[汽車之家 技術] 想了半天這篇文章開頭要怎么寫,索性還是直入主題吧。前兩天,一輛剛上市的大眾GTI發(fā)生了自燃,自燃的是一輛用于4S店的培訓車,從車況來說,也就是剛下線的新車,圖片中可以看出,過火主要集中在發(fā)動機艙內(nèi),沒有碰撞,環(huán)境溫度也不高,這火是怎么著的?通過大眾發(fā)來的幾張現(xiàn)場照片我們還真就替大眾找到了起火的原因!
從發(fā)動機艙蓋燒糊的部位很多人都推斷出是排氣系統(tǒng)的高溫導致了自燃的發(fā)生,其實,這只說對了一半,接下來,又有人順著這樣的推測結合易導致自燃的情形推斷出了油液滴漏在排氣管上的“原委”,看到這,我們覺得這些沒有根據(jù)的猜測可能會引發(fā)一些用戶不必要的恐慌,好了,我們現(xiàn)在來說說這輛高爾夫GTI為什么會著火,它跟你想的還真不太一樣。
嶄新的培訓車就意味著與傳統(tǒng)意義上大家認知中的因車況差導致的自燃并不是一回事,另外,車輛行駛發(fā)生了自燃,也就是說沒有碰撞,所以,外力導致的管路破損進而油液泄漏引發(fā)的火災在這次事故中是子虛烏有的事。
打開發(fā)動機艙蓋后,看到了滅火器粉末幾乎覆蓋了整個發(fā)動機艙,盡管過火面積不大,但通常情況下這對于著火車的修復還是比較麻煩的,燒壞的部件直接換新的就行,但干粉末清除起來卻十分棘手,需要用大量的水才能沖干凈,而且揚起的粉塵對環(huán)境和施工者有一定影響。
● 究竟是什么被引燃了?
圖片中展示了排氣管路的狀態(tài),從表面灰白色的殘留物可以看出是某個東西落在了炙熱的排氣管上并產(chǎn)生了明火,進而引燃了附近的橡膠件和塑料件,通過和一輛完好的高爾夫GTI對比發(fā)現(xiàn),排氣管附近的ESP護板不見了,很可能就是這塊護板脫落至排氣管隨即引發(fā)了后續(xù)的著火,而一份來自一汽-大眾的起火報告也說明了這點,報告中稱“排氣管上的殘留物與ESP護板成分類似”,而沒有燃燒殆盡的護板則落在了副車架上。
● 隔板為什么會掉?
隔板是通過一個塑料卡子進行固定的,盡管通過這樣的卡子能夠?qū)⒏舭宸(wěn)穩(wěn)的固定在基座上,但從穩(wěn)定性和耐用性來說,卻遠不及螺栓的固定方式,而這次起火事故正是因4S店在培訓過程中安裝不到位導致了隔板的脫落,這才使得隔板落在了排氣管上。
4S店的這次裝配不到位其實在一定程度上也說明了隔板在安裝時卡子的固定位置存在不清晰的情況,因為它不像螺栓可以通過限制擰緊力矩來把控裝配質(zhì)量,而更多的是依靠安裝人員的主觀感覺,從常理上來說,這種卡子在完全卡住基座時有個回位的過程,此時就會發(fā)出較清脆的響聲,大多數(shù)情況下,裝配人員都是通過這個響聲來判斷是否安裝穩(wěn)固。所以,如果在維修過程中人為拆卸過這個隔板,又如果安裝不到位,就可能出現(xiàn)隔板脫落。
而隨著車齡的增長,或幾經(jīng)拆裝,卡子可能會出現(xiàn)一定程度的疲勞,這也會增加隔板脫落的風險?吹竭@,或許我們也可以給出一個結論,ESP的這塊隔板用塑料卡子進行固定的確存在可能脫落的風險,進而存在隔板落在排氣管處引發(fā)起火的可能。
● 為什么要裝這塊隔板?
隔板的作用都是為了避免ESP總成遭受排氣管的直接烘烤。對于ESP來說,本體具備一定的抗熱能力,這個隔板更多的是保護塑料材質(zhì)的插頭以及橡膠材質(zhì)的線束和端子的橡膠密封件,如果它們長期被高溫直接烘烤,有可能在短時間內(nèi)導致密封件的失效或者橡膠材質(zhì)的老化。其實這塊隔板由來已久,我們找到了上一代高爾夫GTI車型,在第6代車型中,ESP也都裝配了類似的隔板。
● 為什么第6代車型沒有出現(xiàn)隔板被引燃的情況?
這兩代車型雖然發(fā)動機型號相同(同為EA888 2.0T發(fā)動機),但第7代車型使用的是第3代EA888發(fā)動機,全新的EA888發(fā)動機在高爾夫GTI上依舊沿用反置布局,即進氣在前、排氣在后。表面上看,發(fā)動機的布置沒什么差別,難道是新發(fā)動機的發(fā)熱量更大嗎?
◆ 全新的發(fā)動機對隔板造成更大的受熱壓力?
首先可以肯定的是全新的發(fā)動機對隔板造成的受熱壓力更大,但這并不意味著發(fā)動機本身的發(fā)熱量就大,這里說的受熱壓力指的是這塊隔板。
第3代EA888發(fā)動機的技術亮點我們以前也曾多次提及,但讓人意想不到的是,也正是這其中的技術亮點,對這塊隔板的受熱帶來了更直接的影響。
從表面上來看,排氣歧管被集成在缸蓋內(nèi)減少了排氣的散熱面積,被“窩在”缸蓋內(nèi)的排氣歧管又會導致發(fā)動機整體溫度升高,然而事實并非如此,通過有效的熱管理,排氣溫度會與冷卻系統(tǒng)實現(xiàn)交換,這樣比傳統(tǒng)的歧管形式更智能,所以,并不會導致渦輪部分的溫度過高,這樣的設計主要是通過對排氣熱能的管理來改善冷啟動的排放(冷車時通過盡快提溫的方式讓三元催化器達到最佳工作溫度,這樣做都是被未來執(zhí)行的歐盟排放法規(guī)逼的),現(xiàn)在很多廠商都在采用類似的設計理念。不過,渦輪的位置確實比之前要高了。而與缸蓋直接連接的渦輪,在發(fā)動機正常工作時,它的表面溫度確實很高。◆ 更高的渦輪位置只是其中一個原因,另一個原因更關鍵
問題的另一個關鍵在于橫置的第3代EA888發(fā)動機調(diào)整了進氣和排氣管路的路徑布置,管路布置的改變?yōu)榭赡苊撀涞母舭逄峁┝撕罄m(xù)起火的可能,通過圖片比較容易說清楚這點。
第3代EA888發(fā)動機采用了更短的氣道設計,因此,在空氣濾清器位置不變的情況下,就需要調(diào)轉(zhuǎn)渦輪的進排氣方向,讓渦輪的進氣側轉(zhuǎn)向空氣濾清器一側,隨即溫度更高的排氣側便朝向了ESP一側。
另外需要注意的是,歧管集成的理念導致渦輪本身的布置位置更高(而老EA888發(fā)動機的排氣歧管連同渦輪則被置于相對靠下的位置),三元催化器以及管路也就只好布置在了ESP斜下方。由此看來,在隔板出現(xiàn)脫落時,就很容易與溫度較高的排氣管和三元催化器接觸,這也就是新EA888發(fā)動機更容易出現(xiàn)類似起火隱患的原因。
我們測試渦輪的部位是進氣側區(qū)域,這個部位是隔板在脫落時會觸及的部位,而整個隔板所受到的溫度壓力則來自斜下方的排氣管路。
● 如何改進?
除了確保正確的安裝工序外,改善隔板的加固條件是避免脫落的最有效方式。就像我一開始提到的螺栓連接方式,這個位置因發(fā)動機設計的改變變得敏感了,所以,應該提高部件的穩(wěn)固程度。
● 有關大眾GTI起火事件的其他思考
在研究完這輛車的起火原因后我又在想另一個問題,為什么之前的EA888發(fā)動機不直接做成短進氣道的形式?一張官方的發(fā)動機圖片給了我一些啟發(fā)。
我們都知道,無論新老,EA888發(fā)動機在不同車型上有橫置和縱置之分,像奧迪A4L、Q5這些出自MLB縱置平臺的車型,而出自MQB平臺的奧迪A3、大眾高爾夫、凌渡的EA888發(fā)動機則是橫置布局。同一款發(fā)動機在不同平臺上使用同樣是模塊化的一種特性,這樣,似乎就能解釋為什么之前橫置EA888發(fā)動機要用那么長的進氣管的原因了。
對于直列縱置發(fā)動機來說,渦輪的方向一定要遵從實際的進排氣布置,渦輪的排氣側朝向車尾更利于排氣系統(tǒng)的布置,而進氣側則理所應當?shù)某蚯胺,在過去,同一機型無論是縱置還是橫置,發(fā)動機渦輪都采用了同樣的工程化設計,所以,像第6代高爾夫GTI車型中將發(fā)動機采用反置布局并橫置后,渦輪的進排氣方向就像你看到的那樣,那根長長的排氣管就是模塊化理念留下的印記。
現(xiàn)在,大眾的工程師針對MQB橫置化平臺優(yōu)化了渦輪的設計,從而縮短的進氣管路,更短的進氣管路在布置方面上更簡單,進氣的效率也更高。
從這個角度來看,大眾的平臺化、模塊化技術又有了一次進化,只不過,這個進化沒有引起外界的過多關注,以至于我們要通過這樣一次著火事件分析出背后的緣由。依靠塑料卡子進行固定的隔板倒更像是一個進化后的遺留問題,盡管這次起火事故是因為這輛培訓車在4S店進行ESP隔板的拆裝操作出現(xiàn)失誤造成,但如果能把固定方式做的更完善,這樣的失誤或許更容易避免或被及時發(fā)現(xiàn)。(文/汽車之家 李博旭)
其他導致車輛自燃的原因還有哪些?
實用型技術手冊(10)車輛為何會起火?
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