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一项轿车火灾全尺寸试验及数值调查比较

浏览次数: 日期:2015-03-16

l首届国际汽车火灾会议(FIVE)报告摘要

一项轿车火灾全尺寸试验及数值调查比较

Anja HofmannSimone Krüger,德国联邦材料研究与测试研究所

摘要

世界范围内,汽车防火安全性标准非常类似;汽车防火安全性标准可以追溯到早在20世纪60年代执行的美国标准FMVSS 302。该标准所述的试验仅测试轿车内部材料在小点火源(代表点烟器设备等同物)下的可燃性。但是在引入消防安全性标准后,汽车中塑料数量显著增大。

为了调查轿车火灾中达到耐受标准的时间,已进行一次大尺寸试验。发动机下方燃油池火点燃一辆五座轿车(1998年制造),以便模拟前部碰撞后的燃料火灾。

在乘客舱中测量温度及气体浓度,同时在驾驶员座椅上放置假人。假人配备可拆卸气体探测传感器及几个热电偶。同时,通过20个热电偶测量乘客舱内的温度。已经对乘客在这种情况下有多长时间可用于逃生以及烟雾或热量是否首先构成危险进行调查。图1显示发动机下方燃烧的轿车,假人放置于驾驶员座椅,以及温度及气体测量的连接方式。图2显示点燃20分钟后的火灾情况。

通过一个1微米颗粒过滤器(直接位于探测传感器后面),将样气传输到FTIR光谱计。在轿车火灾的整个过程中,在线测量FTIR光谱,光谱计气室保持50°C的气体温度,分辨率保持8 cm-1。按照烟雾中含有的相关化学物质,校准光谱计,以便能够定量评估烟雾气体浓度。

1:大尺寸试验,通过燃料池点燃

图2:点燃20分钟后的火灾情况

 

试验表明,轿车塑料部件的燃烧产生大量有毒烟雾气体组分。必须在火灾发展的早期完成烟雾气体组分的调查,这是因为对于乘客而言,火灾发展早期的烟雾是最危险的组分。此后,轿车中的温度将升高到足以致命的程度,即在火灾后期,烟雾不再是主要的致命原因。

另外,已进行数值调查,计算轿车火灾过程中的温度及烟雾发展。第5版火灾动态模拟器(FDS)(由NIST开发)已被用于进行此项计算。已使用塑料轿车部件进行若干次试验,以便获得数值计算的材料输入数据。数值及试验结果显示良好的一致性。

但是,可以证明火灾的发展很大程度上取决于通风情况(即轿车车窗破碎时)及外部天气情况;以及轿车材料。假定在轿车中使用火车材料的比较数值计算,预测允许更长的逃生时间及在火灾的前几分钟内乘客舱内更低的温度。

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