发动机舱自动灭火器方案设计.doc
车辆发动机舱全自动干粉灭火装置的设计与应用
车辆发动机舱全自动干粉灭火装置的设计与应用摘要:目前,汽车拥有量越来越大,着火事故频发,尤其是大客车群死群伤的现象不断发生,这已经引起政府有关部门的高度重视,其原因大多是耽误了最佳灭火时机,因此,灭火装置本身的安全可靠性和启动的快捷程度更显重要。
目前市场上的发动机舱灭火装置主要有气溶胶自动灭火装置和悬挂式爆炸型灭火弹,这两种灭火装置都是将装有干粉的主壳体装入发动机舱,由于受发动机舱空间的限制,出租车、货车等中、小型车辆,普遍没有安装位置,只有大型客车才能安装,且效果一般,只能灭初级火情。
因此本文主要就车辆发动机舱全自动干粉灭火装置的设计与应用进行探讨分析,并提出一些个人观点,以供参考。
关键词:车辆发动机舱;全自动干粉灭火装置;设计;应用;1车辆发动机舱全自动干粉灭火装置车辆发动机舱全自动干粉灭火装置是一种用于汽车发动机舱和固定场所重点部位的灭火装置,属于应急救援消防器材领域。
1.1主要结构设计说明(1)包括启动阀、灭火器罐体、温度传感器、喷头、按钮开关和控制器,启动阀由阀体、活塞杆、活塞杆限位装置、活塞、复位弹簧、底螺和上盖组成,所述的上盖和底螺分别设置在阀体的顶部和底部,上盖内设置有电产气合件,电产气合件由电信号输入端子、产气药剂和产气盒组成,产气药剂与产气盒和电信号输入端子密封于一体,底螺内设置有台阶孔,阀体内从上盖到底螺之间顺序设置有腔体、导向孔和干粉流入通道。
(2)活塞杆上设置有台阶槽,活塞杆依次穿过干粉流入通道和导向孔且活塞杆的一端安装有活塞,活塞设置在腔体内,活塞杆的另一端设置有用于分隔干粉流入通道和底螺的堵头,所述的复位弹簧的一端抵压在台阶孔上,复位弹簧的另一端抵压在堵头的底部,堵头的顶部抵压在干粉流入通道的入口处;(3)活塞杆限位装置由顶丝轴、锁紧弹簧和锁紧销组成,阀体的侧面上设置有顶丝轴,还设置有与导向孔连通的销孔,锁紧销设置在销孔内且锁紧销的首端抵压在活塞杆上,锁紧销的末端固定在锁紧弹簧的一端上,锁紧弹簧的另一端固定在顶丝轴上;(4)阀体上设置有低压力报警继电器,低压力报警继电器、温度传感器、电产气合件的电信号输入端子和按钮开关均与控制器连接,干粉流出通道的出口处连接有接头,接头与喷头之间连接有喷射软管。
车用自动灭火装置的设计
内燃机与配件1项目研究背景随着汽车保有量的增加,汽车造成的火灾也在逐年增加。
在全球火灾发生总数量中,交通工具火灾占总量的21%左右,其中汽车火灾占18%左右,其他交通工具占3%左右。
根据统计发现,汽车火灾主要发生在发动机舱,一旦汽车发动机着火,扑救的黄金时间及其短暂,如果不能在火灾初期扑灭,火势形成一定规模后很难再进行扑救。
现在很多车辆没有配备车载灭火装置,用手持灭火器对起火的汽车发动机舱进行灭火,当发动机舱打开后,会助长火势,增加灭火的难度,因此在发动机舱内设置自动灭火装置,可以第一时间探测到火灾,并进行扑灭,有效的减少了汽车火灾造成的经济损失及人员伤亡。
2汽车着火原因分析及常用的灭火方法2.1汽车着火原因分析汽车发生火灾大部分是由于车辆燃油系统故障和电气线路设备故障以及违章操作所引起,少部分是由于吸烟、使用明火不当引起。
其分为以下四种情况。
①供油系统容器和管路破裂或管路松动引起漏油而造成火灾;②汽车电路系统在正常情况下火灾危险性较小,但会因电路某处故障、老化短路而引发火灾;③人为放火造成的火灾;④车辆燃烧物质的构成。
汽车可燃物质主要有油气类、固体可燃物(橡胶组件)、可能带电的火灾。
一旦着火可能属于A 、B 、C 三类火灾的混合型,也可能属电气设备引发火灾,但低压电源对人体无致命危险。
2.2汽车常用的灭火方法汽车相应的灭火基本方法有隔离、窒息、冷却三种,也称为物理灭火,另外还有一种化学抑制,也称化学灭火。
①水灭火(冷却):水主要起冷却作用。
水可用于扑救一般固体物质火灾。
②泡沫灭火剂:泡沫灭火剂主要起隔离作用,大量泡沫覆盖在着火物体上使之与空气隔离,覆盖在可燃液体表面还抑制蒸发,因含水也有一定冷却作用。
③干粉灭火剂:干粉灭火剂主要起化学抑制作用。
可扑灭B 、C 类火灾外还可扑灭A 类火灾,灭火范围广,干粉灭火剂电绝缘性能好,干粉灭火剂使用残留物难以清除干净,有腐蚀性会造成污损。
无毒或低毒,但喷出的粉雾有窒息作用。
发动机舱自动灭火装置在客车上的应用
18 技术纵横轻型汽车技术2020(4-5)发动机舱自动灭火装置在客车上的应用陈桂均凌霄鹏康毅李燕茹蔡小石(南京依维柯汽车有限公司)摘要:分析汽车发动机舱火灾的原因及特点,介绍了超细干粉灭火剂的灭火机理和灭火效率,探讨发动机舱自动灭火装置的应用要求。
以某前置发动机轻客车型为实施对象,根据灭火装置的外形,结合前舱易起火点位置,以车架第一横梁为安装栽体,布置发动机舱灭火装置,通过模态分析和道路试验验证,灭火器固定结构能满足设计要求,可以广泛应用于产品车上。
关键词:汽车发动机舱灭火装置超细干粉灭火剂模态分析道路试验1引言近年来国内载客汽车自燃事故发生频率较 高,且呈逐年增长态势。
因客车载客人数多,事故 会造成大量的人员伤亡和财产损失,引起极大的 社会反响。
据统计,汽车火灾在行驶中起火的概率 为95%,而95%的燃烧发生在发动机舱。
在客车 发动机舱内布置快速、高效的火灾探测及灭火装 置,将初期自燃及时扑灭,尽最大可能防止事故扩 大,具有重要意义[11。
2汽车发动机舱火灾2.1发动机舱火灾的主要类别汽车发动机舱火灾的主要类别可以分为A、B、C、E类。
A类火灾:固体物质火灾,这类物质通 常具有有机物质,一般在燃烧时能产生灼热的余 烬;B类火灾:液体或可熔化的固体物质火灾。
C类 火灾:气体火灾。
E类火灾:带电火灾,物体带电燃 烧的火灾。
2.2汽车发动机舱火灾的原因及特点1)引起汽车发动机舱火灾的原因有多种,具体分析有以下几种情况:(1) 车辆老化及保养不当。
包括机件摩擦过 度、化油器回火、电气线路短路、电气设备接触电阻过大、油管松动或断裂造成的油料泄漏等。
(2) 车辆碰撞以及汽车设计制造方面的缺陷 也可能引发火灾P1。
2)汽车发动机舱火灾的特点:(a) 着火点隐秘,发现困难,相对于前置发动 机,中置及后置发动机的车辆,发动机舱着火更加难以被发现。
(b) 扑救困难,易造成较大损失:汽车发动机 舱火灾一般发生在汽车行驶过程中,发动机舱内因温度高,管线错综复杂,一旦着火,火势会迅速蔓延,极易造成重大人员伤亡和财产损失。
发动机舱自动灭火器布置方案设计
1 前 言
随着 汽车 工业 的 发展 , 汽车 走进 了千家 万 户 , 成 了生 活 中必 不可 少 的工具 。但车 辆普 及 带来 的 种 种 危险 也 随之而 来 , 车 内火患 就 是其 中 的一 种 ,
量 和 外形尺 寸 , 结合 前舱 易起 火点位 置 , 以 面罩框 为安 装 载体 , 布 置 了两个 自动 灭
火器 。 本 文详 细描述 了车 身本体 的加 强 方案 、 灭 火 器的连接 方 案 , 并且针 对 灭 火器
布置环节 中最重要的连接支架进行 了差异化方案设计。通过有限元分析 , 灭火器
一
和纽带作用 , 当好参谋和助手 , 努力为会员单位服
好务 , 把协会 办成 真正 的 “ 会 员之 家”。只有这样 , 汽修行 业 队伍才会 更加壮 大 。
参 考文献 1 王 民升 . 朱 吉安 . 分析汽 车维修行 业 的现状 及 发展 对策 n 1 . 黑龙 江科技信 息 , 2 0 1 2 .
各种 修理设 备 的正确 使用 可 以大大 降低 维修 人 员 的工 作强 度 , 但 在现 实生 活 中 , 维修 人员 往往 不 能实现 对设 备 的有效利 用 ,一些 人员 甚至 都 不 懂 得设备 的具 体操 作方 法 ,维修设 备 只起 到摆样 子, 应付 上级 检查 的作用 , 这 和人员 的 素质 能力 的 好 坏有 直接 的关 系 , 所以, 汽 修人员 只有 确 实掌 握
置于此 , 重要部件还有蓄电池 、 前蒸发器 、 暖风 、 风
发动机舱自动灭火装置
发动机舱自动灭火装置熊昆;闻哲;戴敏【摘要】在当今时代,越来越多的人拥有自己的汽车,车辆安全一直得到人们的高度重视,是大多数人购车时首要考虑的因素,因此研究如何提高车辆安全性并且降低人们财产损失是非常有实际意义的。
本装置主要针对汽车发动机舱由于种种原因发生起火的突发情况提出一定的解决方案,为人们的车辆及生命安全提供一定的帮助。
%Nowadays,more and more people have their own cars,vehicle safety has been the people's attention, most people purchase when the primary consideration factors.Therefore the research on how to improve vehicle safety and reduce people's property loss is very practical significance. The device is mainly aimed at the vehicle engine compartment for various reasons for the occurrence of a fire emergency situation,put forward some solutions for people's vehicles and the safety of life to provide some help.【期刊名称】《电子测试》【年(卷),期】2016(000)010【总页数】2页(P116-116,118)【关键词】发动机;单片机;检测【作者】熊昆;闻哲;戴敏【作者单位】中国民用航空飞行学院计算机学院,德阳,618000;中国民用航空飞行学院计算机学院,德阳,618000;中国民用航空飞行学院计算机学院,德阳,618000【正文语种】中文随着越来也大的人购买汽车,汽车发生事故也越来越多,每一年都有一些车辆发生自燃,给车主及周边路人生命及财产带来极大危害。
一种汽车智能自动灭火器的设计
一种汽车智能自动灭火器的设计作者:张昱哲来源:《文艺生活·中旬刊》2018年第03期摘要:为了减少汽车自燃的发生,及时对汽车自燃提前灭火,提出一种放置在汽车引擎机盖内,当汽车出现自燃时能够自动处理火灾信息,自动报警,及时自动进行灭火的智能自动灭火器,实现灭火的方法。
通过分析,本设计的智能自动灭火器,对汽车引擎火有很好的灭火效果,满足家用汽车初期火的灭火要求。
关键词:汽车自燃;汽车引擎机盖;智能控制系统;汽车智能自动灭火器中图分类号TU892 文献标识码:A 文童编号:1005-5312(2018)08-0031-03一、引言随着汽车保有量的增加,也将带来一系列安全问题。
汽车火灾是除道路交通事故外最大的安全隐患,而汽车自燃现象这种瞬间而发的火灾令人猝不及防,给车主带来较大经济损失,甚至酿成车毁人亡的悲剧。
汽车开始自燃时人们往往不易察觉,当人们发现火情时,再采用人为控制的灭火方式,火情已经难以控制或者已经造成严重事故。
据统计资料表明,将近一半左右的汽车火灾由电气火源引起,另外的原因则是由机械摩擦产生的高温和高温部件引起的自燃。
因此,能够自动探测电气和高温引的自燃,处理火灾信息,自动报警,及时自动扑灭狭小空间的汽车自燃已成为一个迫切需要解决的问题。
二、设计方案汽车智能自动灭火器就是针对上述不足之处而提供一种放置在汽车引擎机盖内,当汽车出现自燃时能够自动处理火灾信息,自动报警,及时自动进行灭火的智能自动灭火器。
包括壳体、灭火组件、智能控制系统。
(一)灭火组件灭火组件的主体灭火部分为气溶胶发生剂和气溶胶启动器。
当自动或是手动启动气溶胶灭火器的启动器时,气溶胶发生剂产生出的燃烧产物,是一种表现出极佳的灭火性能又不污染大气臭氧的烟雾剂,该烟雾剂以制剂时迅速而高效的放热燃烧为动力,在释放喷出时产生吸热率为每秒400度的强烈吸热分解反应,产生大量的烟雾。
同时,高效的吸热反应使烟雾剂在几十秒内无焰释放,并在封闭环境中均匀分布,这样就形成了气溶胶灭火空间。
汽车发动机自动灭火系统可行性研究
汽车发动机自动灭火系统可行性研究1. 引言1.1 研究背景汽车发动机是现代交通工具中不可或缺的部件,发动机过热或发生火灾是极其危险的情况。
在传统汽车中,一旦发动机出现火灾,往往需要人工干预或使用灭火器进行扑灭,这样容易造成时间延误和人员安全受到威胁。
研究一种自动灭火系统来保护汽车发动机安全是非常必要的。
汽车发动机自动灭火系统的研究背景主要包括以下几点:一是过去发动机火灾事故频发导致车辆和人员安全受到威胁;二是现有的灭火方法繁琐且效率低下,无法及时有效地扑灭火灾;三是随着汽车行驶速度的增加,对发动机自动灭火系统的需求也在不断增加。
开展汽车发动机自动灭火系统的可行性研究,对提升车辆安全性和保障人员生命安全具有重要意义。
【研究背景】所涉及的问题,将在接下来的研究中得到解决和探讨。
1.2 研究目的研究目的是为了探讨汽车发动机自动灭火系统的可行性,通过研究发动机自动灭火系统的原理、应用范围、设计与实现、性能评估以及安全性和可靠性分析,从而全面了解该系统在汽车行业中的潜在应用和优势。
通过对自动灭火系统的研究,可以为汽车制造商提供更多的安全选项,减少火灾事故的发生,保护驾驶员和乘客的生命安全。
研究目的还包括评估自动灭火系统在现有汽车发动机系统中的适用性,探讨其对汽车性能和使用寿命的影响,为后续研究和发展提供基础和参考。
最终目的是推动汽车行业的技术创新,提升汽车安全性能,实现汽车行业的可持续发展。
1.3 研究意义汽车发动机是现代社会中普遍存在的动力设备,其工作原理复杂且存在着一定的安全隐患。
传统的汽车发动机存在着着火的风险,一旦发生火灾,可能会导致严重的事故和财产损失。
研究开发汽车发动机自动灭火系统具有十分重要的意义。
汽车发动机自动灭火系统可以有效减少火灾事故的发生概率,提高车辆的安全性。
通过引入自动灭火系统,可以在火灾发生时及时将火灾扑灭,避免火势蔓延导致更大的灾害。
这对于保护车辆乘客和周围人员的生命安全具有非常重要的意义。
自动灭火系统在机动车发动机舱的应用研究
方式为,当保护区内的温度上升
至设定值时(85℃、105℃或 135℃),通过连接的电源,自动给 予12V或12V以上的电源启动信 号即可实现有源自动灭火。由于 该种方式属于有源启动,需要增 设线路,所以在安装上相较前者 具有一定的复杂性,但是由于温 度开关的温度值域较为广泛,通 过机动车发动机舱的火灾临界温 度点的设定,可实现火灾的信号 预警以及该类火灾的极早期扑 救,将火势控制在萌芽状态,真正 实现火灾的早期预防和控制。
二撇
主要灭火方式 灭火教能峨小灭火球度(%) 灭火剂唢射时闻 物理
34 10s
兼气矗枝 化学
5 40s
觏干鞍
化学
有效地扑灭火情非常重 要。 对于汽车发动机舱 这一相对密闭又设备密 集的空间来说,微型热 气溶胶自动灭火装置的 灭火作用有着独特的优 势: (1)灭火效能 微型热气溶胶自动 灭火装置在设备启动 后,在10~15s时间内灭 火气体即可充斥于整个 发动机舱,气体可以绕 过障碍物到达一些比较 隐蔽甚至缝隙很小的设
鲺术雾 物理
15s
性雠标
ODP值 坪保性 G肿值 ^LT值
非木系灭火
水系灭火
二晕化碳
O 1 120
s妥气暗较
0 0 O
超鼾着
O 0
霸木雾
O O O
四、结论 综上所述,微型热气溶胶自
动灭火装置不仅具有良好的灭火 效能,而且无毒无污染、经济安 全、性能稳定、不损坏仪器设备, 非常适合于车载自动灭火系统的 应用。为交通运输行业提供全新 的安全保障。在当下研发汽车发 动机舱气溶胶自动灭火系统并投 入生产和市场应用,使之成为未 来保障行车安全、防止火灾蔓延 的重要配置之一,对于汽车自燃 后防止火情蔓延、确保人身安全、 降低经济损失,将起到举足轻重 的作用,为交通运输行业提供全 新的安全保障。
煤矿用车发动机舱自动灭火系统(水基型灭火器)解决方案-念海消防
煤矿用车辆发动机舱自动灭火系统,水基型灭火器-念海消防一、方案解决问题煤矿用车辆发动机舱自动灭火系统解决了现有车载灭火器无法将灭火剂输送到发动机舱、操作速度慢、有粉尘,灭火后会复燃等缺陷。
二、方案背景煤矿用车辆作为煤矿行业的运输设备,是为满足矿山施工作业的,不同于普通公路车辆,比一般载重车更耐用,载重也更多,同时矿用整车及所用零部件都考虑了矿山作业环境,是针对此类用户设计和制造的。
矿用车辆工作环境恶劣,运输任务繁重,行驶的道路条件差,车辆震动频繁导致汽车零部件在运行中极易发生异常损坏,如果没有对易燃部件、高温部件及时检查维修,很容易造成火灾事故,且每次事故都损失巨大,因此矿山企业应该重视煤矿车辆的火灾事故的防范,提高管理人员对火灾事故严重性的认识,以防为主,防消结合。
三、矿用车辆火灾特点:1)火灾发生点集中:对于矿用车辆来说,产生着火点地方为车辆产生高温的元器件,例如发动机的涡轮增压器、电路元器件等位置,一般这些位置都集中在车辆前部,驾驶室下方,所以这一范围是车辆最容易发生火灾的部位。
虽然厂家在设计产品时以充分考虑到了高温点避开易燃物的问题,但车辆使用一段时间后会发生橡胶部件的老化、煤粉积累、接头松动等问题,如果未能及时发现维修,就会存在一定的安全隐患。
2)燃烧物着火点低:车辆火灾中主要的引燃物是燃油、液压油、煤炭粉尘,这些引燃物的着火点一般都在200℃以下。
3)火灾发展迅速:车辆上橡胶管路交错,燃油、液压油都在流动,起火初期车辆仍处于工作状态,系统压力还存在,这就给火势的迅速蔓延提供了条件。
4)起火后期灭火难度大:车辆工作时的大部分时间是在拉运物料,附近基本没有固定的灭火设施,一旦起火初期不能将火扑灭,起火一段时间后靠外部设施灭火几乎不可能。
由上述可知,在车内配备灭火器是非常必要的,目前煤矿车辆上通常配置手提式灭火器,但有以下两点问题:1、目前市场上常用的手提式灭火器无法将灭火剂快速有效输送到发动机舱,存在操作速度缓慢的缺陷。
发动机舱自动灭火器布置方案设计
发动机舱自动灭火器布置方案设计第一章:绪论发动机舱自动灭火器是航空飞行安全中极其重要的一环,其设计对于飞机的运行和飞行员的生命安全具有至关重要的影响。
本论文旨在讨论发动机舱自动灭火器的布置方案设计,为航空公司和制造商提供一些参考建议和思路。
第二章:发动机舱自动灭火器的重要性发动机舱作为航空飞行中最重要的部位之一,其安全问题关系到乘客和飞行员的生命安全。
一旦发动机舱发生火灾或爆炸,后果将会十分严重。
而发动机舱自动灭火器则可以在火灾或爆炸发生之时,及时对其进行控制和处理,保障飞行安全。
故而发动机舱自动灭火器的设置是非常有必要的。
第三章:发动机舱自动灭火器的布置方案设计在设计发动机舱自动灭火器的布置方案时,需要考虑以下三个方面:一、自动灭火器的类型不同类型的自动灭火器在空间、灭火速度和灭火效果等方面具有不同的优势。
因此在设计方案时需要根据具体情况来选择适合的灭火器类型,确保其能够完全满足安全要求。
二、自动灭火器的数量和位置在发动机舱内设置自动灭火器时应考虑到火源可能发生的位置和数量,以此来确定自动灭火器的部署位置和数量。
通常情况下,自动灭火器的部署位置应尽可能的靠近火源,这将有助于减小灭火器的作用时间和工作量。
三、自动灭火器的控制系统在安装自动灭火器时需要相应的控制系统,以控制自动灭火器的启动、停止和灭火周期。
因此,设计方案还需要考虑控制系统的类型、功率和空间需求等因素。
第四章:方案实施与维护在实施方案时应注意以下几点:一、对于已经安装了自动灭火器的发动机舱,应定期进行检查和维护工作,以确保自动灭火器的正常工作。
二、在设计方案初期,需要进行灭火器的模拟测试,以确定方案的实施效果,并对方案进行相应的调整和改进。
三、在方案实施后还需要安排专业人员进行平时的维护和监控,以确保自动灭火器的灭火效果和安全性。
第五章:结论在发动机舱自动灭火器的设计和实施过程中需要考虑到灭火器的类型、数量和位置等关键因素,并结合控制系统进行系统性的管理和监控。
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发动机舱自动灭火器方案设计
1自动灭火器位置布局
发动机舱是汽车的中枢区域,布局紧凑。
而自动灭火器受自身体积外形所限,必须有一个合适的位置和牢固的方式放置。
1.1车身驾驶室舱内布局
本文所述的商用车,是典型的前置发动机车型。
车身发动机舱是整车的首脑部位,是动力总成中心及控制中心。
它是由驾驶室地板、发动机罩、面罩框、前保险杠等组成的一个半封闭的空间。
其中动力总成核心发动机和控制中枢ECU等均放置于此,重要部件还有蓄电池、前蒸发器、暖风、风窗洗涤壶、ABS、空压泵、散热水箱、前灯、防冻液壶等。
另外,电子电器设备的电源线束、控制信号线束,进排气管道、液体循环管路等都在舱内形成一个复杂的网络。
发动机舱内由于放置了众多的零部件,导致布局空间相当紧凑,而灭火器及其附属支架占用空间较大。
并且舱内器件依托的车身本体铁件大多是材料厚度较薄的铁板,在灭火器本体3G动载工况下零部件强度较难满足安装要求。
1.2灭火器的布置原则
灭火器在发动机舱内布置,需要在满足灭火要求的前提下,选择强度高的车身部位,不降低车身模态及零部件强度、刚度。
1.2.1针对易起火点布置
汽车发动机舱内易起火部位主要有发动机本体及其管路、蓄电池及其开关等部位,其中,发动机引起的火患最难控制,后果最为惨烈。
发动机及其管路其上易着火点按照危险性,依次为增压器、发电机、高压燃油泵及高压燃油管、排气管等。
针对易着火点在舱内的位置分布和法规规定的灭火剂剂量要求,最终确定
在本车型上安装左右对称的两个灭火器,内贮干粉质量均为400克。
车身左侧位置的灭火器灭主要针对高压燃油泵、增压器等的火情,并能兼顾蓄电池可能产生的险情;车身右侧的灭火器则主要排气管、发电机等的火情。
1.2.2选择车身强度足够高的部位作为安装位置
由于灭火器外壳较厚,加上支架和内贮干粉质量,整个灭火装置的重量比较大,因此选择厚度大、材料屈服强度较高的车身位置安装,是非常重要的。
而当零件料厚达不到直接安装要求时,就必须对零件贴加强胶片和焊接加强支架来保证足够的安装强度。
本车型的面罩框采用的双层钢板结构,骨架和外板都采用了高强度合金钢,材料具有良好的强度和刚度性能,灭火器就安装于面罩框的两侧位置。
为了满足较高的安全系数,使面罩框不至于出现开裂等问题,面罩框骨架部位增加了加强板,灭火器支架直接安装于增加了加强板的零件处。
1.2.3灭火器拆装方便,并且不影响舱内其他器件维护作业。
由于发动机舱内器件数量比较多,有一些部件需要经常性拆装,灭火器布置之后不能影响其他部件后续操作。
灭火器自身也需要拆装方便,只需要简单工具就能实现一次拆装操作。
另外,灭火器布置位置尽量对称,既美观又对车身模态有益。
根据车身发动机舱内零部件布局,结合灭火器的放置原则,本车型最终确定了灭火器放置于面罩框内侧上安装点处,以支架悬挂固定的布置方式。
灭火器自身用圆形抱箍紧抱,并与灭火器支架连接,灭火器支架另一端用螺栓固定于面罩框上。
2灭火器布置方案
2.1面罩框本体加强方案
面罩框本体是由内外两层钢板点焊而成,内部为焊接骨架,
外部为一体化冲压成型的钢板,安装外饰件。
面罩框骨架总成为几块高强度板材焊接而成,内外板之间除搭接边处,均有内部空腔,由于灭火器重量较重,内部需要增加加强板作为补充。
加强板上需要焊接凸焊螺母,安装螺栓可以直接与凸焊螺母配合,安装便捷。
2.2灭火器支架设计方案
灭火器的安装在满足良好的布置位置基础上,选择安装与固定方式也是极其重要的。
目前主流的灭火器外壳为全铝合金冲压而成,无法用焊接的方式实现固定。
而灭火器本体为了保证外形尺寸与密封性,不能在外壳壁随意开孔。
因此,灭火器本体需要用夹持的方式实现固定。
灭火器与面罩框之间为了安装与安全需要,必须保持一定的安全距离。
因此,两者之间须用刚性支架进行连接。
支架自身既要能满足灭火器本体的重力场动载所需的材料屈服强度,也要满足与面罩框连接在一起时候的模态特性。
支架制作所用必须为高强度合金钢板,并且要增加加强筋和钣金件翻边来增大其抗弯模量。
2.3灭火器连接支架方案对比
灭火器连接支架在不同材料和不同料厚情况下,对灭火器安装状态影响很大。
增大连接支架的钣金厚度,会增加灭火器的连接强度。
但同时自身重量也会增加,对面罩框连接点处的局部应力冲击会更大,面罩框整体模态可能会降低。
因此,本文针对连接支架在不同料厚下的应力影响进行了分析比较。
2.3.1方案一
灭火器本体、抱箍等为供应商合成供货,并提供了详细的设计数据。
面罩框加强板采用高强度合金钢DC03,料厚2.0mm。
灭火器连接支架的料厚为设计变量,从几种车身钣金件主流料厚
中选择合适的厚度。
在方案一中,灭火器连接支架采用 1.5mm 厚度的钢板,具体设计数据详见下表。
2.3.2方案二
在方案二中,增加灭火器连接支架材料厚度,采用2.0mm厚度同型钢板。
其余设计数据均保持不变。
3灭火器布置方案有限元分析
在确定灭火器布置方案之后,需要分别进行应力分析,以验证面罩框、连接支架的整体强度、模态等是否满足设计要求。
针对方案一和方案二中的数据,前处理采用hapermesh软件,求解器采用ABAQUS软件。
计算3G动载工况验证灭火器支架及相关零部件的强度;在前处理过程中,输入边界条件,约束面罩框总成与车身的安装孔全部自由度,计算模态。
目标值要求灭火器支架总成一阶模态值不小于33Hz。
3.1方案一
灭火器支架总成一阶模态:灭火器支架总成二阶模态:3G动载工况验证面罩框骨架上加强板应力结果:
3.2方案二
灭火器支架总成一阶模态:灭火器支架总成二阶模态:3G动载工况验证面罩框骨架上加强板应力结果:
3.3方案比较由有限元分析
方案一中1.5mm支架在3G动载工况下的应力满足要求,但是一阶模态比较低,灭火器连接支架可能在实际使用过程中出现质量问题,灭火器连接支架需要通过增加厚度加强筋等增大一阶模态。
方案二中2.0mm料厚灭火器连接支架在模态分析和3G动载工况下,均满足合格标准,一阶模态37.5Hz,超过面罩框一阶模态最低标准33Hz;3G动载下面罩框骨架上加强板应力
68.9Mpa,比方案一略有上升,但是远远低于面罩框骨架上加强板的应力极限120Mpa。
方案二中灭火器连接支架能够满足设计要求,2.0mm厚度钢板也是车身最常用板材,设计该料厚是可行的。
面罩框加强板、灭火器抱箍等也均能满足要求,方案二为本车型所采纳。
4结论
根据灭火器的布置原则,选择面罩框部位作为安装位置,该部位车身强度足够高、便于拆装。
灭火器采用左右对称布置,左右各悬置一个。
为了满足较高的安全系数,使面罩框不至于出现开裂等问题,面罩框骨架部位增加了加强板,灭火器通过连接支架安装于此处位置。
由于布置方案对灭火器连接支架要求最高,本车型对连接支架进行了差异化方案设计。
本车选择了两组方案,以灭火器连接支架的钣金厚度为变量,分别验证能否满足面罩框模态特性和灭火器重力场动载要求。
经过有限元分析,连接支架设计厚度2.0mm能够满足安装要求,本车最终采用了方案二作为布置方案。
本车自动灭火器布置方案既保证了及时扑灭火情的需要,也满足了车身自身的强度和模态特性,后续即可以进行大批量产品车验证。
如果本方案最终被采纳,对于车辆安全性与车身性能的提升均会起到较大作用。