究竟是什么着了?
[汽车之家 技术] 想了半天这篇文章开头要怎么写,索性还是直入主题吧。前两天,一辆刚上市的大众GTI发生了自燃,自燃的是一辆用于4S店的培训车,从车况来说,也就是刚下线的新车,图片中可以看出,过火主要集中在发动机舱内,没有碰撞,环境温度也不高,这火是怎么着的?通过大众发来的几张现场照片我们还真就替大众找到了起火的原因!
从发动机舱盖烧糊的部位很多人都推断出是排气系统的高温导致了自燃的发生,其实,这只说对了一半,接下来,又有人顺着这样的推测结合易导致自燃的情形推断出了油液滴漏在排气管上的“原委”,看到这,我们觉得这些没有根据的猜测可能会引发一些用户不必要的恐慌,好了,我们现在来说说这辆高尔夫GTI为什么会着火,它跟你想的还真不太一样。
崭新的培训车就意味着与传统意义上大家认知中的因车况差导致的自燃并不是一回事,另外,车辆行驶发生了自燃,也就是说没有碰撞,所以,外力导致的管路破损进而油液泄漏引发的火灾在这次事故中是子虚乌有的事。
打开发动机舱盖后,看到了灭火器粉末几乎覆盖了整个发动机舱,尽管过火面积不大,但通常情况下这对于着火车的修复还是比较麻烦的,烧坏的部件直接换新的就行,但干粉末清除起来却十分棘手,需要用大量的水才能冲干净,而且扬起的粉尘对环境和施工者有一定影响。
● 究竟是什么被引燃了?
图片中展示了排气管路的状态,从表面灰白色的残留物可以看出是某个东西落在了炙热的排气管上并产生了明火,进而引燃了附近的橡胶件和塑料件,通过和一辆完好的高尔夫GTI对比发现,排气管附近的ESP护板不见了,很可能就是这块护板脱落至排气管随即引发了后续的着火,而一份来自一汽-大众的起火报告也说明了这点,报告中称“排气管上的残留物与ESP护板成分类似”,而没有燃烧殆尽的护板则落在了副车架上。
● 隔板为什么会掉?
隔板是通过一个塑料卡子进行固定的,尽管通过这样的卡子能够将隔板稳稳的固定在基座上,但从稳定性和耐用性来说,却远不及螺栓的固定方式,而这次起火事故正是因4S店在培训过程中安装不到位导致了隔板的脱落,这才使得隔板落在了排气管上。
4S店的这次装配不到位其实在一定程度上也说明了隔板在安装时卡子的固定位置存在不清晰的情况,因为它不像螺栓可以通过限制拧紧力矩来把控装配质量,而更多的是依靠安装人员的主观感觉,从常理上来说,这种卡子在完全卡住基座时有个回位的过程,此时就会发出较清脆的响声,大多数情况下,装配人员都是通过这个响声来判断是否安装稳固。所以,如果在维修过程中人为拆卸过这个隔板,又如果安装不到位,就可能出现隔板脱落。
而随着车龄的增长,或几经拆装,卡子可能会出现一定程度的疲劳,这也会增加隔板脱落的风险。看到这,或许我们也可以给出一个结论,ESP的这块隔板用塑料卡子进行固定的确存在可能脱落的风险,进而存在隔板落在排气管处引发起火的可能。
● 为什么要装这块隔板?
隔板的作用都是为了避免ESP总成遭受排气管的直接烘烤。对于ESP来说,本体具备一定的抗热能力,这个隔板更多的是保护塑料材质的插头以及橡胶材质的线束和端子的橡胶密封件,如果它们长期被高温直接烘烤,有可能在短时间内导致密封件的失效或者橡胶材质的老化。其实这块隔板由来已久,我们找到了上一代高尔夫GTI车型,在第6代车型中,ESP也都装配了类似的隔板。
● 为什么第6代车型没有出现隔板被引燃的情况?
这两代车型虽然发动机型号相同(同为EA888 2.0T发动机),但第7代车型使用的是第3代EA888发动机,全新的EA888发动机在高尔夫GTI上依旧沿用反置布局,即进气在前、排气在后。表面上看,发动机的布置没什么差别,难道是新发动机的发热量更大吗?
是什么导致了该部位的温度升高
◆ 全新的发动机对隔板造成更大的受热压力?
首先可以肯定的是全新的发动机对隔板造成的受热压力更大,但这并不意味着发动机本身的发热量就大,这里说的受热压力指的是这块隔板。
第3代EA888发动机的技术亮点我们以前也曾多次提及,但让人意想不到的是,也正是这其中的技术亮点,对这块隔板的受热带来了更直接的影响。
从表面上来看,排气歧管被集成在缸盖内减少了排气的散热面积,被“窝在”缸盖内的排气歧管又会导致发动机整体温度升高,然而事实并非如此,通过有效的热管理,排气温度会与冷却系统实现交换,这样比传统的歧管形式更智能,所以,并不会导致涡轮部分的温度过高,这样的设计主要是通过对排气热能的管理来改善冷启动的排放(冷车时通过尽快提温的方式让三元催化器达到最佳工作温度,这样做都是被未来执行的欧盟排放法规逼的),现在很多厂商都在采用类似的设计理念。不过,涡轮的位置确实比之前要高了。而与缸盖直接连接的涡轮,在发动机正常工作时,它的表面温度确实很高。◆ 更高的涡轮位置只是其中一个原因,另一个原因更关键
问题的另一个关键在于横置的第3代EA888发动机调整了进气和排气管路的路径布置,管路布置的改变为可能脱落的隔板提供了后续起火的可能,通过图片比较容易说清楚这点。
第3代EA888发动机采用了更短的气道设计,因此,在空气滤清器位置不变的情况下,就需要调转涡轮的进排气方向,让涡轮的进气侧转向空气滤清器一侧,随即温度更高的排气侧便朝向了ESP一侧。
另外需要注意的是,歧管集成的理念导致涡轮本身的布置位置更高(而老EA888发动机的排气歧管连同涡轮则被置于相对靠下的位置),三元催化器以及管路也就只好布置在了ESP斜下方。由此看来,在隔板出现脱落时,就很容易与温度较高的排气管和三元催化器接触,这也就是新EA888发动机更容易出现类似起火隐患的原因。
我们测试涡轮的部位是进气侧区域,这个部位是隔板在脱落时会触及的部位,而整个隔板所受到的温度压力则来自斜下方的排气管路。
● 如何改进?
除了确保正确的安装工序外,改善隔板的加固条件是避免脱落的最有效方式。就像我一开始提到的螺栓连接方式,这个位置因发动机设计的改变变得敏感了,所以,应该提高部件的稳固程度。
● 有关大众GTI起火事件的其他思考
在研究完这辆车的起火原因后我又在想另一个问题,为什么之前的EA888发动机不直接做成短进气道的形式?一张官方的发动机图片给了我一些启发。
我们都知道,无论新老,EA888发动机在不同车型上有横置和纵置之分,像奥迪A4L、Q5这些出自MLB纵置平台的车型,而出自MQB平台的奥迪A3、大众高尔夫、凌渡的EA888发动机则是横置布局。同一款发动机在不同平台上使用同样是模块化的一种特性,这样,似乎就能解释为什么之前横置EA888发动机要用那么长的进气管的原因了。
对于直列纵置发动机来说,涡轮的方向一定要遵从实际的进排气布置,涡轮的排气侧朝向车尾更利于排气系统的布置,而进气侧则理所应当的朝向前方,在过去,同一机型无论是纵置还是横置,发动机涡轮都采用了同样的工程化设计,所以,像第6代高尔夫GTI车型中将发动机采用反置布局并横置后,涡轮的进排气方向就像你看到的那样,那根长长的排气管就是模块化理念留下的印记。
现在,大众的工程师针对MQB横置化平台优化了涡轮的设计,从而缩短的进气管路,更短的进气管路在布置方面上更简单,进气的效率也更高。
从这个角度来看,大众的平台化、模块化技术又有了一次进化,只不过,这个进化没有引起外界的过多关注,以至于我们要通过这样一次着火事件分析出背后的缘由。依靠塑料卡子进行固定的隔板倒更像是一个进化后的遗留问题,尽管这次起火事故是因为这辆培训车在4S店进行ESP隔板的拆装操作出现失误造成,但如果能把固定方式做的更完善,这样的失误或许更容易避免或被及时发现。(文/汽车之家 李博旭)
其他导致车辆自燃的原因还有哪些?
实用型技术手册(10)车辆为何会起火?
//www.autohome.com.cn/tech/201305/519207.html