汽车火灾原因的鉴定方法研究.docx

汽车火灾原因的鉴定方法研究 截至2016年3月底，全国机动车保有量达2.83亿辆，其中汽车1.79亿辆。随着我国进入汽车社会，围绕汽车产品质量的投诉及诉讼案件呈逐年上升趋势，其中汽车起火燃烧案件时有发生。自北京中机车辆司法鉴定中心成立以来，接到过大量的怀疑汽车产品质量问题导致车辆自燃的鉴定咨询 和委托，涉案车辆包括汽、柴油等传统燃油汽车和纯电动、混合动力等新能源汽车。本文对北京中机车辆司法鉴定中心鉴定过的一些传统燃油汽车火灾原因案件进行梳理和研究，归纳并总结出传统燃油汽车火灾原因鉴定方法，同时选取一些典型案例进行剖析。 1 汽车火灾特点及鉴定行业现状 汽车指由动力驱动，具有四个或四个以上车轮的非轨道承载车辆。传统燃油汽车一般采用往复活塞式内燃机作为动力装置，使用汽油或柴油等传统燃油作为动力燃料。传统燃油汽车按照燃料类型，可分为汽油车和柴油车两大类。其中，汽油车由于汽油燃点较高，发动机结构为点燃式，一般通过火花塞将压缩气缸内的可燃混合气点燃，其特点为电气线路相对较为复杂，主要用于乘用车：而柴油车由于柴油燃点较低，发动机结构为压燃式，一般通过活塞压缩气缸内的空气或可燃混合气，产生高温，引起燃料自燃，其特点为供油管路内柴油压力相对较高，主要用于商用车和全地面起重机等专用车辆。以上两种不同的发动机结构特点和使用环境，决定了各自车辆常见火灾原因有所区别，即汽油车以电路故障为主、柴油车以燃油泄漏为主。 汽车火灾有别于建筑火灾，如表1所示，一般建筑火灾指建筑物起火燃烧，其特点为使用环境简单固定、过火面积较大（几十至几百平方米）、涉及电路为220V或380V高压交流电为主：而传统燃油汽车火灾特点为使用环境复杂多变、过火面积较小（不到一平方米至几平方米）、涉及电路为12V或24V低压直流电为主。 另外，汽车产品不同于普通商品，一般由两万多个零部件组成，属于集成机械、电子、计算机、金属材料和非金属材料等多学科专业技术知识的复杂、高精度工业产品。因此，汽车火灾原因鉴定方法与建筑火灾原因鉴定方法区别较大、难度系数较高，对鉴定技术人员的要求也更高，不光要懂得传统的火灾调查技术，更应该精通汽车原理及构造，熟悉具体火灾车辆车型结构及特点，否则极易造成误判或只能给出不够明确的鉴定意见。 目前，汽车火灾原因鉴定活动主要发生于三个阶段：(1)消防部门的火灾调查阶段，基本在火灾之后的几天或十几天以内，由消防部门的火调人员主导，鉴定意见常见于火灾事故认定书，鉴定意见通常分为排除人为纵火的可能性和不排除车辆电气线路故障两种，鉴定意见往往不够明确。(2)保险公司的理赔阶段，一般由保险公司在火灾之后的几十天以内委托鉴定，鉴定意见常见于鉴定机构的鉴定意见书。此种情况，往往车主未投保自燃险，一旦鉴定出车辆确系自燃，保险公司以此拒赔。或是车主虽投保自燃险，车辆发生自燃，保险公司先行赔付车主，如果鉴定出车辆确系质量问题引起的自燃，后期保险公司起诉主机厂，进行代位追偿。(3)人民法院的司法鉴定阶段，一般在火灾之后的几个月甚至几年以后，已进入诉讼程序，由于一方或几方当事人对消防部门鉴定意见不服，向法院申请重新鉴定，由法院委托，鉴定意见常见于司法鉴定机构的司法鉴定意见书。在法院审理过程中，主审法官往往采信司法鉴定机构重新鉴定的司法鉴定意见，进行判决。 由于汽车火灾原因鉴定案件，基本都围绕汽车产品质量诉讼展开，往往由车主或保险公司起诉主机厂或经销商，认为汽车产品存在质量问题而导致自燃。因此，从事汽车火灾原因鉴定的机构和司法鉴定人应具备相关鉴定资质。 2 汽车火灾原因分类及鉴定方法 汽车常见火灾原因主要分为六类：装配质量问题、油液泄漏、电路故障、外来火源引燃、车辆引燃车外可燃物、大型货车制动鼓过热导致自燃等。 2.1 装配质量问题 因装配质量问题导致车辆火灾发生，主要分为主机厂或零部件厂原车装配质量问题和修理厂或车主维修保养装配质量问题两种情况，一般集中发生在发动机以柴油机为主的载货汽车或全地面起重机上，以柴油等油液泄漏为主。鉴定过程中，要重点勘验发动机各缸高压油管组件及喷油器等零部件。 2.2 油液泄漏 油液泄漏导致车辆火灾发生，主要分为燃油管路老化、龟裂、接头松动和碰撞、损坏发动机或变速箱油底壳致使油液泄漏两种情况。第一种情况，燃油泄漏形成的燃油蒸汽在发动机舱内逐渐聚集，浓度达到一定程度后，遇到发动机舱内电火花或石子等磕碰金属车体形成的火花，被点燃，发生火灾。第二种情况，因碰撞导致油液泄漏致使车辆火灾发生，通常车辆处于行驶状态，遇到颠簸路面，车辆托底，造成发动机或变速箱油底壳破损，发动机机油或变速箱油泄漏，遇到高温的三元催化器起火燃烧。鉴定过程中，尽量将车辆举升，重点勘验车辆底盘部位，尤其是发动机或变速箱部件，观察三元催化器附近颜色异常部位，提取相关烟尘，使用气相色谱质谱联用仪(GC/MS)、傅里叶变换红外光谱仪( FTIR)等仪器设备进行实验室化验，检测烟尘中是否含有发动机机油或变速箱油残留物或生成物，从而确定火灾原因。 2.3 电路故障 电路故障是汽车火灾常见的事故形态，高发于乘用车，车辆行驶过程中或熄火停车状态均有发生。有的是原车导线电流过大或导线过细电容量不足导致局部过热引发短路，有的是电路老化引发短路，有的是原车电器件故障引发自燃，还有的是改装加装件引发自燃。鉴定过程中，应重点勘验蓄电池附近、发动机舱左前部或驾驶员侧仪表台区域，提取电线电缆相关熔痕，使用金相显微镜，习、扫描电子显微镜(SEM)c4等仪器设备进行实验室检测。如发现不是火烧熔痕，还应进一步鉴定是一次短路熔痕还是二次短路熔痕，确定起火部位及火灾原因。 典型的一次短路熔痕和二次短路熔痕主要区别如表2所示，需结合宏观、微观、金相组织和表面成分等几方面进行综合分析、判断。 其中，金相组织检验尤为关键。一次短路熔痕由于是自身原因引起的短路，在熔痕形成后，由于周围未发生燃烧，导致熔痕冷却速度快，迅速在熔化的液滴内形核，在晶粒还没长大时，已经凝固，所以一次熔痕的金相组织通常为细小紧密排列的枝晶（如图1-A所示）或胞状晶（如图1-B所示）。同时，金属在熔化时所吸收的氧还没来得及与金属充分反应和溢出，就被截留在内部组织中，但由于燃烧产物相对较少，截留的气孔比较少也比较有规则，多呈圆形或椭圆形。另外，熔痕与导线的过渡区会出现局部熔化后形成的细小紧密排列的胞状晶与粗大柱状晶及原始导线组织共存的情况(图1-CD)。 二次短路熔痕，由于在短路之前，已经有火焰的存在，环境温度相对较高，熔化的液滴冷却速度慢，凝固过程长，晶粒在形核后，不断长大，且在火灾环境中存在大量灰尘、杂质和各种燃烧产物，被截留在液滴中的气孔多而杂，在长时间的高温条件下，氧与金属也会发生充分反应，因此，二次短路熔痕的金相组织出现粗大的柱状晶，以及很多不规则的空洞（图2）。 2.4 外来火源引燃 外来火源引燃车辆，主要分为人为点燃或使用助燃剂纵火、车库等建筑物先起火引燃车辆、燃放爆竹引燃车辆等几种情况。其中，人为使用助燃剂纵火一类情况可以通过提取现场烟尘、车辆残留物或车下泥土，习等，使用气相色谱质谱联用仪(GC/MS)等仪器设备进行实验室化验，检测提取物是否含有助燃剂成分，从而确定火灾原因：车库等建筑物先起火引燃车辆一类情况，需要鉴定人结合车库等建筑物的燃烧状态、建筑物内部装修材料、建筑物内部存放物品、车辆停放位置、车身初始起火部位等进行综合分析，给出最终鉴定意见：燃放爆竹引燃车辆一类情况，主要发生在过年或事发地有婚丧嫁娶等活动期间，因此，此类情况除了车辆本身的技术鉴定，相关的背景调查也尤为重要。 2.5 车辆引燃车外可燃物 车辆高温部件先引燃车外可燃物，进而引发车辆燃烧，主要分为车辆行驶过程中排气系统夹杂车外可燃物、车辆连续行驶后停留车外可燃物之上、车辆维修后发动机舱内遗留手套毛巾等几种情况，前两种情况重点应检查车辆排气管及车底三元催化器等高温部件，最后一种情况，需特别留意发动机舱内的涡轮增压器等高温部件。一旦上述高温零部件附近发现有可疑残留物，需重点检验并分析。 2.6 大型货车制动鼓过热 在一些连续长下坡路段，很多大型货车驾驶员连续采取制动措施控制行驶车速，导致车轮制动器过热，尤其是鼓式制动器散热较差，容易导致车辆行驶过程中起火自燃。此类情况鉴定相对容易，只需确定初始起火部位在某个车轮即可。 3 典型案例分析 3.1 案例1 2013年9月，某保险公司委托对某品牌全地面起重机（图3-A）的火灾原因进行鉴定，该车价值1700余万元，车辆损失超过600万元。经检验，发现该车下车发动机（图3-B）Rl缸进油管组件中的喷油器端管接螺母松脱（图3-CD），对提取的Rl缸喷油器进行超声清洗，洗去大部分的燃烧生成物或残留物，发现Rl缸喷油器上部螺纹的第1、2牙，第 2、3牙之间的牙底及牙侧有多处线状擦痕，该情况说明Rl缸进油管组件中的喷油器端管接螺母在事故前，由于受到发动机工作过程中产生的振动和油管内自身较高的柴油压力共同作用，导致其松脱（即管接螺母旋出Rl缸喷油器上部螺纹的第1、2牙，第2、3牙），在松脱过程中，管接螺母与喷油器上部螺纹的牙与牙之间形成多处线状擦痕（3D立体显微示意图如图4所示）。柴油由Rl缸喷油器上部泄漏，形成柴油蒸汽，遇高温排气歧管等被引燃，发生火灾。此案属于典型的装配质量问题导致自燃案例。 3.2 案例2 2014年8月，某保险公司委托对某豪华品牌越野车火灾原因进行鉴定。本案中，车主驾车在某乡村道路行驶中发生火灾，全车烧毁（图5），车辆价值超过140万元，该车只投保车损险，未投保自燃险。保险公司起初认为该车系电路故障引发的自燃，拒绝赔付。后经鉴定，认定该车在崎岖不平道路上行驶过程中，由于底盘（图6）受到硬物撞击（图7），撞击顺序依次为：副车架最前端第二根横梁中部（标记1处）第三根横梁中部偏左侧（标记2处）发动机机油油底壳（标记红圈处）第四根横梁中部偏左侧（标记3处）左侧排气系统三元催化器底部（标记4处），硬物将发动机机油油底壳（铝合金材质，硬度相对较低）撞击破裂，导致机油泄漏。由于该车向前行驶的惯性作用，泄漏的机油遇到右侧高温的三元催化器起火燃烧，进而引燃整个车体。同时，技术人员对左右两侧三元催化器上提取的烟尘进行检测，发现确实只有右侧烟尘含有机油成分，而左侧没有，从而印证了上述鉴定意 4 结论 对于汽车火灾原因鉴定，鉴定人员应围绕以下几点开展鉴定工作。 (1)全面了解火灾发生的时间、地点、天气与环境信息： (2)准确掌握车辆事发时运行状态与近期车辆维修保养记录： (3)重点收集并掌握车辆结构与车型技术资料； (4)及时获取第一现场的照片、视频与证人证言； (5)细致勘验车身、发动机舱与底盘等关键部位； (6)努力寻找电线电缆短路熔痕； (7)认真核实车辆有无加装改装情况； (8)准确判断车辆初始起火部位； (9)综合分析火灾原因。参考文献： GB/T 3730.1-2001汽车和挂车类型的术语和定义陈家瑞，汽车构造（上册）M北京：机械工业出版社， 2010：10-21 莫善军，马荣，黄立明，等，电气火灾一次短路熔痕物证鉴 定案例分析m中山大学学报（自然科学版），2015，54(1): 57- 63 杨晓红，孟广伊，刘兴芝，等，一、二次短路铜熔珠微观形 态特征比较研究J.中国体视学与图像分析，2012，l7(2)： 133 -137