[汽車之家 技術(shù)] 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(xùn)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(dòng)機(jī)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(chǎng)照片我們還真就替大眾找到了起火的原因!
從發(fā)動(dòng)機(jī)艙蓋燒糊的部位很多人都推斷出是排氣系統(tǒng)的高溫導(dǎo)致了自燃的發(fā)生,其實(shí),這只說對(duì)了一半,接下來,又有人順著這樣的推測(cè)結(jié)合易導(dǎo)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(cè)可能會(huì)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(huì)著火,它跟你想的還真不太一樣。
嶄新的培訓(xùn)車就意味著與傳統(tǒng)意義上大家認(rèn)知中的因車況差導(dǎo)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(dǎo)致的管路破損進(jìn)而油液泄漏引發(fā)的火災(zāi)在這次事故中是子虛烏有的事。
打開發(fā)動(dòng)機(jī)艙蓋后,看到了滅火器粉末幾乎覆蓋了整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)艙,盡管過火面積不大,但通常情況下這對(duì)于著火車的修復(fù)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(yáng)起的粉塵對(duì)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(gè)東西落在了炙熱的排氣管上并產(chǎn)生了明火,進(jìn)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(duì)比發(fā)現(xiàn),排氣管附近的ESP護(hù)板不見了,很可能就是這塊護(hù)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(bào)告也說明了這點(diǎn),報(bào)告中稱“排氣管上的殘留物與ESP護(hù)板成分類似”,而沒有燃燒殆盡的護(hù)板則落在了副車架上。
● 隔板為什么會(huì)掉?
隔板是通過一個(gè)塑料卡子進(jìn)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(yuǎn)不及螺栓的固定方式,而這次起火事故正是因4S店在培訓(xùn)過程中安裝不到位導(dǎo)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(shí)在一定程度上也說明了隔板在安裝時(shí)卡子的固定位置存在不清晰的情況,因?yàn)樗幌衤菟ǹ梢酝ㄟ^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(shí)有個(gè)回位的過程,此時(shí)就會(huì)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(gè)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(gè)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(zhǎng),或幾經(jīng)拆裝,卡子可能會(huì)出現(xiàn)一定程度的疲勞,這也會(huì)增加隔板脫落的風(fēng)險(xiǎn)?吹竭@,或許我們也可以給出一個(gè)結(jié)論,ESP的這塊隔板用塑料卡子進(jìn)行固定的確存在可能脫落的風(fēng)險(xiǎn),進(jìn)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(duì)于ESP來說,本體具備一定的抗熱能力,這個(gè)隔板更多的是保護(hù)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(zhǎng)期被高溫直接烘烤,有可能在短時(shí)間內(nèi)導(dǎo)致密封件的失效或者橡膠材質(zhì)的老化。其實(shí)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(dòng)機(jī)型號(hào)相同(同為EA888 2.0T發(fā)動(dòng)機(jī)),但第7代車型使用的是第3代EA888發(fā)動(dòng)機(jī),全新的EA888發(fā)動(dòng)機(jī)在高爾夫GTI上依舊沿用反置布局,即進(jìn)氣在前、排氣在后。表面上看,發(fā)動(dòng)機(jī)的布置沒什么差別,難道是新發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)熱量更大嗎?
◆ 全新的發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)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(dòng)機(jī)對(duì)隔板造成的受熱壓力更大,但這并不意味著發(fā)動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)的技術(shù)亮點(diǎn)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(shù)亮點(diǎn),對(duì)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(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)整體溫度升高,然而事實(shí)并非如此,通過有效的熱管理,排氣溫度會(huì)與冷卻系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)交換,這樣比傳統(tǒng)的歧管形式更智能,所以,并不會(huì)導(dǎo)致渦輪部分的溫度過高,這樣的設(shè)計(jì)主要是通過對(duì)排氣熱能的管理來改善冷啟動(dòng)的排放(冷車時(shí)通過盡快提溫的方式讓三元催化器達(dá)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(shè)計(jì)理念。不過,渦輪的位置確實(shí)比之前要高了。而與缸蓋直接連接的渦輪,在發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作時(shí),它的表面溫度確實(shí)很高。◆ 更高的渦輪位置只是其中一個(gè)原因,另一個(gè)原因更關(guān)鍵
問題的另一個(gè)關(guān)鍵在于橫置的第3代EA888發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)整了進(jìn)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(diǎn)。
第3代EA888發(fā)動(dòng)機(jī)采用了更短的氣道設(shè)計(jì),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(jìn)排氣方向,讓渦輪的進(jìn)氣側(cè)轉(zhuǎn)向空氣濾清器一側(cè),隨即溫度更高的排氣側(cè)便朝向了ESP一側(cè)。
另外需要注意的是,歧管集成的理念導(dǎo)致渦輪本身的布置位置更高(而老EA888發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣歧管連同渦輪則被置于相對(duì)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(shí),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(dòng)機(jī)更容易出現(xiàn)類似起火隱患的原因。
我們測(cè)試渦輪的部位是進(jìn)氣側(cè)區(qū)域,這個(gè)部位是隔板在脫落時(shí)會(huì)觸及的部位,而整個(gè)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(jìn)?
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(gè)位置因發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)的改變變得敏感了,所以,應(yīng)該提高部件的穩(wěn)固程度。
● 有關(guān)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(gè)問題,為什么之前的EA888發(fā)動(dòng)機(jī)不直接做成短進(jìn)氣道的形式?一張官方的發(fā)動(dòng)機(jī)圖片給了我一些啟發(fā)。
我們都知道,無論新老,EA888發(fā)動(dòng)機(jī)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(tái)的車型,而出自MQB平臺(tái)的奧迪A3、大眾高爾夫、凌渡的EA888發(fā)動(dòng)機(jī)則是橫置布局。同一款發(fā)動(dòng)機(jī)在不同平臺(tái)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(dòng)機(jī)要用那么長(zhǎng)的進(jìn)氣管的原因了。
對(duì)于直列縱置發(fā)動(dòng)機(jī)來說,渦輪的方向一定要遵從實(shí)際的進(jìn)排氣布置,渦輪的排氣側(cè)朝向車尾更利于排氣系統(tǒng)的布置,而進(jìn)氣側(cè)則理所應(yīng)當(dāng)?shù)某蚯胺剑谶^去,同一機(jī)型無論是縱置還是橫置,發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪都采用了同樣的工程化設(shè)計(jì),所以,像第6代高爾夫GTI車型中將發(fā)動(dòng)機(jī)采用反置布局并橫置后,渦輪的進(jìn)排氣方向就像你看到的那樣,那根長(zhǎng)長(zhǎng)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(duì)MQB橫置化平臺(tái)優(yōu)化了渦輪的設(shè)計(jì),從而縮短的進(jìn)氣管路,更短的進(jìn)氣管路在布置方面上更簡(jiǎn)單,進(jìn)氣的效率也更高。
從這個(gè)角度來看,大眾的平臺(tái)化、模塊化技術(shù)又有了一次進(jìn)化,只不過,這個(gè)進(jìn)化沒有引起外界的過多關(guān)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(jìn)行固定的隔板倒更像是一個(gè)進(jìn)化后的遺留問題,盡管這次起火事故是因?yàn)檫@輛培訓(xùn)車在4S店進(jìn)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(shí)發(fā)現(xiàn)。(文/汽車之家 李博旭)
其他導(dǎo)致車輛自燃的原因還有哪些?
實(shí)用型技術(shù)手冊(cè)(10)車輛為何會(huì)起火?
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