О возможности воспламенения бензина на поверхности каталитического нейтрализатора автомобиля категорий М₁, М₁G

Введение. Судебная пожарно-техническая экспертиза автомобиля – одна из наиболее востребованных и одновременно сложных экспертиз, поскольку носит комплексный характер и требует взаимодействия экспертов различных специальностей. Конструкция автотранспортных средств и их компонентов непрерывно совершенствуется, что требует адаптации методического аппарата пожарно-технической экспертизы к современным реалиям. Анализируются требования безопасности по предотвращению воспламенения топлива в моторном отсеке легкового автомобиля.

Материалы и методы. В условиях аккредитованной лаборатории по испытаниям автомобильных топлив и масел проведены эксперименты по капельному и струйному воспламенению бензина класса К4 на горячей поверхности. Проведены экспериментальные исследования по определению фактической температуры элементов системы выпуска отработавших газов автомобилей категорий М1 и М1G различных моделей в реальных условиях эксплуатации. При измерении температуры поверхности деталей системы выпуска использовались тепловизор и термопара. При помощи растрового электронного микроскопа с приставкой энергодисперсионного анализа определен элементный состав пленки, образующейся на горячей стальной поверхности при попадании бензина.

Результаты. Получены фактические результаты о температуре элементов системы выпуска легковых автомобилей в различных условиях эксплуатации. Приведены результаты экспериментов по капельному и струйному истечению бензина на нагретую поверхность. Проанализирован элементный состав пленки, образующейся на горячей стальной поверхности при попадании бензина, и показана вторичность образования пленки по отношению к причине пожара.

Заключение. Результаты исследования могут быть использованы при проведении пожарно-технической экспертизы автотранспортных средств категорий М1 и М1G, что позволит повысить достоверность и обоснованность ее выводов.

1. Пасовец В. Н., Ковтун В. В., Тагиев Ш. Ш. Пожары на автотранспортных средствах: причины возникновения // Вестник Ун-та гражданской защиты МЧС Беларуси. 2022. Т 6, № 2. С. 228–238. DOI: https://doi.org/10.33408/2519-237X.2022.6-2.228.

2. Zhang D. L., et al. Study on vehicle fire safety: Statistic, investigation methods and experimental analysis. Safety Science. 117 (2019). 194–204 https://doi.org/10.1016/j.ssci.2019.03.030

3. Khodadadizadeh A, Jahangiri K, Khorasani Zavareh D, Vazirinejad R. Epidemiology of Vehicle Fire Fatalities of Road Traffic Injuries in Kerman Province, Iran: A Cross-Sectional Study. Open Access Maced J Med Sci. 2019 Jun 30; 7(12):2036–2043. https://doi.org/10.3889/oamjms.2019.483

4. Харченко И. В., Гераськин М. Ю., Шеков А. А. Использование метода зонирования термических повреждений для установления очага пожара в автотранспортных средствах // Вестник Восточно-Сибирского института МВД России. 2022. № 3 (102). С. 241–252. DOI: 10.55001/2312-3184.2022.11.75.021

5. Dorsz A, Lewandowski M. Analysis of Fire Hazards Associated with the Operation of Electric Vehicles in Enclosed Structures. Energies. 2022; 15(1):11. https://doi.org/10.3390/en15010011

6. Gudym V. et al. The effect of short circuits and flame temperature modes on the change in the microstructure of copper in automotive wiring. Engineering Failure Analysis 136 (2022) https://doi.org/10.1016/j.engfailanal.2022.106198

7. Brzezinska, D., Ollesz, R. and Bryant, P., Design car fire size based on fire statistics and experimental data, Fire and Materials, 44, 1099–1107, https://doi.org/10.1002/fam.2913, 2020.

8. Hui Zhu, Yunji Gao, Haidong Guo. Experimental investigation of burning behavior of a running vehicle Case Studies in Thermal Engineering Volume 22 22 (2020) https://doi.org/10.1016/j.csite.2020.100795

9. Park Y, Ryu J, Ryou H.S. Experimental Study on the Fire-Spreading Characteristics and Heat Release Rates of Burning Vehicles Using a Large-Scale Calorimeter. Energies. 2019; 12(8):1465. https://doi.org/10.3390/en12081465

10. Hyeongho Choi, Lee Eui-Pyeong. Analysis of a Fire in a Parked Camping Car. Korean Soc. Hazard Mitig 2019; J. 19(1): 217-223. https://doi.org/10.9798/KOSHAM.2019.19.1.217

11. Dayan Li, Guoqing Zhu, Hui Zhu, Zhichao Yu, Yunji Gao and Xiaohui Jiang. Flame Spread and Smoke Temperature of Full-Scale Fire Test of Car Fire, Case Studies in Thermal Engineering, Volume 10, Pages 315 – 324 http://dx.doi.org/10.1016/j.csite.2017.08.001

12. Xiao-hui Jiang et al. Full-scale Experimental Study of Fire Spread Behavior of Cars // Procedia Engineering. 211; (2018): 297–305

13. Lee, Eui-Pyeong. Analysis of a Car Fire Caused by a Fuel Leakage from the Common Rail. J. Korean Soc. Hazard Mitig.2018; vol.18:4. https://doi.org/10.9798/KOSHAM.2018.18.4.225

14. Kruger S., Hofmann, A., Berger, A., et al., 2016. Investigation of smoke gases and temperatures during car fire large-scale and small-scale tests and numerical investigations, Fire and Materials. 40(6): 785-799.

15. Okamoto K., Otake T., Miyamoto H., Honma M., and Watanabe N., Burning behavior of minivan passenger cars. Fire Safety Journal. 62, 272–280. http://dx.doi.org/10.1016/j.firesaf.2008.07.001, 2013.

16. Okamoto K., Watanabe N., Hagimoto Y., Chigira, T., Masano R., Miura H., Ochiai S., Satoh H., Tamura Y., Hayano K., Maeda Y., and Suzuki J., Burning behavior of sedan passenger cars. Fire Safety Journal. 44. 301-310. http://dx.doi.org/10.1016/j.firesaf.2008.07.001,2009.

17. Xioa-hui J., Guo-qing Z., Hui Z., and Dayan L., Full-scale experimental study to fire spread behawior of cars, Procedia Engineering. 211. 297–305. 2018.

18. Ferrone C.W. Commercial vehicle fire, cause and origin analysis (Mechanical, electrical and forensic methods), in: 2nd int. conf., Fires in Vehicles, Chicago, USA, 2012, pp. 83–93.

19. Скодтаев С. В., Чешко И. Д., Теплякова Т. Д. Классификация аварийных пожароопасных режимов работы электросетей автомобилей и схема выявления их следов после пожара // Проблемы управления рисками в техносфере. 2019. № 1. С. 107–115.

20. Johnsson E.L., Yang J.C. Experimental study on hardening a motorcoach against tire fire penetration. Fire Mater. 2016;40(3):416-426. https://doi.org/10.1002/fam.2295.

21. Моторыгин Ю. Д., Сикорова Г. А. Комплексная методика исследования степени термического поражения стальных элементов транспортных средств с помощью полевых методов // Технологии техносферной безопасности. 2021. Вып. 3 (93). С. 137–151. https://doi.org/10.25257/TTS.2021.3.93.137-151.

22. Ложкин В. Н. Теория и практика диагностики пожароопасных режимов эксплуатации каталитических нейтрализаторов // Пожаровзрывобезопасность /Fire and Explosion Safety. 2022; 31(3):65-74. https://doi.org/10.22227/0869-7493.2022.31.03.65-74.

23. Ворошилов Р. Ф., Мурашкевич Е. А. Исследование поврежденного огнем легкового автомобиля после воздействия тепла пожара при разгерметизации топливной системы // Сибирский пожарно-спасательный вестник. 2020; 18 (3):38–41. doi: 10.34987/vestnik.sibpsa.2020.18.3.006.

24. Недобитков А.И., Абдеев Б.М. Оценка несущей способности контактного соединения полюсного вывода свинцовой аккумуляторной батареи // Пожаровзрывобезопасность/Fire and Explosion Safety. 2023. Т. 32, № 2. С. 18–32. DOI: 10.22227/08697493.2023.32.02.18-32.

25. Кисуленко Б. В. Оценка рисков причинения вреда автомобильной техникой в целях технического нормирования // Стандарты и качество. 2007. № 6.С. 80–82.

26. Babrauskas V. Ignition of Gases, Vapors, and Liquids by Hot Surfaces. Fire Technol 58, 281–310 (2022). https://doi.org/10.1007/s10694-021-01144-8

27. Высокоморная О. В., Стрижак П. А. Зажигание жидкого топлива при растекании по разогретой до высоких температур подложке // Пожаровзрывобезопасность.2012. Т. 21, № 4.С. 17–22.

28. Стрижак П. А. Численный анализ возможности возгорания пленки жидкого топлива на нагретой до высоких температур подложке // Пожаровзрывобезопасность. 2012. Т. 21, № 3. С. 25– 30.

29. Таубкин И. С. О повышении качества судебных пожарно-технических экспертиз // Теория и практика судебной экспертизы. 2019. Т. 14, № 4. С. 98–116. https://doi.org/10.30764/1819-2785-201914-4-98-116

30. Чешко И. Д., Принцева М. Ю., Теплякова Т. Д. Альтернатива термогравиметрического и дифференциально-термического анализа в исследовании и экспертизе пожаров // Проблемы управления рисками в техносфере. 2022. № 3 (63). С. 95–103.

31. Таубкин И. С. О специальном понятийном аппарате судебной пожарно-технической экспертизы // Теория и практика судебной экспертизы. 2020. Т. 15, № 3. С. 76–88. https://doi.org/10.30764/18192785-2020-3-76-88

32. Adams, Jesse Filmore, “Minimum Hot Surface Ignition Temperature Diagnostics Including Infrared Imagery” (2015). Open Access Theses.1043.https://docs.lib.purdue.edu/open_access_theses/1043

33. Бояршинов М. Г., Кузнецов Н. И. Температурный режим системы выпуска автомобиля при пониженных температурах // Мир транспорта. 2019;17(4):48– 67. https://doi.org/10.30932/19923252-2019-17-48-67

34. Fournier, E. and Bayne, T., “Underhood Temperature Measurements of Four Vehicles”, Prepared for Motor Vehicle Fire Research Institute, by Biokinetics and Associates, Ltd., Report R0413,September 2004. www.mvfri.org

35. Worsztynowicz B., Uhrynski A. The analysis of heating process of catalytic converter using thermovision. Combustion Engines. 2015. 162(3). 41-51. ISSN 2300-9896.

36. Merati P. Davis C. Chen K.H. Johnson J.P. Underhood Buoyancy Driven Flow – An Experimental Study. J. Heat Transf. 2011. 133. 1–9.

37. Y.Y. Xie et al 2019 IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng. 562 012056DOI 10.1088/1757-899X/562/1/012056

38. Абдурагимов И. М. Предельные явления в горении как научно-теоретическая основа пожаровзрывобезопасности // Пожаровзрывобезопасность/Fire and Explosion Safety. 2012; 21(11):18– 26.

39. Аминев Ф. Г., Замятин С. А. Частный методический прием установления и верификации причины при производстве судебной экспертизы // Теория и практика судебной экспертизы. 2023. Т. 18, № 2. С. 45–53. https://doi.org/10.30764/1819-2785-20232-45-53