智数汽车大数据麦克恒通汽车轻量化在线

[气味和VOC标准] 车内空气质量的VOC及气味评价试验研究

车内空气|VOC|气味性 车内空气|VOC|气味性 21 人阅读 | 0 人回复

发表于 6 天前 | 显示全部楼层 |阅读模式

亲,赶快注册吧,有更多精彩内容分享!

您需要 登录 才可以下载或查看,没有帐号?立即注册

x
【汽车材料网】车内空气质量的VOC及气味评价试验研究
来源:期刊-《汽车工艺与材料》;作者:张仲荣 武金娜 姚谦
(中汽研汽车检验中心(天津)有限公司)
摘要:通过主要内饰件VOC及气味的释放推算量化整车的水平,以实现车内空气质量达标及气味品质提升的目的。采用1 m3试验舱对某车型的主要内饰件VOC以及气味进行测试,并用整车试验舱对新装配内饰件后的整车进行验证测试,以8种典型目标物定量分析以及主要气味性物质进行定性分析对比研究。结果表明,由主要的内饰件VOC的释放水平总趋势与车内空气质量高度吻合,而且主要内饰件的气味水平也与整车的气味保持一致;建立了内饰件VOC及气味对整车的空气质量贡献的数据模型,对预测并改进整车的车内空气质量水平的工作提供指导。另外结合2019年C-ECAP的评价规程对2款车的车内空气质量进行了评价计算。
关键词:车内空气质量 气味 VOC 内饰件
1
前言
自2012]自2012]对于如何降低汽车内饰及整车的气味,即降低有嗅觉器官可感知味道的挥发性有机物,诸多VOC 学者开展了相应的研究。文献[2]提出了整车试验舱法气味评价-零部件袋子法气味评价-材料瓶(袋子)气味评价对整车气味提升改进的流程。许双英等提供了GC-MS/气味嗅辨同步分析方法对整车和高危零部件的气味评价和挥发性有机物进行全谱分析[3]。翟允等人开发了5 m3整车模拟舱和2 m3的零部件测试舱,模拟阳光照射、高温等不同条件的环境状态,并结合气味评价员主观评价提升整车气味评价[4]。朱振宇等人基于嗅觉阈值和韦伯-费希纳定律的整车重点气味物质筛选方法,建立了一套车内气味溯源的方法体系,文献[5]应用于某SUV 车型的气味溯源研究中,实现了对高危零部件气味的排查[6]。
本研究主要通过1]本研究主要通过1]依据2019 年版的中国生态汽车评价规程(CECAP),设定整车车内空气质量的目标,确保新车在下线31 天内,首先对于常规项目包括苯、甲苯、二甲苯、苯乙烯、乙苯、甲醛、乙醛、丙烯醛的目标要求在室温下力求达到10 分以及高温下达到4分,其次消费者主要关注的气味主观评价品质3 级要求(4.8 分,满分6 分)。

2.2 筛选方案
车内空气质量的污染物主要来源于内饰件,为此要获得品质优异的车内空气质量,首要任务是要筛选出挥发性有机物散发低且气味品质较优的内饰件。
<span]车内空气质量的污染物主要来源于内饰件,为此要获得品质优异的车内空气质量,首要任务是要筛选出挥发性有机物散发低且气味品质较优的内饰件。
<span]为了得到品质优异的内饰件,需对各内饰件材质进行控制,从而形成材料控制、内饰件控制、整车达标的目的。
已通过前期材料筛选获得了低VOC]已通过前期材料筛选获得了低VOC]采用整车试验舱法采样进行方法验证,试验验证方法为HJ/T 400—2007《车内挥发性有机物和醛酮类物质采样测定方法》[7]、ISO 12219-1:2012 Interior air of road vehicles-Part 1:Whole vehicle test chamber- Specification and method for the determination of volatile organic compounds in cabin interiors[8]、2019 年版的中国生态汽车评价规程(CECAP)。

3
试验方法
3.1 内饰件VOC及气味测试方法
研究目标内饰件采用的测试方法如下。
<span]研究目标内饰件采用的测试方法如下。
<span]参 照ISO 12219- 4:2013 Interior air of road vehicles-Part 4:Method for the determination of the emissions of volatile organic compounds from vehicle interior parts and materials- Small chamber method[9]、VDA 270:2018 Determination of the odour characteristics of trim materials in motor vehicles[10],将内饰件按照一定的预处理条件(依据某车企技术条件)存放后,将内饰件立即取出置于1 m3试验舱中,设定温度程序和空气交换率,与整车高温环境试验时间和温度保持一致。

3.2 整车挥发性有机物及气味验证测试方法
a.室温环境下整车VOC]a.室温环境下整车VOC]室温环境下的整车气味评价在VOC 采样后进行,气味等级评价要求参照VDA 270—2018 Determination of odour characteristics of trim materials on motor vehicles 第8 条评估中6 级强度要求,气味评价标准见表1,在采样结束后,由3 名气味评价员分别上车进行评价。
b.高温环境下的整车挥发性有机物采集及分析:采]b.高温环境下的整车挥发性有机物采集及分析:采]高温环境下的整车气味评价,同样在VOC 采样结束后进行,气味等级评价要求参照VDA 270:2018 Determination of odour characteristics of trim materials on motor vehicles 第8 条评估(1 至6 级要求),见表1。在采样结束后,由3 名气味评价员分别上车进行评价。

表1]表1]对2 款车型的各10 类主要内饰件的VOC 和气味进行了测试。1 号车和2 号车各内饰件的苯、甲苯、二甲苯、苯乙烯、乙苯、甲醛、乙醛、丙烯醛等8种典型VOC 的释放水平结果和TVOC 的释放结果分别见图1 和图2。


图1 内饰件中8种典型VOC释放结果

从1]从1]从2 号车的各内饰件典型VOC 释放水平比较来看,主要内饰件的单一VOC 控制水平在450 g/m3以下,明显高于1 号车的VOC 释放水平,说明2 号车的内饰件品质相对较差,其中贡献最大的3 个内饰件是顶棚、前围隔音垫、主地毯,其次是驾驶座椅、衣帽架、仪表板,其余内饰件较低;释放浓度水平较高的VOC 种类依次也是乙醛、甲醛、二甲苯。
从图2来看,相比于1号车,2号车的仪表板、门板、柱护板等注塑件的TVOC释放水平较高,其次是主地毯和顶棚2个织物覆盖件,推断该内饰件TVOC高释放水平容易造成整车车内TVOC水平偏高。

<span]从图2来看,相比于1号车,2号车的仪表板、门板、柱护板等注塑件的TVOC释放水平较高,其次是主地毯和顶棚2个织物覆盖件,推断该内饰件TVOC高释放水平容易造成整车车内TVOC水平偏高。
<span]1 号车和2 号车各内饰件的气味评价结果见图3,气味类型描述见表1。每个内饰件分别经过5位气味评价员进行评价,1 号车的各个内饰件气味强度等级最差3.5 级,最优为3 级,气味控制比较均匀,没有气味强度特别差的内饰件出现,推断1 号车整车的气味强度等级在3~3.5 级;2 号车的内饰件气味评价等级最差4,最优为3,相比于1号车,该车的内饰件气味控制水平略差于1 号车,出现了气味强度评级为4 的内饰件,但未出现5 级和6 级的水平,推断2号车整车的气味等级在3~4级。
车内各部件的气味类型描述见表2,各部件主要含有的气味物质见表3]车内各部件的气味类型描述见表2,各部件主要含有的气味物质见表3]从表3 和表4 中可以看出,主要的气味物质有醛类、酮类、胺类、酯类、醚类、醇类、芳香烃、烷烃类。许多物质如壬醛、乙酸乙酯、2-乙基-1-己醇、己内酰胺、烷基苯、小分子烷烃等通常会在多种内饰件中挥发。据文献[4,6]:甲苯、二甲苯、三甲苯、四甲苯等烷基苯呈现溶剂气味或芳香味;苯并噻唑呈现橡胶、臭味;胺类,如三丁胺,为胺臭味,酰胺类,呈刺激性气味;正十二烷、十一烷、十三烷、十四烷呈清香、芳香;部分异构烷烃:呈塑料味;苯酚呈塑料;2-乙基-1-己醇、N-乙基-2-吡咯烷酮呈特殊气味;1-(2-丁氧基乙氧基)-乙醇呈微香;乙酸乙酯呈香味。众多有气味的物质挥发而成的混合气味形成了内饰件的特殊气味。

表4 2号车内饰件主要的气味物质

4.3 车VOC及气味验证结果
对于2]对于2]对于2 款车辆,在室温环境和高温环境下主观评价了整车的气味强度,见图5。在2 种环境模式下,2 号车的气味强度都比1 号车的高,这也印证了前面3.2节主要内饰件的气味评价结果中通过内饰件气味等级结果对整车气味等级结果的推断。


图4 整车在不同环境模式下的典型VOC

2]2]表5 为从2 款整车内采集分析得到的主要气味物质,在试验中每款车被检出的气味物质均达50 种以上;整车内检出的有气味特性的物质基本都可以在内饰件中匹配分析而获得。


图5 车辆在不同环境模式下的气味强度结果

表5 整车内主要的气味物质


依据2019]依据2019]整车的VOC 主要来自于各内饰件的散发,各内饰件对于其都具有一定的贡献量,但由于其在车内空间组合方式、布置的方式、暴露的方式不同,导致它们对整车的VOC 贡献不是简单相加,在车内相对密闭的环境中,这种贡献系数是相对复杂的,在此为了考察的便捷性、计算简便性,对矩阵进行了简化,建立公式如下。

式中,Ci为整车第i个挥发性有机物的结果(μg/m3),n]式中,Ci为整车第i个挥发性有机物的结果(μg/m3),n]由于整车的气味是由各个内饰件的气味共同作用下产生,而各内饰件的气味并不是独立的,它们分别来自各自带有气味的挥发性VOC 贡献。1号车和2 号车各内饰件对整车的贡献分别见表7和表8。表7 显示,各内饰件对1 号车的贡献基本相当,主地毯和副仪表板对整车气味的贡献略大于其他内饰件;表8 显示,对于2 号车在室温下前围隔音垫、驾驶座椅、方向盘、仪表板、顶棚对整车气味的贡献相对大。关于内饰件的气味对整车的贡献,建立计算公式如下。

式中,Ki为内饰件对于整车的气味强度等级贡献率;Di为内饰件的气味强度等级;D]式中,Ki为内饰件对于整车的气味强度等级贡献率;Di为内饰件的气味强度等级;D]贡献率Ki大于1,表明对整车的气味产生正的影响,容易导致整车的气味恶化,同时也说明是要重点管控的部件。
Ki贡献率小于1,表明对整车的气味产生的影响弱,贡献率越小,对整车气味的影响越弱。
<span]Ki贡献率小于1,表明对整车的气味产生的影响弱,贡献率越小,对整车气味的影响越弱。
<span]综上所述,对于整车内气味值贡献,通常对取决于气味结果值较大的内饰件及其相应的数量。

表7 1号车内饰件对整车气味的贡献


表8 2号车内饰件对整车气味的贡献

6
结论
a.本文在制定设计、优化和控制内饰件及整车的VOC]a.本文在制定设计、优化和控制内饰件及整车的VOC]b.为了获得品质优异的车内空气质量,应首先从材料管控做起,再到内饰件VOC 水平的控制;此外,即使实现了苯、甲苯、二甲苯等8 种典型物质的低释放,但也并不意味着车内气味控制到良好水平,还需进行主观气味改进的研究。
c.通过内饰件的气味和整车的气味关系研究,可推断整车的气味很大程度上取决于主观气味较大的内饰件以及相应的数量;控制内饰件的气味也是今后改善车内气味的一个研究方向。
<span]c.通过内饰件的气味和整车的气味关系研究,可推断整车的气味很大程度上取决于主观气味较大的内饰件以及相应的数量;控制内饰件的气味也是今后改善车内气味的一个研究方向。
<span]d.通过2019年C-ECAP评价规程对苯、甲苯、二甲苯等8项VOC物质及气味项目的进行评分得到,2款车的VOC项目评价得分较高,室温环境下和高温环境下基本接近满分10分和4分,但气味评价得分不同,1 号车优于2 号车且达到了预期目标,而2 号车气味控制略差。因此基于C-ECAP评价车内空气质量方法更加具有客观价值、实际意义。




关注下面的标签,发现更多相似文章
您需要登录后才可以回帖 登录 | 立即注册

本版积分规则

VIP会员服务