車(chē)內(nèi)氣味評(píng)價(jià)方法創(chuàng)新研究

翟允，李俊賢，袁磊磊

（1.長(zhǎng)城汽車(chē)股份有限公司，河北 保定 071000；2.北京汽車(chē)股份有限公司，北京 101300）

前言

近年來(lái)，隨著人們收入水平及消費(fèi)觀(guān)念的提升，消費(fèi)者在物質(zhì)生活水平不斷提高的同時(shí)也對(duì)車(chē)內(nèi)環(huán)境的健康性、舒適性提出了更高的要求。尤其是環(huán)保部決定將國(guó)標(biāo) GB/T 27630 《乘用車(chē)內(nèi)空氣質(zhì)量評(píng)價(jià)指南》修訂為強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)后，消費(fèi)者的綠色環(huán)保意識(shí)和維權(quán)意識(shí)空前提升，因車(chē)內(nèi)氣味問(wèn)題造成的車(chē)輛召回事件也時(shí)有發(fā)生，車(chē)內(nèi)環(huán)境品質(zhì)已成為影響消費(fèi)者購(gòu)車(chē)的主要因素之一。因此，如何提升車(chē)內(nèi)氣味性能已成為各主機(jī)廠(chǎng)必須攻關(guān)的重要課題，本文將重點(diǎn)圍繞如何開(kāi)展車(chē)內(nèi)氣味評(píng)價(jià)進(jìn)行論述。

1　人工氣味評(píng)價(jià)的意義

氣味評(píng)價(jià)有別于車(chē)內(nèi)揮發(fā)性有機(jī)物（VOC）的儀器分析方法和人工智能嗅覺(jué)系統(tǒng)，是完全依靠專(zhuān)業(yè)人員的鼻子進(jìn)行主觀(guān)嗅辨，而不是依靠氣相色譜聯(lián)用儀、高效液相色譜儀和傳感器陣列等儀器設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)。精密的儀器只能檢測(cè)出單一或幾種氣體的濃度，但是對(duì)綜合性氣味的濃度無(wú)法進(jìn)行判斷，對(duì)氣味的類(lèi)別及身體感受無(wú)法描述，而人工智能嗅覺(jué)系統(tǒng)也不可能完全取代人的主觀(guān)感受，所以由氣味評(píng)價(jià)工程師直接對(duì)車(chē)內(nèi)空氣進(jìn)行嗅辨感受，能夠直接反應(yīng)乘客的感覺(jué)，目前存在不可替代性，是汽車(chē)車(chē)內(nèi)氣味性能評(píng)價(jià)的最佳方式。

2　傳統(tǒng)氣味評(píng)價(jià)方法分析

目前，汽車(chē)行業(yè)中較成熟的氣味評(píng)價(jià)方法主要為材料級(jí)氣味評(píng)價(jià)方法，各大主機(jī)廠(chǎng)氣味評(píng)價(jià)方法的具體規(guī)則雖然均有差異，但大體可以分為三類(lèi)。

第一類(lèi)是德系標(biāo)準(zhǔn)，以德國(guó)汽車(chē)行業(yè)協(xié)會(huì)和大眾為主，其他企業(yè)大多參照其方法，如沃爾沃、長(zhǎng)城、奇瑞、北汽等，是將樣品分別加熱至3個(gè)溫度（23℃、40℃、80℃），其中前兩個(gè)濕態(tài)，保溫24小時(shí)，最后1各高溫時(shí)干態(tài)，保溫2小時(shí)，隨后有試驗(yàn)人員分別用鼻子嗅辨評(píng)分。氣味等級(jí)判定都是按照6級(jí)氣味強(qiáng)度來(lái)評(píng)定氣味等級(jí)，且1級(jí)為最好的無(wú)氣味等級(jí)，6級(jí)為最差氣味評(píng)級(jí)。同時(shí)雖然各主機(jī)廠(chǎng)間的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)描述稍有差異，但是表達(dá)的內(nèi)容是基本一致的，該方法在汽車(chē)行業(yè)中應(yīng)用最廣，采納應(yīng)用的企業(yè)也最多。

第二類(lèi)是美系標(biāo)準(zhǔn)，以通用為主，參考了德系方法，其方法是將樣品按照在車(chē)內(nèi)位置分為直接照射和非直接照射，直接照射的樣品是在105℃恒溫2小時(shí)，非直接照射時(shí)40℃或70℃加熱溫度恒溫24小時(shí)，其試驗(yàn)加熱溫度相對(duì)德系方法要高很多。該方法是按10級(jí)氣味強(qiáng)度等級(jí)來(lái)評(píng)定的，評(píng)判等級(jí)和德系是相反的，10級(jí)為最好的無(wú)氣味等級(jí)，1級(jí)最差。在自主品牌中以吉利為代表參照該方法評(píng)價(jià)氣味性能。

第三類(lèi)是日系標(biāo)準(zhǔn)，日系的試驗(yàn)方法各企業(yè)也有很大不同，比較復(fù)雜。如豐田，樣品要進(jìn)行最初的氣味試驗(yàn)和老化后的氣味試驗(yàn)，加熱溫度與美系一樣，直接照射和非直接照射樣品的加熱溫度有分別，評(píng)判要求也相對(duì)復(fù)雜。氣味等級(jí)按5級(jí)評(píng)價(jià)，5級(jí)為最好氣味等級(jí)，1級(jí)最差。豐田和日產(chǎn)除了評(píng)定氣味強(qiáng)度，還評(píng)定舒適度，且他們各自的氣味強(qiáng)度和舒適度的評(píng)定等級(jí)數(shù)也不一樣，此外日產(chǎn)還增加了氣味特征的要求。

除了經(jīng)典的材料級(jí)氣味評(píng)價(jià)方法以外，各大主機(jī)廠(chǎng)還參照國(guó)標(biāo) GB/T27630《乘用車(chē)內(nèi)空氣質(zhì)量評(píng)價(jià)指南》制定了整車(chē)級(jí)氣味評(píng)價(jià)方法，溫度25℃，濕度50%，整車(chē)在標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境艙內(nèi)密閉16小時(shí)后，開(kāi)始?xì)馕对u(píng)價(jià)，各企業(yè)的氣味評(píng)價(jià)等級(jí)均參照各自的材料級(jí)氣味評(píng)價(jià)等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)展，如吉利采用10級(jí)標(biāo)準(zhǔn)、長(zhǎng)城采用6級(jí)標(biāo)準(zhǔn)等。

3　氣味評(píng)價(jià)方法創(chuàng)新應(yīng)用

上述傳統(tǒng)氣味評(píng)價(jià)方法從材料和整車(chē)兩個(gè)角度對(duì)車(chē)內(nèi)氣味性能進(jìn)行了管控，也是目前各主機(jī)廠(chǎng)管控車(chē)內(nèi)氣味性能的有效手段，但隨著人們對(duì)氣味性能要求的提高，原有的氣味評(píng)價(jià)體系越來(lái)越無(wú)法滿(mǎn)足車(chē)內(nèi)氣味設(shè)計(jì)的需要，如車(chē)內(nèi)異味來(lái)源查找、零部件總成級(jí)氣味性能如何評(píng)價(jià)等問(wèn)題越來(lái)越突出。針對(duì)汽車(chē)研發(fā)設(shè)計(jì)新需求，本文提出了一系列創(chuàng)新方法來(lái)解決上述問(wèn)題。

3.1　創(chuàng)新型氣味評(píng)價(jià)設(shè)備

圖1　綜合氣味評(píng)價(jià)艙

傳統(tǒng)的氣味評(píng)價(jià)設(shè)備已無(wú)法滿(mǎn)足零部件總成氣味評(píng)價(jià)及車(chē)內(nèi)異味來(lái)源排查的需求，為此與環(huán)境艙廠(chǎng)家東莞升微科技有限公司聯(lián)合設(shè)計(jì)了一款新型氣味評(píng)價(jià)設(shè)備“綜合氣味評(píng)價(jià)艙”。該評(píng)價(jià)艙是一組環(huán)境艙，包括1個(gè)整車(chē)模擬艙(5m3)和2個(gè)零部件測(cè)試艙（A艙2m3和B艙2m3），其中A艙和B艙主要區(qū)別為形狀（A艙為方形，B艙為扁形），分別適應(yīng)不同內(nèi)飾零部件，內(nèi)部容積完全一致。為保證測(cè)試的準(zhǔn)確性，該組環(huán)境艙均放置在潔凈室內(nèi)（或整車(chē)標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境艙內(nèi)）開(kāi)展試驗(yàn)（圖1）。

該系列環(huán)境艙為真實(shí)模擬人們?cè)陉?yáng)光照射、高溫等不同條件下的車(chē)內(nèi)及零部件氣味狀態(tài)，配備了陽(yáng)光模擬設(shè)備、自?xún)艋O(shè)備、溫控設(shè)備等，同時(shí)具備常規(guī)環(huán)境艙的所有性能，具體特點(diǎn)如下：

1）自加熱功能：25℃、40℃、60℃、65℃等各種常用溫度狀態(tài)均可模擬。

2）陽(yáng)光模擬功能：可以模擬車(chē)輛及零部件在停車(chē)場(chǎng)陽(yáng)光暴曬狀態(tài)下的氣味狀態(tài)。

3）自動(dòng)補(bǔ)壓功能：氣味評(píng)價(jià)過(guò)程中可以自動(dòng)補(bǔ)壓，確保評(píng)價(jià)時(shí)氣流的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。

4）自?xún)艋δ埽号摫诓捎枚栊圆牧咸幚?，避免污染物粘附在艙壁上，試?yàn)前可以可通過(guò)高溫及新風(fēng)系統(tǒng)自動(dòng)凈化，確保艙內(nèi)背景清潔。

5）自動(dòng)空氣攪拌功能：氣味評(píng)價(jià)前可以自動(dòng)攪拌艙內(nèi)空氣，確保艙內(nèi)各處污染物濃度一致。

該綜合氣味評(píng)價(jià)艙為車(chē)內(nèi)氣味性能設(shè)計(jì)、車(chē)內(nèi)異味排查及零部件總成級(jí)氣味試驗(yàn)提供了驗(yàn)證手段，效果良好，填補(bǔ)了行業(yè)空白。

3.2　新型零部件總成氣味試驗(yàn)方法

傳統(tǒng)的車(chē)內(nèi)氣味性能控制主要通過(guò)材料氣味評(píng)價(jià)（瓶子法）驗(yàn)證來(lái)實(shí)現(xiàn)整車(chē)氣味性能的達(dá)標(biāo)，缺乏零部件總成氣味性能驗(yàn)證環(huán)節(jié)，導(dǎo)致整車(chē)氣味與材料氣味無(wú)法對(duì)應(yīng)。主要是因?yàn)檐?chē)內(nèi)氣味為混合氣味，是由塑料、橡膠、發(fā)泡、膠黏劑等多種材料造成的綜合氣味，僅用單一材質(zhì)氣味評(píng)判方法來(lái)開(kāi)發(fā)氣味性能，難以與整車(chē)氣味設(shè)計(jì)目標(biāo)進(jìn)行對(duì)應(yīng)，因此國(guó)內(nèi)先進(jìn)企業(yè)（如北汽、長(zhǎng)城、長(zhǎng)安等）均在探討增加零部件總成氣味評(píng)價(jià)方法，實(shí)現(xiàn)“材料—零部件—整車(chē) ”三位一體的氣味性能開(kāi)發(fā)模式（如圖2所示）。

圖2　新型整車(chē)氣味性能開(kāi)發(fā)方案

由于行業(yè)內(nèi)沒(méi)有成熟的零部件總成氣味評(píng)價(jià)設(shè)備，有些企業(yè)使用VOC測(cè)試的袋子法做零部件總成氣味試驗(yàn)，但由于做VOC用的袋子本身含有殘余氣味、袋子內(nèi)部溫度可控性較差、且無(wú)法開(kāi)展高溫狀態(tài)下的陽(yáng)光模擬驗(yàn)證，因此在行業(yè)內(nèi)的應(yīng)用效果一般。為解決零部件總成氣味試驗(yàn)行業(yè)難題，創(chuàng)新性開(kāi)發(fā)了上述 2m3環(huán)境艙，綜合了袋子法、氣味瓶子法等各種試驗(yàn)方法的優(yōu)點(diǎn)，填補(bǔ)了行業(yè)空白。

3.3　新型車(chē)內(nèi)異味來(lái)源排查方法

近年來(lái)，隨著消費(fèi)者對(duì)健康環(huán)保的關(guān)注度越來(lái)越高，氣味投訴事件時(shí)有發(fā)生，如何快速有效的排查車(chē)內(nèi)異味已成為各主機(jī)廠(chǎng)急需解決的課題。但目前行業(yè)內(nèi)還沒(méi)有一種成熟的有效解決方案，主要原因如下：

試驗(yàn)設(shè)備缺失：目前行業(yè)內(nèi)沒(méi)有專(zhuān)門(mén)用于氣味來(lái)源排查用的試驗(yàn)設(shè)備，導(dǎo)致排查車(chē)內(nèi)異味來(lái)源排查缺乏試驗(yàn)手段。

混合氣味，難辨來(lái)源：車(chē)內(nèi)氣味是綜合氣味，涉及到的內(nèi)飾零部件總成多達(dá)20余種，涉及到的材料主要由塑料、橡膠、發(fā)泡、膠黏劑等多種類(lèi)型，具體材料牌號(hào)多達(dá)幾十種，僅憑材料氣味評(píng)價(jià)方法排查異味來(lái)源，較難查找到真實(shí)原因。

因此，為解決該行業(yè)難題，應(yīng)用上述創(chuàng)新型氣味評(píng)價(jià)設(shè)備（見(jiàn)圖1），設(shè)計(jì)了新型的異味源查找方案，具體如下：

1）氣味評(píng)價(jià)項(xiàng)目設(shè)計(jì)

為了有效查找整車(chē)異味來(lái)源，對(duì)氣味評(píng)價(jià)項(xiàng)目進(jìn)行創(chuàng)新型設(shè)計(jì)，主要設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)項(xiàng)為氣味強(qiáng)度等級(jí)、氣味類(lèi)別（霉味、魚(yú)腥味、酸味等）、實(shí)車(chē)異味相似度評(píng)價(jià)等。

氣味強(qiáng)度評(píng)價(jià)主要參照行業(yè)內(nèi)普遍采用的 6級(jí)標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)展，具體如下：

表1　氣味強(qiáng)度評(píng)價(jià)（6級(jí)標(biāo)準(zhǔn)）

氣味類(lèi)別主要包括魚(yú)腥味、蔬菜味、垃圾味、刺激性氣味等，具體如下：

表2　氣味類(lèi)別

相似度分為十分相似、相似、有點(diǎn)相似、不相似四類(lèi)。

2）氣味來(lái)源排查創(chuàng)新方案

步驟1：對(duì)有異味的實(shí)車(chē)進(jìn)行整車(chē)氣味性能評(píng)價(jià)

將有異味的整車(chē)置于整車(chē) VOC標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境艙中（溫度為25℃±1℃，濕度為50%HR）或室外高溫暴曬，關(guān)閉車(chē)門(mén)2h，然后由氣味評(píng)價(jià)員按照上述評(píng)價(jià)項(xiàng)目對(duì)整車(chē)氣味性能進(jìn)行評(píng)價(jià)，并記錄評(píng)價(jià)結(jié)果。

步驟2：?jiǎn)晤?lèi)零部件總成氣味性能評(píng)價(jià)

將各類(lèi)重點(diǎn)關(guān)注內(nèi)飾零部件分別置于2m3零部件氣味評(píng)價(jià)艙中（見(jiàn)圖3），溫濕度與步驟一實(shí)車(chē)試驗(yàn)溫度一致，每次關(guān)閉艙門(mén)2h，然后由氣味評(píng)價(jià)員按照評(píng)價(jià)項(xiàng)目對(duì)零部件總成氣味性能評(píng)價(jià)，識(shí)別單類(lèi)零部件氣味性能，并與整車(chē)氣味性能進(jìn)行對(duì)比，粗略排序與整車(chē)氣味類(lèi)型的相似度。

圖3　零部件氣味評(píng)價(jià)過(guò)程示意圖

以某車(chē)型異味排查為例，排查結(jié)果如下表3所示。對(duì)比單類(lèi)零部件氣味性能評(píng)價(jià)結(jié)果，座椅氣味類(lèi)別與整車(chē)氣味類(lèi)別相似度最高。

表3　整車(chē)及單類(lèi)零部件氣味性能評(píng)價(jià)結(jié)果

步驟3：組合零部件氣味性能評(píng)價(jià)

采用加法原理，根據(jù)步驟二對(duì)零部件與整車(chē)氣味評(píng)價(jià)結(jié)果，對(duì)其相似度進(jìn)行排序，先將最氣味類(lèi)型最相似的零部件置入5m3米綜合氣味評(píng)價(jià)艙（圖4），溫、濕度環(huán)境與上述一致，并依照順序逐類(lèi)置于零部件綜合氣味評(píng)價(jià)艙中，每增加一類(lèi)，要關(guān)閉艙門(mén)2h，然后由氣味評(píng)價(jià)員按照評(píng)價(jià)項(xiàng)目對(duì)艙內(nèi)零部件進(jìn)行氣味性能評(píng)價(jià)（類(lèi)型、強(qiáng)度、相似度），識(shí)別確認(rèn)造成車(chē)內(nèi)異味的主要零部件。

圖4　零部件組合評(píng)價(jià)過(guò)程示意圖

以上述車(chē)型排查為例，過(guò)評(píng)價(jià)結(jié)果可以看出（表4），將不同零部件組合后，座椅是綜合氣味評(píng)價(jià)艙中氣味的主要來(lái)源；為進(jìn)一步識(shí)別座椅氣味來(lái)源，我們將座椅的各組成材料進(jìn)行了氣味性能評(píng)價(jià)。

表4　組合零部件氣味性能評(píng)價(jià)結(jié)果

步驟4：?jiǎn)栴}零部件各材質(zhì)氣味性能評(píng)價(jià)

針對(duì)步驟3中識(shí)別出的問(wèn)題內(nèi)飾零部件，將其組成材料進(jìn)行細(xì)分，在利用材料級(jí)氣味評(píng)價(jià)方法（瓶子法），80℃加熱2小時(shí)，然后按照評(píng)價(jià)項(xiàng)目進(jìn)行氣味性能評(píng)價(jià)，識(shí)別造成零部件異味的組成材料。

以上述車(chē)型排查為例，通過(guò)評(píng)價(jià)結(jié)果可以看出（表5），造成座椅苦澀味、墨水味的主要材料為皮革和背覆海綿。

表5　座椅各組成材料氣味性能評(píng)價(jià)結(jié)果

步驟 5：確認(rèn)造成整車(chē)異味的重點(diǎn)內(nèi)飾零部件及造成內(nèi)飾零部件異味的材料

以上述車(chē)型排查為例，通過(guò)系統(tǒng)排查，確定該車(chē)型整車(chē)異味來(lái)源主要為座椅，產(chǎn)生座椅異味的材料主要為皮革和背覆海綿，建議對(duì)該車(chē)座椅氣味性能進(jìn)行重點(diǎn)整改。

3）氣味性能整改驗(yàn)證創(chuàng)新方案

通過(guò)新型異味排查方法可以精準(zhǔn)地查找到產(chǎn)生車(chē)內(nèi)異味的問(wèn)題零部件件及問(wèn)題材料，而傳統(tǒng)的整改效果驗(yàn)證方案是通過(guò)將整改后的零部件直接裝在實(shí)車(chē)上進(jìn)行氣味效果確認(rèn)，若一次性整改不合格會(huì)造成多次借車(chē)、多次裝車(chē)、多次整車(chē)級(jí)氣味評(píng)審，會(huì)造成整改周期加長(zhǎng)、資源浪費(fèi)等問(wèn)題。

因此為解決該問(wèn)題，可以充分利用新型氣味評(píng)價(jià)設(shè)備（5m3綜合氣味評(píng)價(jià)艙）進(jìn)行驗(yàn)證，即將整改后的樣件，聯(lián)同其他內(nèi)飾零部件一起放入5m3綜合氣味評(píng)價(jià)艙中，按照實(shí)車(chē)安裝位置進(jìn)行擺放，環(huán)境與異味源排查方案一致，密閉 2小時(shí)后進(jìn)行氣味評(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)結(jié)果若仍達(dá)不到既定目標(biāo)，需再次整改并重復(fù)上述驗(yàn)證；若達(dá)到既定目標(biāo)，進(jìn)行實(shí)車(chē)驗(yàn)證。

4　結(jié)束語(yǔ)

車(chē)內(nèi)氣味與人們的身體健康息息相關(guān)，而且已成為消費(fèi)者購(gòu)車(chē)的主要考慮因素之一，因此無(wú)論從社會(huì)責(zé)任，還是從企業(yè)長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展考慮，汽車(chē)主機(jī)廠(chǎng)均應(yīng)高度重視車(chē)內(nèi)氣味性能管控技術(shù)的開(kāi)發(fā)，創(chuàng)新氣味評(píng)價(jià)方法，優(yōu)化氣味性能開(kāi)發(fā)流程，為給消費(fèi)者提供健康汽車(chē)做出貢獻(xiàn)。

[1] 李俊賢,等.轎車(chē)車(chē)內(nèi)空氣質(zhì)量控制方略.機(jī)械設(shè)計(jì)增刊[J].2010,(27):234-235.

[2] 李俊賢,等.某車(chē)型車(chē)內(nèi)空氣質(zhì)量的控制.汽車(chē)工藝與材料[J].2011,（12）:29-32.

[3] 李俊賢,等.汽車(chē)內(nèi)飾件的加工工藝和倉(cāng)儲(chǔ)條件對(duì)其 VOC含量的影響.汽車(chē)工藝與材料[J].2015,(2):50-56.

[4] 李俊賢,等.車(chē)內(nèi)環(huán)境品質(zhì)正向設(shè)計(jì)研究.汽車(chē)工藝與材料[J].2015,(11):56-61.

[5] 王太海,等.乘用車(chē)內(nèi)空氣質(zhì)量開(kāi)發(fā)與管控研究.環(huán)境技術(shù)[J].2014,（04）:75-78.

[6] 王依,等.汽車(chē)車(chē)內(nèi)氣味的危害及評(píng)價(jià).客車(chē)技術(shù)與研究[J].2015,（10）:60-62.