, при повреждении которых электросистема становится потециальным источником зажигания; 4) наличие арматуры системы охлаждения и смазки; 5) возможность образования конденсата при резких колебаниях темеператур, как в двигательном отсеке, так и в салоне автомобиля.
Все элементы электрической системы представляют повышенную пожарную опасность. Более того их пожарная опасность увеличивается при эксплуатации в различных экстремальных ситуациях (аварийных условиях). Чрезмерные зажимы клемм контактами и постоянные вибрации могут привести к нарушению изоляции и последующему короткому замыканию. Вода, пыль и грязь вызывают коррозию в местах соединений, увеличивается сопротивление и система перегружается. Отсюда и местные перегревы, оплавления и горение изоляций.
Вообще, короткое замыкание является наиболее распространенным аварийным режимом работы электрооборудования приводящим к пожару. Наиболее опасными являются проводники, особенно которые эксплуатируются без защиты (система зажигания, стартер). Наиболее опасным в этом отношении является режим прямого короткого металлического замыкания полюсных выводов батарей (например, замыкание положительной клеммы аккумулятора на корпус при нарушении изоляции). В этом случае возникает мощная электрическая дуга, которая может сопровождаться разбрызгиванием раскаленных капель металла и частиц в разные стороны. Такая ситуация приводит к мгновенному воспламенению паро- и газовоздушных смесей, а также веществ и материалов.
Стартер и генератор также могут послужить в процессе эксплуатации источником зажигания. Это обуславливается тем, что их конструкция содержит искрообразующие элементы — коллектор и щетки, а также обмотки статора и ротора, в которых возникли аварийные режимы работы.
Следующим по значимости фактором пожароопасности системы электроснабжения является нарушение последовательности зажигания горючей смеси в цилиндрах (карбюраторные двигатели). При неисправности свечи зажигания возникает ситуация, когда горючая смесь из цилиндра попадает в нагретый до высокой температуры выходной коллектор. Происходит самовоспламенение смеси, коллектор, при этом, испытывает большие механические нагрузки, в результате которых может быть нарушена его целостность (прогар прокладок, механические повреждения). Горючая смесь попадает в подкапотное пространство, и ее воспламенение инициирует возникновение и развитие пожара. Такое развитие событий на техническом жаргоне соответствует ситуации, когда двигатель «троит». Вероятность ее возникновения не так уж мала. Она составляет не менее нескольких сотых от всех пожаров по техническим причинам. При нарушении угла опережения зажигания (не отрегулирован прерыватель – распределитель, который подает ток на свечи зажигания) могут возникнуть такие же проблемы, связанные с догоранием паровоздушной смеси в выпускном коллекторе.
Из всего вышесказанного следует, что в автомобиле возникают несколько аварийных режимов работы электрооборудования: 1) короткое замыкание; 2) устойчивое перенапряжение вследствие механических нарушений в работе регулирующих аппаратов (трамблер, центробежный регулятор угла опережения зажигания, нарушение контактов в результате вибрации и т. д.); 3) кратковременное перенапряжение, возникающее при коммутации мощных электрифицированных механизмов и аппаратов (установка мощных нештатных аудиосистем, нарушение работы охранных систем, серфисных электрических механизмов и т. д.); 4) длительное коррозионное воздействие на контакты и электронные системы.
Следует отметить, что проявление этих неисправностей в работе двигателя и систем автомобиля отличается большим многообразием и часто не может быть идентифицировано даже квалифицированными сервисными службами. Все эти аварийные режимы в конечном итоге могут привести к возникновению пожара.
В пожарном деле различают два случая возгораний, причиной которых послужила неисправность электроснабжения: 1) зажигание горючей смеси мощным нештатным электрическим импульсом (взрыв, пламенное подкапотное горение разрушенной топливной системы); 2) неисправность электрической системы послужила причиной воспламенения тех или иных горючих материалов автомобиля (очаговый пожар).
Следует остановиться на двух способах выполнения электропроводки в современных автомобилях, — однопроводная и двухпроводная. Первая выполняется в подавляющем большинстве случаев; вторая – более пожаробезопасная, но ограниченно применяющаяся из-за технических сложностей и повышенной стоимости (особо дорогие и эксклюзивные модели).
Таким образом, для однопроводной схемы характерно, что условия эксплуатации часто неблагоприятны. Это связано с повышенной температурой подкапотного пространства, возможным контактом с поверхностями функционирующих узлов и агрегатов автомобиля, повышенные тепловые нагрузки при экстремальных режимах эксплуатации автомобиля. При достижении критических температур проводников возможно воспламенение изоляции и находящихся вблизи проводов, горючих конструкционных материалов и т. д. Если же температура не достигает критической, но достаточно высока, то в значительной степени увеличивается скорость старения изоляции провода, а ее эксплуатационное состояние и долговечность снижаются. Это может привести к воспламенению токопроводных мостиков и последующему повреждению изоляции, приводящему к короткому замыканию.
Таким образом, пожарная безопасность электрической сети, а, следовательно, пожарная безопасность автомобиля, во многом зависит от превышения штатной силы тока протекающего по проводам и температуры поверхностей автомобиля подкапотного пространства.
Источник
20 причин, почему машина может загореться
Огонь хороший слуга, но плохой хозяин.
Не так давно по телевидению прошла информация, что на парковке возле торгового центра начал плавиться и дымиться пластик в автомобиле, да и сам он почти что загорелся. Дело было жарким летом в Ростове-на-Дону, а архитектурное решение здания привело к развитию событий, как при знаменитом историческом поджоге. Более чем за 200 лет до нашей эры Архимед сжег римский флот, направив множество солнечных зайчиков на осаждавшие Сиракузы корабли. Полностью остекленный фасад торгового центра образовывал вогнутую поверхность, которая сконцентрировала солнечные лучи на припаркованном Лексусе. Этот пример я привел, чтобы показать: пожар в машине могут вызвать самые непредвиденные обстоятельства.
В конструкции современных автомобилей применено множество материалов, которые горят хорошо или очень хорошо. Практически все элементы салона относятся к горючим, да и в моторном отсеке также применено множество таких материалов. И, конечно, королем горючести является бензин, собственно, его для этого и придумали.
Если пожар начался, то первым делом его следует пробовать тушить, хотя не всегда это безопасно, да и не всегда возможно. А вот при «разборе полетов», да еще если машина застрахована, обязательно нужно определиться с тем, что явилось причиной пожара. Ну а мы вспомним все возможные причины пожара, чтобы предотвратить такие действия или бездействия, которые могут лишить вас автомобиля.
Заводские недостатки конструкции
Как ни странно, но даже при современном уровне проектирования и производства автомобилей потребители иногда сталкиваются с тем, что их автомобили небезопасны, в частности, возможно их возгорание. Тогда фирма-производитель проводит отзывную кампанию и бесплатно устраняет опасный дефект. Конечно, рейтинг фирмы это не поднимает, но куда важнее при этом предотвратить пожар, пусть в одном из тысячи автомобилей.
Неправильная мойка двигателя
Мойка мотора струей воды с большим напором и незащищенными узлами электрооборудования может привести к пожару. Как вода вызывает пожар? Все просто. Отсыревшие элементы системы зажигания выдают искру с перебоями. Форсунки исправно подают топливо в цилиндры, а оно там не сгорает, накапливаясь в каталитическом нейтрализаторе. А потом может последовать взрыв, нейтрализатор разнесет, а волна раскаленных газов подожжет мастику на дне машины или теплозащиту моторного отсека.
Неправильное обслуживание
При проведении технического обслуживания персонал может грубо нарушить правила техники безопасности в автосервисе, и при этом машина может сгореть прямо там, а то еще и вместе со всем сооружением. А бывают случаи, когда что-то не затянули или не загерметизировали. В результате происходит утечка легковоспламеняющегося топлива. Лично дважды участвовал в устранении подобных утечек. Один раз причиной стали незащелкнутые фиксаторы топливной трубки на фильтре — штуцер сорвало спустя 15 минут работы мотора. Сам фильтр при этом был расположен в моторном отсеке. Другой раз во время ремонтных работ на сервисе перекосили прокладку модуля бензонасоса. При первой же заправке «до полного» легковоспламеняющееся топливо ручьем потекло под машину. До пожара в обоих случаях не дошло.
Взрыв аккумулятора
Водород, выделяющийся из аккумулятора при зарядке или «прикуривании», может взорваться, да так, что с батареи сорвет верхнюю крышку. Все вокруг окажется в кислоте. При этом от пламени в момент взрыва могут заняться и элементы в моторном отсеке. Ни в коем случае не допускайте искр возле аккумулятора.
Заполненный доверху топливный бак
Если сразу после заправки «под горлышко» оставить машину на солнышке в жаркий день, то топливо от нагревания начнет расширяться и капать из заливной горловины. Достаточно случайной искры или хулиганского окурка, как пожар станет неминуем. Так можно залить бензин не только из канистры, но и с помощью пистолета на обычной АЗС.
Воспламенение от перегретого каталитического нейтрализатора
Перегрев каталитического нейтрализатора возможен из-за выхода из строя свечи зажигания или льющей форсунки. При этом догорание топлива происходит не в цилиндре, а в каталитическом нейтрализаторе. Он разогревается до слишком высокой температуры и может поджечь мастику на днище (особенно свеженанесенную). Следите за исправностью систем питания и зажигания и не игнорируйте заметных неполадок в двигателе, когда загорается сигнализатор Check Engine.
Сухая трава и нейтрализатор
После интенсивной езды в жару корпус каталитического нейтрализатора разогревается до весьма высоких температур. Достаточно свернуть с асфальта и поставить машину на полянку с высокой сухой травой, как можно будет с ней (с машиной!) распрощаться. Загорится трава, а вслед за ней и машина.
Утечка бензина под капотом
Любая утечка бензина под капотом опасна, так как его может поджечь случайная искра, а попадание на раскаленный выпускной коллектор однозначно вызовет пожар. Ведь температура самовоспламенения бензина около 250 градусов. А коллектор порой светится вишневым цветом. Нагревается до 600 градусов. Совет один — не допускайте утечек топлива, особенно бензина.
Использование пусковых жидкостей
Если перелить во впускной тракт двигателя так называемую Starting Fluid, вполне возможно получить вспышку, которая подожжет весь моторный отсек. Соблюдайте инструкцию к средству, а вообще, исправный двигатель должен пускаться безо всех ухищрений.
Замыкание проводки
Этот дефект особенно опасен, если владелец, пренебрегая предупреждением в виде перегоревшего предохранителя, ставит другой, да помощнее. Провода, перегревшись, начинают плавить изоляцию, и она может загореться. Новый предохранитель ставят только после устранения причины замыкания.
Зарядные устройства «под прикуриватель» и нештатные гаджеты
Неприятно, если очень некачественное изделие, будь то обогреваемый током чехол на сиденье или тепловентилятор, расплавят и подожгут гнездо прикуривателя. Но еще хуже, если это неродные магнитолы, усилители и прочая цветомузыка. Их стараются подключать толстенными проводами непосредственно к аккумулятору. И вот если в такой цепи произойдет замыкание, то пожара не миновать. Рекомендую только профессиональное подключение, и желательно через предохранители.
Хлам в машине
Известны случаи, когда банка с водой в машине, оставленной на летнем солнце, сыграла роль линзы и подожгла элементы салона.
Зажигалка
Оставленная в жару на панели приборов газовая зажигалка может взорваться от перегрева. А займется или нет салон от этого источника открытого пламени — вопрос везения.
Газовая система
Газобаллонная система питания автомобиля, особенно установленная не на заводе-производителе автомобиля, несет определенную угрозу. Например, в системе предусмотрены предохранительные клапаны, не позволяющие превысить давление в баллоне. Но стравливают они газ чаще всего в багажное отделение. А если туда заглянуть держа в руках сигарету? Помните, что автомобиль на газу требует неукоснительного соблюдения мер противопожарной безопасности.
Антифриз
Экспертиза «За рулем» показала, что некачественные антифризы могут гореть при температуре меньше 100 градусов. Представьте, что такой антифриз подтекает на элементы системы выпуска — вот и готовый пожар.
Телогрейка
Зимой многие утепляют моторный отсек, чтобы двигатель медленнее остывал. Но одно дело — фирменное, негорючее автоодеяло, а другое — промасленная телогрейка, наброшенная на движок. Не делайте так во избежание пожара.
Пожар на заправке
Причин пожара на АЗС множество. Нужно соблюдать простейшие правила — не курить, не использовать пластиковые емкости, которые могут вызвать искрообразование вследствие статического разряда.
Окурок
Известны случаи, когда окурок, выброшенный водителем в окно на скорости, тут же залетал в салон сквозь проем опущенного стекла задней двери, и там начинался пожар. Еще бывало, что окурок затягивало в воздухозаборник двигателя заднемоторного автомобиля. Загореться в такой ситуации могли и Запорожец, и Порше.
Авария
При аварии могут быть разорваны любые топливные магистрали, может потерять герметичность топливный бак. Достаточно случайной искры от перебитых жгутов проводов, и растекающаяся бензиновая лужа превратится в огненную стену. Совет один. Если можете, постарайтесь побыстрее покинуть автомобиль. А если вы очевидец, но не можете достать людей из искореженной машины, то побыстрее скиньте клемму с аккумулятора. Только убедитесь, что эта клемма уже не мокрая от бензина…
Поджог
Самый отвратительный пожар в автомобиле, по крайней мере с моральной точки зрения, — это поджог. Конечно, возможны разные варианты развития событий и отношений между людьми. Но я слишком люблю автомобили, слишком уважаю вложенный в них труд людей и никогда не одобрю такой способ разрешения конфликта. Совет простой, не конфликтуйте в своем, да и в чужом дворе, на дороге (при подъезде к дому) и просто на любой парковке.
В заключение хочу пожелать вам, чтобы искорка проскакивала в вашей машине только в свечах зажигания да в ваших глазах от удовольствия пользования исправным автомобилем.
Источник