CN109900492A - 一种汽车火烧试验系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及汽车防火安全技术领域，具体涉及一种汽车火烧试验系统及方法，系统包括试验平台，用于承载火烧试验的样车，样车内安装有设置在样车的防火薄弱位置的监测装置，用于监测样车在燃烧过程中的相关数据；试验仪器组件，包括，点火装置，设置在样车的下方，与监测装置连接的多通道数据采集装置，用于收集监测装置的监测数据，热量采集装置，设置在样车的上方，用于采集样车燃烧过程中所释放的热量，计时器，用于确定火烧试验的试验时间，热成像仪，用于采集样车在燃烧过程中的火焰温度，控制装置，与试验仪器组件连接。本发明成本低、速度快、再现性好，能精确控制火焰燃烧强度以及燃烧时间。

Description

一种汽车火烧试验系统及方法

技术领域

本发明涉及汽车防火安全技术领域，具体涉及一种汽车火烧试验系统及方法。

背景技术

汽车在研发过程中，为了验证整车防火性能指标是否满足研发预期并及时发现所研发车辆的潜在防火能力，需要对车辆进行整车火烧试验验证，在试验过程中，对试验样车的状态确认、试验装置布置、人员的执行动作及操作流程具有严格的要求，测试人员是否严格按照规则去执行试验直接决定了试验结果的有效性，但是，目前我国自主汽车火烧试验技术领域还不够完善，试验过程中由于试验坏境以及试验装置等的不确定性，汽车火烧试验不易控制，重现性差，结果不稳定，为汽车防火安全能力的评估带来一定的不稳定因素，评估结果存在差异，因此，研究开发一种能够保证火烧试验的再现性以及稳定性的整车的好少试验系统及方法势在必行。

发明内容

本发明要解决的技术问题是现有技术中汽车火烧试验不易控制，重现性差，结果不稳定等问题。

为解决上述技术问题，本发明公开了一种汽车火烧试验系统，所述系统包括，

试验平台，用于承载火烧试验的样车，所述样车内安装有监测装置，所述监测装置设置在所述样车的防火薄弱位置，所述监测装置用于监测所述样车在燃烧过程中的相关数据；

试验仪器组件，所述试验仪器组件包括，

点火装置，所述点火装置设置在所述样车的下方，用于点燃所述样车，所述点火装置内存储有标准燃料；

多通道数据采集装置，所述多通道数据采集装置与所述监测装置连接，用于收集所述监测装置的监测数据，根据所述监测数据输出监测数据变化曲线；

热量采集装置，所述热量采集装置设置在所述样车的上方，用于采集所述样车燃烧过程中所释放的热量；

计时器，用于确定火烧试验的试验时间；

热成像仪，用于采集所述样车在燃烧过程中的火焰温度，生成温度成像图；

控制装置，所述控制装置与所述试验仪器组件连接。

进一步的，所述监测装置包括多个温度传感器，所述温度传感器设置在所述样车的发动机舱和乘员舱内的防火薄弱位置，其中，所述防火薄弱位置为所述样车的车身板上具有穿孔或盲孔的位置。

进一步的，所述试验仪器组件还包括至少一个拍摄装置，所述拍摄装置设置在所述样车上，用于拍摄所述样车的燃烧视频。

优选的，所述标准燃料包括，标准煤炭或标准石油或标准天然气。

进一步的，所述试验平台的四周设置有屏风装置，所述屏风装置用于控制试验空间的空气流速在预设流速范围内。

进一步的，所述样车的油箱与所述控制器连接，所述控制器控制所述油箱按照预设输出体积输出油量。

进一步的，所述系统还包括烟雾传感器、消防装置和排烟装置，所述烟雾传感器用于在检测到试验场所的烟雾达到预设烟雾阈值时发出警报，所述消防装置用于在试验完成或在触发危险报警时熄灭火焰，所述排烟装置用于在试验完成后启动，实现所述样车在试验过程中产生的烟雾的排出。

优选的，所述触发危险报警的条件至少包括：乘员舱内出现明火。

进一步的，为解决现有技术中存在的问题，本申请还提供了一种汽车火烧试验方法，所述方法包括：

布置样车至预设状态；

启动所述样车的引擎；

开启所述试验仪器组件中的各设备，获取试验数据；

第一预设时间后，点燃所述样车；

触发危险报警时或第二预设时间后熄灭火焰；

启动排烟装置，排出所述样车试验过程中产生的烟雾；

根据所述获取的试验数据，评估所述样车是否满足逃生要求。

进一步的，所述布置所述样车至预设状态包括：

拆解所述样车上的座椅以及地毯，

选取多个防火薄弱位置作为测试点，

在每个所述防火薄弱位置处对应设置温度传感器。

采用上述技术方案，本发明所述的一种汽车火烧试验系统及方法具有如下有益效果：

1)本发明所述的汽车火烧试验成本低、速度快、再现性好、能够通过控制器控制油量的输出，精确控制火焰燃烧强度以及燃烧时间；

2)本发明中，通过控制器控制点火装置点燃样车，能够使得点火迅速、安全，且在点火装置中存储标准燃料，使得点火以及在样车燃烧过程中的火焰大小、高度、热量、燃烧时长均可控制，保证了火源的特殊性和一致性，保证试验的一致性。

3)本发明中，将传感器布置预设在样车的防火薄弱位置，从而能够获取样车的最低防火性能，评估驾驶员以及乘员在最低防火性能下是否有足够的时间逃生，从而为驾驶员的驾车安全以及乘员的乘车安全提供最大保障；

4)本发明中，通过获取温度数据、烟雾数据以及热量数据，从多角度考察样车的火烧过程特性，为后续的评估提供充分的依据；

5)本发明中，通过固定的试验系统，确定的试验平台以及等同的试验环境，使得试验模拟效果好、重现性高、结果稳定，可以较好的验证汽车的防火能力。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是实施例1所述的汽车火烧试验系统的结构示意图；

图2是实施例2所述的汽车火烧试验方法的流程图；

图中，1-试验平台，2-样车，3-多通道数据采集装置，4-计时器，5-拍摄装置，6-热成像仪。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“顶”、“底”、等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含的包括一个或者更多个该特征。而且，术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

实施例1：

为解决现有技术中存在的问题，本实施例给出了一种汽车火烧试验系统，所述系统包括，

控制器，通过所述控制器控制整个火烧试验的试验过程。

试验平台1，用于承载火烧试验的样车2，所述样车2内安装有监测装置，所述监测装置设置在所述样车2的防火薄弱位置，所述监测装置用于监测所述样车2在燃烧过程中的相关数据；

具体的，所述试验平台1的四周设置有屏风装置，所述屏风装置用于控制试验空间的空气流速在预设流速范围内。

可以理解的是，所述屏风的设置可以使得汽车的火烧试验在确定的试验平台1以及等同的试验环境，试验的模拟效果好、重现性高、结果稳定可以较好的验证汽车的防火能力。所述监测装置包括多个温度传感器，所述温度传感器设置在所述样车的发动机舱和乘员舱内的防火薄弱位置，其中，所述防火薄弱位置为所述防火薄弱位置为所述样车的车身板上具有穿孔或盲孔的位置。

可以理解的是，由于穿孔和盲孔的设置使得样车2在该处处于防火弱势，在一种可实施的方案中，前围隔板上的防火薄弱位置为例进行说明。具体的，前围隔板设置在发动机舱与乘员舱之间，在一种情况下，当发动机舱内起火后，火势会通过前围隔板上的穿孔或盲孔(防火薄弱位置)迅速蔓延到乘员舱，在威胁驾驶员安危的同时还会威胁乘员的安全。因此，在一种实施方案中，将温度传感器设置在前围隔板上的防火薄弱位置，可以实时获取样车的监测点位置(薄弱位置)处的温度变化数据具体的。

进一步的，所述系统还包括试验仪器组件，所述试验仪器组件包括，

点火装置，所述点火装置设置在所述样车2的下方，用于点燃所述样车2，所述点火装置内存储有标准燃料(标准燃料是计算能源总量的一种模拟的综合计算单位。在能源使用中主要利用它的热能，因此，习惯上都采用热量来做为能源的共同换算标准)；

优选的，所述标准燃料可以为标准煤炭或标准石油或标准天然气中的任意一类，其中标准煤炭可以为原煤、洗中煤、焦炭等中的任一一种，所述标准石油可以为原油、燃料油、汽油、煤油等中的任一一种，所述标准天然气包括油田天然气、气田天然气、高炉煤气等中的任一一种。通过使用标准燃料，使得点火以及在样车燃烧过程中的火焰大小、高度、热量、燃烧时长均可控制，保证了火源的特殊性和一致性，保证试验的一致性。

所述点火装置与所述控制器连接，通过所述控制器控制所述点火装置中的标准燃料的自动引燃，不仅可以精确点火时间，而且可以保证试验人员的操作安全。

优选的，所述点火装置为至少一组，每组包括两个点火装置，优选的，在一种可实施的方案中，所述点火装置为两个，对称分布在样车中轴线的两侧。

进一步的，所述试验仪器组件还包括多通道数据采集装置3，所述温度传感器与多通道数据采集装置3连接，所述温度传感器将监测到的样车2在火烧试验中的温度变化数据传输给所述多通道数据采集装置3，并绘制温度曲线变化图。

优选的，在一种可实施的方案中，所述温度传感器为36个，在发动机舱内布置22个，在乘员舱内布置14个，可知的是，所述温度传感器的布置个数以及具体的布置位置可以根据试验需求设定，并不对其进行限定。

进一步的，所述试验仪器组件还包括热量采集装置，所述热量采集装置设置在所述样车的上方，用于采集所述样车2燃烧过程中所释放的热量。

进一步的，所述系统还包括热成像仪6，用于采集所述样车2在燃烧过程中的火焰温度，生成温度成像图；优选的，所述温度成像图中所对应的温度包括火焰温度、内焰温度和灯芯温度。通过采集样车2在燃烧过程中的火焰温度，可以为后续的评估提供基础。

进一步的，所述试验仪器组件还包括，计时4器，用于确定火烧试验的试验时间，具体的，所述计时器4用于记录火烧试验的试验时间，确保试验开始的准确性、及时性以及通过记录火烧试验的时间为后续的安全评估提供依据。可以理解的是，火烧试验的任何火烧结果都对应一个时间点，可以根据火烧时间结果以及发生该火烧试验结果的时间点评估乘员是否处于安全逃生的时间内，所述试验结果包括多通道数据采集装置3采集的样车2在燃烧过程中的监测点的温度变化值以及热量采集装置采集的火焰温度。

进一步的，所述试验仪器组件还包括至少一个拍摄装置5，所述拍摄装置5设置在所述样车2上，用于拍摄所述样车2的燃烧视频。在一个优选方案中，所述拍摄装置5为3台，其中两台设置在所述样车2的外部，且位于所述样车2的前端，一台设置在所述样车2内，位于驾驶舱的前端位置。

进一步的，所述样车2的油箱与所述控制器连接，所述控制器控制所述油箱按照预设输出体积输出油量。通过所述控制器控制所述油箱按照预设输出体积输出油量可以精确控制火焰燃烧强度以及燃烧时间。可以理解的是，在试验前，需要确定好油箱中的油量，避免油箱中的油量过多，放置在燃烧过程中，燃烧至油箱时发生爆炸。在本实施例中，燃油油量优选为15L以下。

进一步的，所述系统还包括烟雾传感器、消防装置和排烟装置，所述烟雾传感器用于在检测到试验场所的烟雾达到预设烟雾阈值时发出警报，所述消防装置用于在试验完成或在触发危险报警时熄灭火焰，所述排烟装置用于在试验完成后启动，实现所述样车2在试验过程中产生的烟雾的排出。

优选的，所述烟雾预设阈值为根据人体对烟雾的承受极限设定，具体的，可以根据烟雾中所含有的一氧化碳浓度、二氧化碳浓度、氰化氢浓度、二氧化硫浓度、二氧化氮浓度等设定，并保证在未达到人体对烟雾的承受极限时发出警报，为乘员或驾驶员的逃生奠定基础。

可以理解的是，所述所述触发危险报警的条件至少包括：乘员舱内出现明火。当乘员舱内出现明火时，说明火源已经从发动机舱通过前围隔板上的防火薄弱位置燃烧到了乘员舱内，可能会发生危险，此时可以立即熄灭火焰。

优选的，所述触发危险报警的条件还可以包括到达预设试验时长没有及时熄灭火焰。

进一步，在某些情况下，当试验人员发现再继续燃烧可能会发生危险，此时，也可以立即熄灭火焰。

实施例2：

为解决现有技术中存在的问题，本申请还提供了一种汽车火烧试验方法，所述方法包括：

S100、布置样车至预设状态；

具体的，所述布置所述样车值预设状态包括：

拆解所述样车上的座椅以及地毯，

可以理解的是，所述样车上的座椅的材质可能是皮材质或革材质，地毯的材质可能是塑料材质或者纤维材质，很容易引燃，且不同型号汽车或者不同等级等的汽车的座椅和地毯的材质不同，为避免试验误差过大，将所述样车上的座椅以及地毯拆解后试验。

选取多个防火薄弱位置作为测试点，

在每个所述防火薄弱位置处对应设置温度传感器。

具体的，防火薄弱位置的具体选择可以根据试验需求进行选择，在一种可实施的方案中，所述防火薄弱位置可以选择为36处，其中，22处在发动机舱，14处在乘员舱，在各薄弱位置均安装温度传感器。

S102、启动所述样车的引擎；

可以理解的是，为了便于样车的快速点燃，在试验前可以对样车进行预热处理，通过开启样车的引擎对所述样车进行预热，一般预热时间为40min～80min，预热后关闭引擎。

S104、开启所述试验仪器组件中的各设备，获取试验数据；

可以理解的是，该步骤与步骤S102的顺序可以颠倒，也可以与步骤S102同步，其目的仅是为了开启试验仪器，在试验前做好数据收集准备，只要是在试验前开启即可，并不对其具体的顺序进行限定。

具体的，通过多通道数据采集装置采集温度传感器传输的温度变化值，并根据采集后的数据绘制温度变化曲线，通过设置在所述样车的上方的热量采集装置，采集所述样车燃烧过程中所释放的热量，其测试的是开始试验至试验结束时整个试验过程中的样车燃烧所释放出的热量，通过计时器记录样车的火烧试验时间，并通过计时器的记录时间确定试验的点火装置的点火时间，通过热成像仪采集所述样车在燃烧过程中的火焰温度，生成温度成像图，通过拍摄装置拍摄样车燃烧过程中的视频画面。可以理解的是，在开启所述热成像仪之前，需要对其进行相应的预测试，以避免部分子系统无法工作二影响测试记录。

S106、第一预设时间后，点燃所述样车；

需要说明的是，所述第一预设时间的起始时间为引擎关闭后的时间或试验仪器开启后的时间，已最后一个工作的完成时间为依据。所述第一预设时间是一个预设值，例如2min其目的是为试验人员提供点火准备时间，并不对其具体的时间进行限定。进一步的，通过点燃设置在样车下方的点火装置中的标准燃料点燃样车，所述点火装置与控制器连接，通过控制控制器实现远程点火，不仅点火迅速、及时、时间精准，而且可以保证试验人员的安全，提高试验操作安全。

进一步的，在点燃所述样车前，或者在进入试验前，需要对油箱中的油量进行检测，保证油箱中的油量少于一定阈值，优选的，在一种可实施的方案中，油箱中的油量要少于15L，在本实施例中，所述油箱中的油量优选为5L，。

S108、触发危险报警时或第二预设时间后熄灭火焰；

可以理解的是，所述危险报警的触发条件至少包括：乘员舱内出现明火。当乘员舱内出现明火时，说明火源已经从发动机舱通过前围隔板上的防火薄弱位置燃烧到了乘员舱内，可能会发生危险，此时可以立即熄灭火焰。

优选的，所述触发危险报警的条件还可以包括到达预设试验时长没有及时熄灭火焰。

所述第二预设时间的起始时间为开始试验后，其具体的时间可以根据需求设定，如10min，并不对其进行限定。

进一步，在某些情况下，当试验人员发现再继续燃烧可能会发生危险，此时，也可以立即熄灭火焰。

S110、启动排烟装置，排出所述样车试验过程中产生的烟雾；

在试验过程中，会产生很大的烟雾，在试验结束后需要将烟雾排出，以便使试验坏境快速恢复到试验初始状态。

S112、根据所述获取的试验数据，评估所述样车是否满足逃生要求。

具体的，根据多通道数据采集装置和/或热量采集装置和/或热成像仪采集的试验数据评估所述样车是否满足逃生要求。举例来说：如果，在试验开始，计时器记录5min时，温度监测点的温度已经达到了80℃，而乘员或者驾驶员的逃生参考温度在60℃，参考逃生时间为5min，此时，说明，在5min时已经超出了最佳逃生时间，或者，如果火焰的外焰温度已经达到了90℃，，此时也超过了最佳逃生时间。因不符合逃生时机，因此，则说明所述样车不合格，需要根据试验数据进行样车调整。可以理解的是，此处的温度的升温温度以及外焰的温度仅是一个示例性说明，逃生参考温度以及逃生参考时间也只是一个优选值，不同的人群，逃生参考值不同，这里不做限定。

可以理解的是，上述步骤S112中根据温度监测点的温度或根据火焰外焰的温度进行逃生要求是否满足的评估仅是一个示例性说明，可以根据采集的具体数据进行单独或者综合评估，例如可以只以多通道数据采集装置采集的数据作为评估依据，也可以根据热量采集装置采集的数据作为评估依据，还可以根据多通道数据采集装置、热量采集装置以及热成像仪采集的综合试验数据作为评估依据，可以根据评估需求选择，这里不做限定。

进一步的，在上述试验方法中，所述方法还包括预先编制试验规范，其中，所述试验规范包括整个试验操作流程，每个操作的具体信息以及触发条件等信息，明确点火位置以及确保保准燃料的特殊性和一致性；确保试验场地的固定性以及标准性。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种汽车火烧试验系统，其特征在于，包括，

试验平台，用于承载火烧试验的样车，所述样车内安装有监测装置，所述监测装置设置在所述样车的防火薄弱位置，所述监测装置用于监测所述样车在燃烧过程中的相关数据；

试验仪器组件，所述试验仪器组件包括，

点火装置，所述点火装置设置在所述样车的下方，用于点燃所述样车，所述点火装置内存储有标准燃料，

多通道数据采集装置，所述多通道数据采集装置与所述监测装置连接，用于收集所述监测装置的监测数据，根据所述监测数据输出监测数据变化曲线，

热量采集装置，所述热量采集装置设置在所述样车的上方，用于采集所述样车燃烧过程中所释放的热量，

计时器，用于确定火烧试验的试验时间，

热成像仪，用于采集所述样车在燃烧过程中的火焰温度，生成温度成像图；

控制装置，所述控制装置与所述试验仪器组件连接。

2.根据权利要求1所述的汽车火烧试验系统，其特征在于，所述监测装置包括多个温度传感器，所述温度传感器设置在所述样车的发动机舱和乘员舱内的防火薄弱位置，其中，所述防火薄弱位置为所述样车的车身板上具有穿孔或盲孔的位置。

3.根据权利要求1所述的汽车火烧试验系统，其特征在于，所述试验仪器组件还包括至少一个拍摄装置，所述拍摄装置设置在所述样车上，用于拍摄所述样车的燃烧视频。

4.根据权利要求1所述的汽车火烧试验系统，其特征在于，所述标准燃料包括，标准煤炭或标准石油或标准天然气。

5.根据权利要求1所述的汽车火烧试验系统，其特征在于，所述试验平台的四周设置有屏风装置，所述屏风装置用于控制试验空间的空气流速在预设流速范围内。

6.根据权利要求1所述的汽车火烧试验系统，其特征在于，所述样车的油箱与所述控制器连接，所述控制器控制所述油箱按照预设输出体积输出油量。

7.根据权利要求1所述的汽车火烧试验系统，其特征在于，所述系统还包括烟雾传感器、消防装置和排烟装置，所述烟雾传感器用于在检测到试验场所的烟雾达到预设烟雾阈值时发出警报，所述消防装置用于在试验完成或在触发危险报警时熄灭火焰，所述排烟装置用于在试验完成后启动，实现所述样车在试验过程中产生的烟雾的排出。

8.根据权利要求7所述的汽车火烧试验系统，其特征在于，所述触发危险报警的条件至少包括：乘员舱内出现明火。

9.一种汽车火烧试验方法，其特征在于，包括，

布置样车至预设状态；

启动所述样车的引擎；

开启所述试验仪器组件中的各设备，获取试验数据；

第一预设时间后，点燃所述样车；

触发危险报警时或第二预设时间后熄灭火焰；

启动排烟装置，排出所述样车试验过程中产生的烟雾；

根据所述获取的试验数据，评估所述样车是否满足逃生要求。

10.根据权利要求9所述的汽车火烧试验方法，其特征在于，所述布置所述样车至预设状态包括：

拆解所述样车上的座椅以及地毯，

选取多个防火薄弱位置作为测试点，

在每个所述防火薄弱位置处对应设置温度传感器。