汽车产品在我国典型干热环境下的自然暴露试验研究

王 俊，张晓东，揭敢新，江 鲁

（中国电器科学研究院有限公 司 工业产品环境适应性国家重点实验室，广州 510663）

汽车产品在我国典型干热环境下的自然暴露试验研究

王 俊，张晓东，揭敢新，江 鲁

（中国电器科学研究院有限公 司 工业产品环境适应性国家重点实验室，广州 510663）

对吐鲁番地区的干热特殊气候环境特征进行了分析，并开展部分样品在吐鲁番地区的自然暴露试验，研究其变化趋势，为进一步应用吐鲁番干热自然暴露试验场开展产品干热环境耐候性试验提供依据。

干热气候环境；老化；自然暴露试验；耐候性；环境严酷度

前言

自然暴露试验从起源至今已有170多年，目前仍是检验材料或产品环境适应性最直接最可靠的方法。国外发达国家高度重视并大力建设自然暴露试验场[1,2]，美国建有世界上最大规模的佛罗里达迈阿密湿热自然环境试验基准站（占地10万m2）和亚利桑那凤凰城干热自然环境试验基准站（占地15万m2），对汽车、工程机械、光伏等装备进行检测评价，每年开展试验的样品达100万件以上，并基于这两个基准站数据制订装备、部件和材料环境试验与技术要求标准。

我国自然暴露试验场建设工作与国外发达国家相比，在场地规模、试验能力、规范化管理、基础数据积累等方面还有一定的差距，特别是与国际对标的干热试验基准站建设工作更是起步较晚。2013年，中国电器科学研究院有限公司与新疆吐鲁番自然环境试验研究中心合作共建的规划面积达10万m2的吐鲁番干热试验站已经完成首期2万m2建设任务并正式投入使用，这对提高我国重点实物产品的环境适应性研究水平具有重要推动作用。

本文对吐鲁番干热气候状况与世界其他主要干热地区气候状况进行了比较，并对一些典型产品在吐鲁番干热试验场的试验数据进行了整理，总结了试验样品宏观性能变化规律。下一步将继续开展吐鲁番气候对试验样品微观性能的影响研究及与国外干热环境的比对研究工作。

1 吐鲁番气候环境特征

图1（a）、（b）、（c）展示了吐鲁番地区1年当中日均最高气温、日均最低气温以及月平均降雨量变化情况及其与美国凤凰城、沙特利雅得两地的差异。可以看出，吐鲁番的气候具有特殊性，4-8月份气温数据与国外一些典型自然暴露试验场气温数据接近，但其余月份气温则会低很多，具有全年温差大的特点；全年降雨总量稀少，只有16 mm左右，属于极度干热环境，而凤凰城年降雨总量接近200 mm，利雅得的年降雨总量也有100 mm左右。

图1 吐鲁番日均最高气温和最低气温、月平均降水总量变化趋势

2 材料直接暴露试验

图2展示了2015年7月份开始投样的PS标准色板在吐鲁番开展直接暴露试验的黄色指数变化趋势。PS材料具有易老化的特点，通常用作评价某地区短期环境严酷度的标准材料[3]。由图2可以看出，PS材料投样后的前两个月（7、8月份）由于辐照强、气温高，黄色指数变化较快，直到第二年的2、3月份，黄色指数增加都较为平缓，之后增加的速度又明显加快。

3 IP/DP箱暴露试验

图2 PS样品吐鲁番自然暴露试验黄色指数变化

图3 IP/DP箱自然暴露试验

IP/DP箱试验是汽车内饰部件或材料经常采用的一种自然加速暴露试验方法（见图3），试验箱体具有保温和当试验温度超过最高限温时自动遮挡太阳光降低箱体内温度作用[4]。图4为汽车仪表板（PP材料）在吐鲁番的试验情况及与海南同时期试验样品的比对情况。可以看出：

1）最高限温提高，仪表板老化加速；

2）同样条件下，吐鲁番地区试验样品IP/DP箱试验样品老化速度高于海南地区，这说明IP/DP试验箱的保温作用弥补了吐鲁番冬、春季气温较低的不足。

图4 PP样品吐鲁番IP/DP箱试验色差变化

图5 汽车整车吐鲁番自然暴露试验失效趋势

4 整车自然暴露试验

图5展示了2015年9月中旬投试的某乘用车整车在不同阶段的新增失效数量情况，该试验依据QC/T 728-2005标准开展[4]，每两个月对汽车整车进行一次全面的外观和性能检查，检查过程中任何可察觉的变化或变化发展均记作1次失效。可以看出，从开始投样到第2年的1、2月份，整车基本上没有可察觉的外观或性能变化，但随着试验的继续及大气温度升高，之后各个检查阶段的新增失效数量逐渐增多。

5 结语

1）吐鲁番气候与国外典型干热气候相比具有特殊性；

2）初步研究表明，吐鲁番夏季高温强辐照气候对试验样品宏观性能（如黄色指数、色差、外观等）影响最为明显；

3）吐鲁番全年气候对样品微观性能变化影响研究及全球比对工作有待进一步开展。

[1] 陆启凯,揭敢新,王俊,等. 汽车气候老化试验技术[M]. 广州：华南理工大学出版社, 2010.

[2] 闫杰,刘丽红,纪春阳,等. 国内外自然大气环境试验的发展[J]. 中国腐蚀与防护学报, 2009, 29(1):69-75.

[3] JB/T 11800-2014 , 机械产品环境条件 大气环境严酷度分级[S].

[4] 马坚,揭敢新,刘强,等. 汽车气候老化应用技术[M]. 广州：华南理工大学出版社, 2013.

[5] QC/T 728-2005, 汽车整车大气暴露试验方法[S].

王俊（1978.10-），男，高级工程师，长期从事材料老化、汽车耐候研究。

Research on Outdoor Exposure Test for Automobile Products in Typical Arid Climate in China

WANG Jun, ZHANG Xiao-dong, JIE Gan-xin, JIANG Lu
(State Key Laboratory of Environmental Adaptability for Industrial Products, China National Electric Apparatus Research Institute Co., Ltd., Guangzhou 510663)

This paper analyzes the environmental characteristics of arid climate in Turpan area. The outdoor exposure test for several automobiles samples in this area is carried out, in order to study its variation tendency. This research can provide the basis for the weather-resistant test for these products in arid outdoor exposure testing site in Turpan.

arid climate; weathering; outdoor exposure test; weather-resistance; environment severity index

U465.4

A

1004-7204（2017）02-0031-03