TR100自卸車自燃原因分析及其防治措施

李 福 明， 徐 潤 邦， 豐 佳 兵， 劉 明 銘

(中國水利水電第十工程局有限公司，四川 成都 610072)

1 概 述

緬甸萊比塘銅礦項(xiàng)目地處熱帶季風(fēng)氣候地區(qū)，常年氣溫較高，特別是每年的4、5月氣溫高達(dá)40 ℃以上。項(xiàng)目先后引進(jìn)了79臺(tái)北方重工生產(chǎn)的TR100礦用自卸車，該車型為適合于寒冷地區(qū)使用的車型，均設(shè)置有煙道分流器。TR100自卸車在萊比塘項(xiàng)目使用過程中出現(xiàn)了多次自燃事故，由于TR100設(shè)備大，盲區(qū)多，自燃初期往往不易察覺，待發(fā)現(xiàn)時(shí)基本上已到濃煙較大、火勢(shì)較猛的地步了，給自卸車安全運(yùn)行和駕駛員生命安全造成了嚴(yán)重威脅，不僅造成車輛損傷的直接經(jīng)濟(jì)損失，同時(shí)增加了維修時(shí)間，耽誤了生產(chǎn)，增加了成本，降低了經(jīng)濟(jì)效益。

2 TR100自卸車自燃原因分析及采取的防治措施

設(shè)備自燃必須具備兩個(gè)條件：一是要有火源，如電氣短路打出的火花、電器內(nèi)部老化產(chǎn)生失效性接地短路使供電線束過熱而產(chǎn)生自燃，易燃物接觸高溫物體產(chǎn)生燃燒、煙道分流器密封不好時(shí)燃燒的燃油外泄形成火焰等；二是要有可燃物，如維修過程中沒有清理干凈的油棉紗、油破布、機(jī)件表面的油污、橡膠管路、各種塑料配件及自卸車自身攜帶的各種油料等[1]。筆者詳述如下：

2.1 電氣短路造成的自燃

從TR100自卸車整體結(jié)構(gòu)看，其在人性化操作方面較完善，操作較舒適，故其電控部分用得比較多，從而使車輛大量使用了導(dǎo)線及電器元件，但電路接觸點(diǎn)較多，長期運(yùn)行后松弛移位、接觸不良等造成打火、短路等產(chǎn)生火花。

緬甸萊比塘銅礦項(xiàng)目TR100自卸車的主電源供電導(dǎo)線系統(tǒng)和充電導(dǎo)線系統(tǒng)沒有保險(xiǎn)片，而是直接從蓄電池到主電源繼電器、再到啟動(dòng)馬達(dá)，充電線路則是從發(fā)電機(jī)到啟動(dòng)馬達(dá)。因發(fā)動(dòng)機(jī)功率大、缸徑大，導(dǎo)致起動(dòng)阻力也大，所以，啟動(dòng)馬達(dá)的功率也大，為2個(gè)9.5 kW的啟動(dòng)馬達(dá)，主電源正極導(dǎo)線采用2根70 mm2的多股銅芯導(dǎo)線連接。由于最早進(jìn)場(chǎng)的35臺(tái)TR100自卸車的主電源導(dǎo)線束被設(shè)計(jì)為經(jīng)過發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管正上方，且距發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管很近，最近處僅約30 cm，主電源導(dǎo)線束除自身絕緣層外，沒有隔熱導(dǎo)管保護(hù)。在受到排氣管高溫長期炙烤下，該線束絕緣層加速老化變的脆硬，且該線束的固定卡只有一個(gè)，線卡亦受到排氣管高溫的長期炙烤，容易疲勞折斷。線卡一旦斷裂，則線束就會(huì)直接掉到排氣管上，由于排氣管的溫度高(當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)達(dá)到230 ℃～410 ℃)，線束的絕緣層將被輕易燙化而導(dǎo)致接地短路。

另外，由于該主電源線束的線卡固定只有一個(gè)，車輛在行駛中線束會(huì)產(chǎn)生相對(duì)晃動(dòng)，容易造成老化的絕緣層脫落，進(jìn)而造成線束絕緣層破壞而導(dǎo)致接地短路。因該電源主線束要求導(dǎo)電電流大，故其線徑大，一旦該線束接地短路時(shí)就不易被熔斷，而接地短路時(shí)產(chǎn)生的火花也易引燃周圍橡膠油管及機(jī)件上殘留的油污或空氣濾清器的塑料件，進(jìn)而引發(fā)自燃。

由于設(shè)備大，自燃初期較難發(fā)現(xiàn)，如果初期沒有發(fā)現(xiàn)自燃，待火勢(shì)加大時(shí)很難將火勢(shì)控制住，從而給設(shè)備造成損失。由于設(shè)備高度太高，對(duì)駕駛員逃生不利，進(jìn)而給駕駛員的生命安全造成嚴(yán)重危脅。

對(duì)于電器線路短路產(chǎn)生火花引發(fā)自燃的情況。短路會(huì)造成電路中電流瞬時(shí)增大，將電路中的保險(xiǎn)片熔斷，從而及時(shí)切斷電路、抑制火災(zāi)。因此，在修理時(shí)必須嚴(yán)格采用相同規(guī)格的保險(xiǎn)片更換被熔斷的保險(xiǎn)片，禁止使用銅絲直接將線路接通[2]，從而有效地阻止了一般電器短路造成的自燃危害。

對(duì)于固定線束的線卡晃動(dòng)或斷裂使線束絕緣層破壞產(chǎn)生短路自燃的情況[3]，可以在主電源線束外面用同等直徑且耐高溫的絕緣導(dǎo)管套在線束外面以增加耐高溫的等級(jí)，保護(hù)線束絕緣層不至于快速老化、脫落。同時(shí)，將固定主電源線束的線卡增加3個(gè)，兩線卡之間的距離保持在40 cm之內(nèi)。先用電焊在車架上點(diǎn)焊螺栓并做防銹處理，再在螺栓上將線卡安裝牢固。改造后使線卡不松動(dòng)、主電源線束不晃動(dòng)，既便在意外斷裂一個(gè)線卡的情況下，還有其他線卡可以將主電源線束牢牢地固定住，從而避免了主電源線束掉到排氣管上的情況發(fā)生。平時(shí)，點(diǎn)檢人員還應(yīng)認(rèn)真負(fù)責(zé)地進(jìn)行這些線束的檢查工作，每天都應(yīng)該看一下線卡是否有松動(dòng)的跡像，絕緣層有沒有破損，從而避免因主線束絕緣破壞、接地短路產(chǎn)生的火源引發(fā)自燃事故。

2.2 電器件長期使用導(dǎo)致其內(nèi)部產(chǎn)生老化、失效、短路造成的自燃

TR100自卸車上的預(yù)潤滑馬達(dá)及啟動(dòng)馬達(dá)長期使用后出現(xiàn)電樞軸承損壞造成電樞掃膛接地或磁場(chǎng)線圈短路接地時(shí)，將造成巨大的短路電流從主電源線束中流過，進(jìn)而引起主電源線束短時(shí)間內(nèi)過熱而自燃[4]；或是預(yù)潤滑壓力開關(guān)不能斷開，預(yù)潤滑繼電器開關(guān)觸點(diǎn)燒結(jié)而發(fā)生熔焊、導(dǎo)致預(yù)潤滑馬達(dá)長時(shí)間轉(zhuǎn)動(dòng)無法停止等造成預(yù)潤滑馬達(dá)供電線路過熱引發(fā)自燃。這些部件的內(nèi)部故障往往帶有隱蔽性，故障發(fā)生前，一般憑眼睛直接檢查外觀是不容易發(fā)現(xiàn)的，但在啟動(dòng)時(shí)隨時(shí)都可能發(fā)生短路情況而造成自燃。如何避免此類自燃事件的發(fā)生呢？這就要求駕駛員應(yīng)嚴(yán)格遵守操作規(guī)程，當(dāng)起動(dòng)鑰匙旋轉(zhuǎn)到起動(dòng)位置后，如果只聽見預(yù)潤滑繼電器吸合的聲音，而沒有聽到預(yù)潤滑馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)的聲音，這時(shí)應(yīng)立即關(guān)閉起動(dòng)鑰匙，馬上去查看一下線束是否有冒煙的地方，是否聞到焦糊味，用手感受一下馬達(dá)的供電線束及馬達(dá)殼體局部是否有發(fā)熱等異常現(xiàn)象，因?yàn)槎搪冯娏髂軌蚴柜R達(dá)殼體內(nèi)的短路接地點(diǎn)和馬達(dá)的供電線束短時(shí)間過熱。如果發(fā)現(xiàn)異?，F(xiàn)象，應(yīng)馬上報(bào)修。另外，使用起動(dòng)馬達(dá)時(shí)，每次的時(shí)間應(yīng)不超過30 s，如果第一次沒有起動(dòng)成功，必須關(guān)閉鑰匙開關(guān)等待2 min后才能再次起動(dòng)。如果兩次起動(dòng)不成功，就應(yīng)該關(guān)閉鑰匙開關(guān)，馬上報(bào)修，待查明故障原因后才能再次起動(dòng)。維修人員也要定期對(duì)起動(dòng)馬達(dá)進(jìn)行拆檢，做到預(yù)見性維修。如此實(shí)施，即能避免電器內(nèi)部因長期使用老化原因產(chǎn)生失效短路而引發(fā)的自燃事故。

2.3 高溫高壓液壓油泄漏造成的自燃

由于TR100的發(fā)動(dòng)機(jī)均為帶雙渦輪增壓器的發(fā)動(dòng)機(jī)。在重載上坡時(shí)，由于載重量大，坡度陡，要求發(fā)動(dòng)機(jī)必須大功率輸出，從而導(dǎo)致渦輪增壓器排氣側(cè)容易產(chǎn)生高溫，加之工程區(qū)氣候炎熱，熱量不易散失，經(jīng)測(cè)量，渦輪增壓器排氣側(cè)表面的溫度最高可達(dá)536 ℃。由于設(shè)備的制動(dòng)系統(tǒng)和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)均使用液壓油，且制動(dòng)系統(tǒng)的工作壓力達(dá)到1 200 psi,轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的工作壓力達(dá)到2 300 psi,車輛正常行駛一段時(shí)間后液壓油的溫度一般都在60 ℃～80 ℃左右。對(duì)于有的發(fā)生液壓系統(tǒng)故障的礦運(yùn)車，其液壓油溫度可以達(dá)到100℃。因此，如果在炎熱季節(jié)發(fā)生渦輪增壓器排氣側(cè)附近的液壓油管破裂，那么，在高溫高壓下液壓油將會(huì)成柱狀或霧狀噴出,一旦噴到渦輪增壓器的排氣側(cè)表面，在536℃高溫的作用下，液壓油馬上就會(huì)汽化、甚至燃燒(根據(jù)標(biāo)號(hào)不同，液壓油的燃點(diǎn)為250 ℃～350 ℃)，進(jìn)而引燃發(fā)動(dòng)機(jī)室周圍的橡膠件油管及空濾外殼等塑料件，這些燃燒的橡膠件與塑料件還可能會(huì)將柴油管及柴油、變速箱油冷器軟管及變速箱油點(diǎn)燃，導(dǎo)致火情加重。

為避免由此產(chǎn)生自燃事故，項(xiàng)目部采用石棉隔熱墊將渦輪增壓器的排氣側(cè)及排氣管全部包裹住的措施予以防治，既使排氣管達(dá)到410℃的高溫，加了石棉隔熱墊以后，實(shí)測(cè)石棉墊的表面溫度最多為130 ℃，既使有液壓油噴到上面也不會(huì)被點(diǎn)燃，從而避免了高溫高壓液壓油噴濺到渦輪增壓器排氣側(cè)及排氣管高溫表面帶來的自燃事故。比如超大型挖掘機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)室和液壓泵室是分開成為獨(dú)立的兩個(gè)部分，其兩者中間用鐵板隔開就是為了避免正常工作中液壓油管爆裂、高溫高壓液壓油噴射到高溫增壓渦輪排氣側(cè)及高溫排氣管上而產(chǎn)生火情。

2.4 燃燒不完全的燃油從煙道分流器泄漏造成的自燃

TR100自卸車由于長時(shí)間工作后或噴油器自身質(zhì)量問題，其噴油器及其相關(guān)部件會(huì)有不同程度的磨損，從而造成發(fā)動(dòng)機(jī)噴油器燃油噴射時(shí)霧化不好或不霧化或噴油量過多而引起燃油燃燒不完全等情況。這些燃燒不完全的燃油會(huì)隨著發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣進(jìn)入高溫的排氣管道后再次燃燒，在煙道分流器密封很好的情況下，燃燒的燃油會(huì)在消聲器出口處形成火焰、消失在空氣里，這就是為什么有的車輛排氣管出口處會(huì)冒出火苗的原因。這時(shí)的自卸車不會(huì)發(fā)生自燃，因?yàn)榛鹧娌荒芤计渌扇嘉?，形不成自燃。但是，?dāng)煙道分流器密封不嚴(yán)或是排氣管有破損時(shí)，這些燃燒著的燃油就會(huì)從煙道分流器或排氣管破裂處泄漏出來，從而引燃周圍的電源主線束或橡膠油管，還會(huì)造成電源主線束的絕緣層熔化而產(chǎn)生接地短路，進(jìn)而引發(fā)更大面積的燃燒，使火勢(shì)擴(kuò)大，引發(fā)更嚴(yán)重的自燃事故。

為避免此類事故的發(fā)生，必須提高駕駛員在駕駛過程中對(duì)TR100自卸車在動(dòng)力方面的認(rèn)知度：如果噴油器霧化不好或噴油量過多、燃燒不完全時(shí)，則表現(xiàn)為發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力不足并伴隨排氣管口冒黑色濃煙，或發(fā)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)低速運(yùn)行時(shí)抖動(dòng)嚴(yán)重即應(yīng)及時(shí)報(bào)修。另外，點(diǎn)檢人員日常點(diǎn)檢時(shí)應(yīng)密切關(guān)注自卸車的煙道分流器及排氣管周圍有沒有煙熏后變黑的痕跡，如果有煙熏變黑的痕跡，那么煙道分流器或排氣管就可以確定有泄漏或破裂，這時(shí)必須及時(shí)檢修煙道分流器及排氣管，找到破損處并予以修復(fù)；并重點(diǎn)檢查在煙熏變黑的范圍內(nèi)是否有電源主線束或其它電氣線路的絕緣層因高溫受損，若有，必須及時(shí)做絕緣維修處理或更換線纜。

3 結(jié) 語

萊比塘工程區(qū)氣候炎熱，而TR100自卸車是寒冷地區(qū)使用的車型，散熱效果不佳，車上的橡膠件及塑料件被大量使用，導(dǎo)致平時(shí)維修工作結(jié)束后必須全部清理滯留的棉紗、破布及機(jī)件表面的殘留油污；點(diǎn)檢人員必須注重日常的點(diǎn)檢工作，在發(fā)現(xiàn)線束松動(dòng)或破損、煙道分流器周圍空間有煙熏變黑的痕跡時(shí)，一定要及時(shí)報(bào)修。維修人員要及時(shí)做出相應(yīng)、有效的維修，對(duì)于油管漏油、滲漏等決不能忽視，必須盡早維修，以免留下自燃隱患。駕駛員也要在發(fā)現(xiàn)有報(bào)警燈點(diǎn)亮或蜂鳴器鳴響或嗅到有焦糊味、感覺到灼熱[5]、看見本車或其他車輛冒濃煙等異常情況時(shí)要及時(shí)停車報(bào)修，或給其他車輛發(fā)出報(bào)警信號(hào)示意其停車檢查，進(jìn)而避免發(fā)生自燃事故。只有將平時(shí)駕駛、日常點(diǎn)檢、隱患排查及維修工作做好、做細(xì)，TR100自卸車的自燃事故方可徹底避免。