汽車耐候性試驗的意義
概述
汽車耐候性是汽車耐受氣候環(huán)境破壞的能力。在戶外太陽輻射、溫度和水等的反復(fù)作用下,耐候性差的汽車高分子零部件會較早出現(xiàn)變形、變色、發(fā)黏、粉化、開裂以及金屬或涂鍍件腐蝕等耐候性失效現(xiàn)象,影響汽車的外觀、使用以及車內(nèi)長期空氣質(zhì)量等,嚴(yán)重的還會造成安全隱患。
為了對汽車耐候性進(jìn)行評價,整車制造企業(yè)一般將汽車置于典型自然環(huán)境下靜態(tài)暴曬1年,根據(jù)其性能變化情況和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定(主要是企業(yè)內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn))判定汽車耐候性等級并制定整改措施。應(yīng)用最為普遍的是濕熱及干熱兩種典型氣候環(huán)境,一方面是因為這兩種氣候(含亞濕熱)環(huán)境區(qū)域可以覆蓋全球80%,左右的人口地區(qū),是汽車的主要使用地區(qū);另一方面是因為這兩種氣候相對于其它類型氣候?qū)ζ嚹秃蛐缘挠绊懜鼮轱@著。同時,濕熱環(huán)境和干熱環(huán)境對汽車耐候性的考核各有側(cè)重:濕熱環(huán)境由于空氣濕度高,主要考核涂層耐老化性能和金屬件/涂鍍件耐腐蝕性能;干熱環(huán)境一般曰照時間長、空氣溫度高,車廂積溫更嚴(yán)重,主要考核內(nèi)飾件的耐老化性能。
我國汽車濕熱環(huán)境耐候性試驗開展較早,相關(guān)文獻(xiàn)研究相對比較深人,但系統(tǒng)開展汽車干熱環(huán)境耐候性研究的文獻(xiàn)還較少。本文對某型汽車整車在干熱試驗場自然暴露一段時間后的外觀及使用功能變化數(shù)據(jù)進(jìn)行整理、分析,總結(jié)整車在干熱環(huán)境下的性能變化特點,以幫助汽車企業(yè)深人了解不同環(huán)境對汽車耐候性的影響,進(jìn)而開發(fā)更具針對性的產(chǎn)品。
2試驗
根據(jù)QC/T728-2005《汽車整車大氣暴露試驗方法》的要求,將汽車整車置于工業(yè)產(chǎn)品環(huán)境適應(yīng)性國家重點實驗室吐魯番干熱自然暴露試驗場內(nèi)進(jìn)行靜置暴露試驗并按約定周期對汽車的外觀、涂層附著力、發(fā)動機(jī)啟動性能等進(jìn)行綜合檢查并記錄外觀、使用功能變化首次出現(xiàn)的時間和詳細(xì)現(xiàn)象說明。
3結(jié)果與討論
3.1非金屬件發(fā)白
非金屬件件顏色變淺、發(fā)白是汽車耐候性試驗中常見的外觀變化形式之一。吐魯番干熱地區(qū)的試驗整車除直接被陽光照射的部件(如保險杠、門/窗密封條、后視鏡框和門內(nèi)飾板等)容易變色外,發(fā)動機(jī)艙內(nèi)基本不受陽光影響的塑料件也出現(xiàn)了發(fā)白現(xiàn)象(圖1),其原因主要是整車在干熱自然暴露試驗過程中,發(fā)動機(jī)艙內(nèi)長期處于較高溫度狀況引發(fā)高分子材料熱老化。這警示汽車企業(yè)需要特別注意發(fā)動機(jī)艙內(nèi)線束等的耐熱老化處理,避免線束老化引起電路短路。
3.2非金屬件開裂
非金屬的開裂主要是由于其在生產(chǎn)制造過程中或裝配過程中存在較大的內(nèi)應(yīng)力、試驗過程中經(jīng)歷高/低溫循環(huán)變化引起的。干熱地區(qū)試驗車比其它氣候地區(qū)試驗車更容易出現(xiàn)非金屬件開裂現(xiàn)象,一些在濕熱地區(qū)試驗沒有出現(xiàn)開裂現(xiàn)象的外飾件(圖2a)及內(nèi)飾件(圖2b)在干熱地區(qū)卻出現(xiàn)了明顯的開裂現(xiàn)象,影響汽車外觀。這應(yīng)該與吐魯番地區(qū)白天溫度高、晝夜溫差大、不同材質(zhì)材料變形速率不一致密切相關(guān)。因此,汽車企業(yè)要重視零部件內(nèi)應(yīng)力的消除。
3.3車身外部劃痕及沙塵進(jìn)入
干熱環(huán)境地區(qū)一般風(fēng)沙都比較嚴(yán)重,沙塵除了對試驗車的外部形成機(jī)械破壞(如劃痕)外,還會進(jìn)人車身縫隙,影響汽車外觀和使用。如圖3所示,大量沙塵進(jìn)人門外把手,不容易清理,影響外觀,長期大量積塵還會引起把手拉出卡滯。因此,針對干熱地區(qū)(或風(fēng)沙多發(fā)地區(qū))的環(huán)境特點,進(jìn)行合理的丁藝設(shè)計和車身外部零部件表面耐磨處理都是有必要的。
3.4密封膠條脫膠
吐魯番地區(qū)的試驗車多處出現(xiàn)密封膠條脫膠現(xiàn)象,圖4所示是其中最為典型的示例之一。在吐魯番高溫環(huán)境下,密封膠容易老化、粘結(jié)力下降,導(dǎo)致部件之間粘結(jié)不牢。前文提到的沙塵可能會進(jìn)人這些膠脫的地方,又會加劇脫膠的進(jìn)一步發(fā)展。
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