測試周期對整車氣味和VOC散發(fā)的影響

趙福，韓亞萍，任明輝，郭秋彥，馬秋

(吉利汽車研究院(寧波)有限公司,浙江寧波 315336)

0 引言

自2009年起我國已成為全球最大的汽車銷售國家，隨著汽車市場的逐漸成熟，為提升車輛的競爭力，進一步滿足消費者對汽車舒適性的要求，主機廠不斷改進汽車內(nèi)飾結(jié)構(gòu)設(shè)計：提供多樣的造型設(shè)計，豐富的選材范圍，大量的裝飾件和皮革包覆。由于車輛是密閉的空間環(huán)境，隨著皮革材料、包覆材料、泡沫材料的大量應(yīng)用，導致車內(nèi)污染物積聚，對人體健康產(chǎn)生了一定的隱患。隨著社會公眾的環(huán)保意識和自我保護意識的不斷提高，公眾對與人體健康息息相關(guān)的車內(nèi)空氣質(zhì)量有更高的期待和嚴格的要求，車內(nèi)氣味問題近年來備受關(guān)注。尤其是在后裝市場，有大量用戶采用活性炭、光觸媒[1-2]、柚子皮等科學或不科學的方式來改善車內(nèi)空氣質(zhì)量。這意味著隨著汽車行業(yè)的成熟，用戶對車內(nèi)選材提出了更高的要求，這對主機廠的屬性開發(fā)提供了指導方向[3]。

1 整車氣味和VOC測試方法說明

目前我國也在大力發(fā)展車內(nèi)空氣質(zhì)量的規(guī)范化措施，在2007年發(fā)布了HJ/T 400—2007《車內(nèi)揮發(fā)性有機物和醛酮類物質(zhì)采樣測定方法》，在2012年發(fā)布了GB/T 27630—2007《乘用車內(nèi)空氣質(zhì)量評價指南》。其中《乘用車內(nèi)空氣質(zhì)量評價指南》正在推動推薦標準至強制標準的轉(zhuǎn)化，涉及苯、甲苯、乙苯等苯系物，甲醛、乙醛、丙烯醛等醛系物即揮發(fā)性有機物(VOC)的限值管控。

雖然法律法規(guī)對VOC提出了限值要求，但這與用戶對汽車內(nèi)部氣味直觀感受存在明顯差異，用戶也無法通過現(xiàn)場感受來評估氣味狀態(tài)。因此在管控VOC的同時，各大主機廠也相應(yīng)提出了氣味的管控要求?，F(xiàn)有條件下，氣味主要采用主觀評價，由經(jīng)過培訓的氣味評價員，依據(jù)企業(yè)的測試標準，對經(jīng)過特定方式處理的樣品進行評價，并給出對應(yīng)的數(shù)值。通過對比不同樣品的氣味數(shù)值，即可對比整車的氣味狀態(tài)。

結(jié)合《乘用車內(nèi)空氣質(zhì)量評價指南》的指導意見，一般主機廠會采用下線(28±5)d的車輛，同時開展整車氣味和VOC的測試。試驗車輛的要求沒有內(nèi)飾等變動。在試驗前，車輛不能進行氣味相關(guān)的后處理措施。試驗環(huán)境要求溫度在(25±1) ℃，環(huán)境濕度在(50±10)%RH。

文中就對在28 d的試驗周期內(nèi)，A、B兩種內(nèi)飾車型整車氣味和VOC變化特征進行了初步探討分析。為后續(xù)汽車內(nèi)飾VOC全譜分析提供基礎(chǔ)分析。

2 驗證方案

在兩個不同的已量產(chǎn)項目中，分別選取一臺正常下線的車輛作為測試對象，分別標注為A車型和B車型。按照一周(7 d)、兩周(14 d)、三周(21 d)、四周(28 d)的測試周期，對A車型和B車型進行整車氣味和VOC測試，分析整車氣味和VOC隨不同時間的變化結(jié)果。

為保證驗證的有效性和一致性，將A車型和B車型均放置于室內(nèi)存放環(huán)境，溫度控制設(shè)置在25 ℃，濕度控制設(shè)置在50%RH。在4個測試周期中，均由同一批氣味評價員進行整車氣味評價和整車VOC采樣。

通過選取不同內(nèi)飾開發(fā)方案的A車型和B車型進行對比分析，可以評估不同內(nèi)飾開發(fā)方案的整車氣味和VOC隨時間的變化特征。其中A車型是一款SUV車型，采用較少的裝飾件和水轉(zhuǎn)印工藝，B車型是一款小型轎車車型，采用較多的裝飾件和INS工藝。

2.1 某A車型試驗驗證

A車型內(nèi)飾開發(fā)的主要零部件的選材信息見表1。

表1 某A車型的主要零部件選材信息

在7～28 d 4個測試周期內(nèi)，A車型車內(nèi)溫度分別為21.7，19.9，20.8，20.8 ℃，車內(nèi)溫度差異未超過1 ℃，以消除溫度差異對整車氣味和VOC帶來的影響。圖1是A車型不同測試周期的整車氣味和TVOC、苯系物、醛類物質(zhì)的變化趨勢。A車型在第一周和第四周的氣味更優(yōu)。從圖中可以看出，僅有TVOC的數(shù)據(jù)與整車氣味狀態(tài)形成正相關(guān)性，苯、甲苯等苯系物，甲醛、乙醛等醛類物質(zhì)，均未與整車氣味形成正相關(guān)。

圖1 A車型不同測試周期的整車氣味和VOC變化

2.2 某B車型試驗驗證

B車型內(nèi)飾開發(fā)的主要零部件的選材信息見表2。

表2 某B車型的主要零部件選材信息

在7～28 d 4個測試周期內(nèi)，B車型車內(nèi)溫度分別為23.7，23.8，23.4，24.1 ℃，車內(nèi)溫度差異未超過1 ℃，以消除溫度差異對整車氣味和VOC帶來的影響。圖2是B車型不同測試周期的整車氣味和TVOC、苯系物、醛類物質(zhì)的變化趨勢。B車型在第二周和第三周的氣味更優(yōu)。從圖中可以看出，僅有TVOC的數(shù)據(jù)與整車氣味狀態(tài)形成正相關(guān)性，苯、甲苯等苯系物，甲醛、乙醛等醛類物質(zhì)，均未與整車氣味形成正相關(guān)。

圖2 B車型不同測試周期的整車氣味和VOC變化

由圖1和圖2試驗結(jié)果表明：

(1)不同內(nèi)飾開發(fā)方案的車型，整車氣味和VOC變化趨勢不同。

(2)整車氣味的變化趨勢與整車TVOC揮發(fā)量呈正相關(guān)關(guān)系。

(3)整車VOC中，甲苯的含量變化隨試驗時間降低最為明顯。

(4)甲醛、乙醛等醛類物質(zhì)的含量變化隨試驗時間降低不明顯。

3 結(jié)束語

針對A車型和B車型的整車氣味和VOC對比，可以得出整車氣味與TVOC存在相關(guān)性。且不同車內(nèi)內(nèi)飾配置的車型，整車氣味、VOC隨時間變化的趨勢也有不同，某一車型是中間兩周氣味最差，而另一車型則是中間兩周的氣味最好。兩個車型的甲苯隨時間變化趨勢最為明顯，可能是單體VOC物質(zhì)中，甲苯的相對含量較高，且甲苯的揮發(fā)性較強(閃點較低)，故易形成明顯的變化。而甲醛、乙醛雖然也存在揮發(fā)性，但車內(nèi)相對含量較低，同時車內(nèi)聚丙烯塑料、聚氨酯泡沫等材料在光和熱作用下，已分解產(chǎn)生醛類物質(zhì)，導致含量存在較小波動。

但針對具體揮發(fā)物質(zhì)與整車氣味之間的并無明顯關(guān)聯(lián)性。分析可能是由于國標中規(guī)定的五苯三醛，占比整體車內(nèi)揮發(fā)物中的含量有限。整車氣味來源與車內(nèi)整體揮發(fā)物相關(guān)。后續(xù)可以利用全譜分析，對不同時間段內(nèi)的整車揮發(fā)物變化，尋找整車氣味和揮發(fā)物之間的具體關(guān)聯(lián)。