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境破壞的能力。在戶外太陽輻射、溫度和水等的反復作用下,耐候性差的汽車高分子零部件會較早出現變形、變色、發黏、粉化、開裂以及金屬或涂鍍件腐蝕等耐候性失效現象,影響汽車的外觀、使用以及車內長期空氣質量等,嚴重的還會造成安全隱患。
為了對汽車耐候性進行評價,整車制造企業一般將汽車置于典型自然環境下靜態暴曬1年,根據其性能變化情況和相關標準規定(主要是企業內部標準)判定汽車耐候性等級并制定整改措施。應用最為普遍的是濕熱及干熱兩種典型氣候環境,一方面是因為這兩種氣候(含亞濕熱)環境區域可以覆蓋全球80%,左右的人口地區,是汽車的主要使用地區;另一方面是因為這兩種氣候相對于其它類型氣候對汽車耐候性的影響更為顯著。同時,濕熱環境和干熱環境對汽車耐候性的考核各有側重:濕熱環境由于空氣濕度高,主要考核涂層耐老化性能和金屬件/涂鍍件耐腐蝕性能;干熱環境一般曰照時間長、空氣溫度高,車廂積溫更嚴重,主要考核內飾件的耐老化性能。
我國汽車濕熱環境耐候性試驗開展較早,相關文獻研究相對比較深人,但系統開展汽車干熱環境耐候性研究的文獻還較少。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據進行整理、分析,總結整車在干熱環境下的性能變化特點,以幫助汽車企業深人了解不同環境對汽車耐候性的影響,進而開發更具針對性的產品。
2試驗
根據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產品環境適應性國家重點實驗室吐魯番干熱自然暴露試驗場內進行靜置暴露試驗并按約定周期對汽車的外觀、涂層附著力、發動機啟動性能等進行綜合檢查并記錄外觀、使用功能變化首次出現的時間和詳細現象說明。
3結果與討論
3.1非金屬件發白
非金屬件件顏色變淺、發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、后視鏡框和門內飾板等)容易變色外,發動機艙內基本不受陽光影響的塑料件也出現了發白現象(圖1),其原因主要是整車在干熱自然暴露試驗過程中,發動機艙內長期處于較高溫度狀況引發高分子材料熱老化。這警示汽車企業需要特別注意發動機艙內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制造過程中或裝配過程中存在較大的內應力、試驗過程中經歷高/低溫循環變化引起的。干熱地區試驗車比其它氣候地區試驗車更容易出現非金屬件開裂現象,一些在濕熱地區試驗沒有出現開裂現象的外飾件(圖2a)及內飾件(圖2b)在干熱地區卻出現了明顯的開裂現象,影響汽車外觀。這應該與吐魯番地區白天溫度高、晝夜溫差大、不同材質材料變形速率不一致密切相關。因此,汽車企業要重視零部件內應力的消除。
3.3車身外部劃痕及沙塵進入
干熱環境地區一般風沙都比較嚴重,沙塵除了對試驗車的外部形成機械破壞(如劃痕)外,還會進人車身縫隙,影響汽車外觀和使用。如圖3所示,大量沙塵進人門外把手,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(或風沙多發地區)的環境特點,進行合理的丁藝設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
吐魯番地區的試驗車多處出現密封膠條脫膠現象,圖4所示是其中最為典型的示例之一。在吐魯番高溫環境下,密封膠容易老化、粘結力下降,導致部件之間粘結不牢。前文提到的沙塵可能會進人這些膠脫的地方,又會加劇脫膠的進一步發展。
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