王受和，王 俊，江 魯，張曉東，林旭彬，王咸山（中國(guó)電器科學(xué)研究院有限公司，廣州 510663）

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汽車整車自然暴露試驗(yàn)評(píng)價(jià)方法前期研究

王受和，王 俊，江 魯，張曉東，林旭彬，王咸山
（中國(guó)電器科學(xué)研究院有限公司，廣州 510663）

摘要：主要介紹汽車整車自然暴露試驗(yàn)評(píng)價(jià)方法，基于整車廠長(zhǎng)期進(jìn)行汽車整車自然暴露試驗(yàn)，對(duì)整車進(jìn)行表觀檢測(cè)、性能檢查及其他項(xiàng)目檢測(cè)，通過分析試驗(yàn)結(jié)果，歸納汽車內(nèi)外飾件常見缺陷，按照失效程度和不同部件類型，為整車耐候性進(jìn)行等級(jí)劃分，建立整車系統(tǒng)化評(píng)價(jià)方法。

關(guān)鍵詞：汽車；自然暴露試驗(yàn)；失效等級(jí)；評(píng)價(jià)方法

汽車是現(xiàn)代社會(huì)廣泛使用的交通工具，歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家居民汽車普及率達(dá)60 %以上，中國(guó)人均汽車擁有量也在不斷上升，可以說，汽車車輪軌跡已幾乎遍布世界各地，無論是冰天雪地的極地，還是炎熱潮濕的熱帶雨林；無論是沙塵飛揚(yáng)的沙漠，還是道路崎嶇的丘陵山區(qū)，只要有道路就有汽車通行。通常汽車在其服役期內(nèi)要經(jīng)歷各種各樣的，甚至非常嚴(yán)酷的環(huán)境[1]。

近年來，汽車的耐候性能力越來越受到車企和用戶的關(guān)注和重視，車企對(duì)新車型都要進(jìn)行整車自然暴露試驗(yàn)[2]，以檢查和確保新車型的耐候性能力。海南熱帶環(huán)境研究所從2005年起開展整車自然暴露試驗(yàn)，為國(guó)內(nèi)外眾多車企新車型進(jìn)行試驗(yàn)，積累了大量的原始數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)，但一直沒有對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行歸納總結(jié)，形成對(duì)整車的系統(tǒng)化評(píng)價(jià)。摸索探討出一套合理的汽車整車自然暴露試驗(yàn)評(píng)價(jià)方法對(duì)車企具有很重要的指導(dǎo)意義。

1　整車自然暴露試驗(yàn)

汽車整車自然暴露試驗(yàn)是指汽車整車在選定的暴露場(chǎng)地按要求擺放、操作、檢測(cè)的自然暴露試驗(yàn)方法。汽車整車自然暴露試驗(yàn)條件通常接近該汽車最終使用中可能遇到的極端環(huán)境條件，確切地說汽車整車自然暴露試驗(yàn)條件主要是對(duì)該汽車最終戶外可能停放環(huán)境條件的一種模擬。

試驗(yàn)場(chǎng)地通常選擇濕熱或亞濕熱氣候，如美國(guó)佛羅里達(dá)州邁阿密暴露場(chǎng)、海南瓊海暴露場(chǎng)；或者干熱氣候，如美國(guó)亞利桑那鳳凰城暴露場(chǎng)、新疆吐魯番暴露場(chǎng)。通過試驗(yàn)，對(duì)汽車整車進(jìn)行表觀檢測(cè)、性能檢查、氣味檢測(cè)和其他項(xiàng)目檢測(cè)，評(píng)價(jià)整車在耐候性能方面存在的問題。

以QC/T 728-2005《汽車整車大氣暴露試驗(yàn)方法》為例，試驗(yàn)整車南北朝向自然放置于試驗(yàn)場(chǎng)地內(nèi)，在整個(gè)試驗(yàn)期限中，各種性能變化的檢測(cè)周期為：新產(chǎn)品要求暴露初期三個(gè)月內(nèi)，每半個(gè)月一次；三個(gè)月至一年內(nèi)，每月一個(gè)；超過一年后，每三個(gè)月一次。

2　整車失效形式

汽車整車進(jìn)行自然暴露試驗(yàn)后，環(huán)境因素太陽輻照、熱、水和其他生物、人為對(duì)汽車綜合影響和作用，導(dǎo)致汽車與原始狀態(tài)相比發(fā)生了一些老化現(xiàn)象，有的會(huì)影響汽車的表觀形象，有的會(huì)影響汽車的使用性能，甚至是影響汽車的安全性能[3]。圖1和圖2是汽車整車內(nèi)外飾件常見失效形式的匯總。

從圖1和圖2可以看出，汽車內(nèi)外飾件大部分是影響汽車表觀形象的失效，嚴(yán)重影響用戶對(duì)汽車長(zhǎng)久使用后最直接的感觀。而現(xiàn)在隨著人們對(duì)汽車產(chǎn)品的表觀要求越來越高，這就要求汽車耐候性能的進(jìn)一步改進(jìn)。

從圖2可以看出，有的汽車產(chǎn)品還是存在著一定的安全隱患，其中安全帶的裂紋缺陷，隨著時(shí)間的推移，老化的加重，在突發(fā)事故中，安全帶極有可能發(fā)生斷裂，起不到其應(yīng)有的安全保護(hù)作用。

3　整車評(píng)價(jià)方法

3.1 評(píng)價(jià)基礎(chǔ)

汽車整車自然暴露試驗(yàn)是汽車氣候老化評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)，建立一套科學(xué)、完善的耐候性能力評(píng)價(jià)方法離不開整車自然暴露試驗(yàn)工作，整車自然暴露具有其他氣候老化試驗(yàn)不可替代的作用，主要有以下幾個(gè)方面：

1）獲得汽車微環(huán)境的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)?？赏ㄟ^監(jiān)測(cè)獲得汽車車廂內(nèi)外部各典型部位的輻照度、溫度、濕度及其隨時(shí)間的分布情況，為汽車其他氣候老化方法環(huán)境參數(shù)的制定提供依據(jù)。

圖1　整車外飾件失效形式

圖2　整車內(nèi)飾件失效形式

2）獲得汽車氣候老化的失效形式。從汽車整車自然暴露試驗(yàn)中產(chǎn)生的各種失效形式，如起泡、開裂、發(fā)粘、粉化等等，是衡量其他氣候老化試驗(yàn)方法是否合適的基礎(chǔ)依據(jù)，如果其他氣候老化試驗(yàn)的老化失效模式與整車自然暴露試驗(yàn)的失效模式不同，那么，該方法的有效性就應(yīng)該受到質(zhì)疑。

3）耐候性評(píng)價(jià)。這也是最主要的用途，由于汽車公司的策略不同，汽車整車暴露試驗(yàn)用于耐候性評(píng)價(jià)的目的也有差別，一種是用于耐候性的基礎(chǔ)研究，通過長(zhǎng)期的、大量的汽車整車自然暴露試驗(yàn)和其他氣候老化試驗(yàn)的比對(duì)研究，得出相關(guān)性，從而確定其他氣候老化試驗(yàn)方法的試驗(yàn)條件和試驗(yàn)周期，進(jìn)而在以后的耐候性評(píng)價(jià)中以材料和零部件試驗(yàn)為主，取代整車試驗(yàn)；另一種是作為常規(guī)的耐候性評(píng)價(jià)試驗(yàn)方法，在公司的新車型開發(fā)和已有車型量產(chǎn)階段的耐候性評(píng)價(jià)中使用。

3.2 零部件及失效分類

汽車整車上不同的零部件，其功能作用各有不同[4]，按重要程度分類成安全部件、重要部件、一般部件和其他部件。人們對(duì)不同性質(zhì)零部件的失效關(guān)注度不一樣，在對(duì)不同性質(zhì)零部件的評(píng)價(jià)上需要區(qū)別對(duì)待。

經(jīng)過汽車整車自然暴露試驗(yàn)后部件上出現(xiàn)的失效形式分成兩大類，涉及到汽車安全的失效劃分為安全失效，不涉及汽車安全的失效為其他失效，而其他失效按失效嚴(yán)重程度分為完全失效（圖3）、嚴(yán)重失效、明顯失效（圖4）、一般失效、輕微失效和極輕微失效。

3.3 評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)匯總

整車自然暴露試驗(yàn)評(píng)價(jià)方法是針對(duì)汽車整車的耐候性能力，需要考量整車在試驗(yàn)期間的全部表現(xiàn)。一輛汽車整車自然暴露試驗(yàn)從開始到結(jié)束，每隔一個(gè)月進(jìn)行檢測(cè)，將檢測(cè)結(jié)果按零部件分類進(jìn)行匯總，可以直觀了然的掌握不同類型零部件的不同失效現(xiàn)象，以便進(jìn)行下一步，如圖5所示。

圖3　完全失效例

圖4　明顯失效例

圖5　數(shù)據(jù)匯總

3.4 失效等級(jí)評(píng)定

失效等級(jí)評(píng)定是整車自然暴露試驗(yàn)評(píng)價(jià)方法中的重要環(huán)節(jié)，是直接評(píng)價(jià)整車不同類型零部件失效嚴(yán)重程度的綜合考量。失效等級(jí)是由零部件類型和失效影響程度共同決定，而不能由單一因素決定。如安全帶的變色失效和安全帶的裂紋失效是相同零部件的不同失效，不能僅考慮安全帶是安全部件這一點(diǎn)來對(duì)其進(jìn)行失效等級(jí)評(píng)定，反之，不同類型零部件的相同失效也不能同一而論。圖6為失效等級(jí)評(píng)定步驟。

參考大眾標(biāo)準(zhǔn)VW 50185-2009（圖7）缺陷類別的劃分，綜合零部件類型和失效類型，將不同部件上的不同失效劃分等級(jí)，由高到低為A1、A、B1、B、C1、C六個(gè)等級(jí)，如圖8所示。安全部件的安全失效、完全失效和嚴(yán)重失效都是對(duì)用戶存在極大的安全隱患，歸屬A1失效等級(jí)，重要部件的安全失效和完全失效都是汽車存在嚴(yán)重的功能缺陷，致使無法啟動(dòng)或其他用戶極度不滿的情況，同樣歸屬A1失效等級(jí)。

3.5 評(píng)價(jià)分值計(jì)算

失效分值是體現(xiàn)汽車整車在自然暴露試驗(yàn)后的綜合失效嚴(yán)重程度，失效程度越嚴(yán)重，失效分值越高。參考大眾標(biāo)準(zhǔn)VW 50185-2009，對(duì)等級(jí)A1、A、B1、B、C1、C賦予代表其價(jià)值的分值，如圖9所示。汽車經(jīng)過自然暴露試驗(yàn)后，分析計(jì)算得出其失效分值S，其中n為各個(gè)失效等級(jí)的個(gè)數(shù)。

耐候分值是體現(xiàn)汽車整車在自然環(huán)境中耐候性能，耐候性能越好，耐候分值越高。汽車的耐候性能可以從汽車整車自然暴露試驗(yàn)后的綜合失效嚴(yán)重程度直觀體現(xiàn)，失效程度越嚴(yán)重，其耐候性能越差。

汽車整車經(jīng)過自然暴露試驗(yàn)后，將其每次檢查的失效現(xiàn)象進(jìn)行匯總，分析得出各個(gè)失效等級(jí)的數(shù)量，依照?qǐng)D9各個(gè)失效等級(jí)對(duì)應(yīng)的分值，計(jì)算得出失效分值S=n1×100＋n2×20＋ n3×5＋n4×1＋n5×0.5＋n6×0.1。

耐候分值總分是100分，總分減去汽車試驗(yàn)后的失效分值，即是汽車的耐候分值N=100－S。

圖6　失效等級(jí)評(píng)定步驟

圖7　標(biāo)準(zhǔn)VW 50185-2009缺陷類別的劃分

圖8　失效等級(jí)劃分

圖9　等級(jí)分值表

3.6 星級(jí)劃分

為了直觀表現(xiàn)出汽車整車的耐候性能力好壞，根據(jù)汽車整車計(jì)算出的耐候性能力得分N，將該型汽車劃分星級(jí)，五星、四星、三星、二星、一星、零星，星級(jí)越高，耐候性能力越強(qiáng)，圖10所示。

圖10　星級(jí)劃分

4　總結(jié)

建立一套系統(tǒng)的汽車整車自然暴露試驗(yàn)評(píng)價(jià)方法，可以將其應(yīng)用在汽車整車產(chǎn)品研發(fā)、試制、量產(chǎn)等各個(gè)階段，評(píng)價(jià)汽車整車產(chǎn)品在結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、材料的選用以及防護(hù)工藝等方面存在的老化問題，為提升汽車整車產(chǎn)品的耐候性能提供最直接的數(shù)據(jù)支持。

在汽車整車自然暴露試驗(yàn)評(píng)價(jià)中，如何使汽車零部件分類劃分更合理，失效等級(jí)更精確，需要通過充分的汽車整車廠市場(chǎng)調(diào)研統(tǒng)計(jì)；如何降低不同評(píng)價(jià)人員之間對(duì)失效嚴(yán)重程度的主觀評(píng)價(jià)差異，確保評(píng)價(jià)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性，需要不斷的經(jīng)驗(yàn)積累。

參考文獻(xiàn):

[1]馬堅(jiān),揭敢新,劉強(qiáng),王俊.汽車氣候老化應(yīng)用技術(shù)[M].1版.廣州：華南理工大學(xué)出版社，2013:1-10.

[2]江魯,周修源.汽車常用的自然暴露試驗(yàn)方法[J].中國(guó)儀器儀表,2009 (09): 45-50.

[3]張濤,周漪,劉靜.汽車整車在典型環(huán)境下大氣暴露試驗(yàn)結(jié)果分析[J].裝備環(huán)境工程, 2013(06): 50-55.

[4]王永豪,蔡元平.汽車整車腐蝕試驗(yàn)主觀評(píng)價(jià)方法的探討[J].環(huán)境技術(shù), 2014 (01): 6-9.

王受和（1990－），男，江西，學(xué)士，助理工程師，從事工業(yè)產(chǎn)品的環(huán)境適應(yīng)性技術(shù)研究。

The Preliminary Study on the Evaluation Method of Vehicle Exposure Test

WANG Shou-he, WANG Jun, JIANG Lu, ZHANG Xiao-dong, LIN Xu-bin, WANG Xian-shan
(China Electric Apparatus Research Institute Co., Ltd., Guangzhou 510663)

Abstract：This paper mainly introduces the evaluation method of the vehicle natural exposure test. Based on the natural exposure test for the vehicles in the long term, the surface inspection, the performance inspection and the other items on the vehicle are carried out. Through analyzing the test results, this paper induces the common defects in the automotive interior trim and exterior trim, divides level of vehicle weatherability and sets up the vehicle system evaluation method with the failure degree and the different part types.

Key words：vehicle; natural exposure test; failure level; evaluation method

作者簡(jiǎn)介:

中圖分類號(hào)：X828

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1004-7204（2016）01-0013-05