车内乙醛贡献率研究

2018-09-06熊国良蒋宝林

汽车零部件 2018年8期

熊国良，蒋宝林

(广州汽车集团股份有限公司汽车工程研究院，广东广州 511434)

0 引言

数据显示:截至2017年底，我国汽车保有量达到2.17亿辆。汽车成为人们出行必不可少的工具。由于汽车内饰材料多为非金属材料，且车内空间相对狭小密闭，在使用过程中不可避免地会释放出各种挥发性有机物质，如苯、甲苯、乙苯、二甲苯、苯乙烯、甲醛、乙醛、丙烯醛等。其中车内管控难度最大的物质是乙醛，有研究表明其合格率仅为50.9%[1]。

为了对车内乙醛进行管控，目前各主机厂的主流做法是根据车内各内饰零部件的大小使用不同体积的采样袋对零部件进行乙醛测试，查找乙醛散发量大的零部件进行整改[2]。这种方法存在的问题是：因为散发空间不一致，无法横向比较各零部件的散发量，不能迅速找出对整车乙醛贡献量大的零部件进行整改。文中介绍了使用统一规格的袋子对车内各内饰零部件进行乙醛测试，获得各内饰零部件对整车乙醛贡献率的方法，能够迅速找出对整车乙醛贡献量大的零部件进行针对性的整改，提高车内空气质量水平。

1 试验部分

1.1 试验器材

试验器材包括：99.999%高纯氮气；2 000 L Tedlar气体采样袋；津腾GM-1.0A隔膜真空泵；氮气质量流量计；DNPH捕集管；Gilian Gilibrator-2电子皂膜流量计；GilAir Plus恒流采样泵；Agilent 1260高效液相色谱仪；步入式环境舱；7种醛酮-DNPH (Dinitrophenylhydrazone)100×10-6混标(o2si)。

1.2 试验样件

结合《车内挥发性有害物质控制管理要求》(草案)附录一的高风险零部件清单抽取如表1所示零部件总成进行测试。

表1 实验样件清单

1.3 试验方法

此次试验采用国内使用较为广泛的袋试法。被测零部件以总成形式放置于2 000 L Tedlar气体采样袋中，同时应注意使零部件以面向乘员的一面朝上并充分展开。使用99.999%的高纯氮气对气体采样袋进行冲洗，充入气体采样袋体积的30%左右高纯氮气，再用隔膜真空泵将气体抽出，重复操作3次；再向采样袋中准确充入采样袋体积50%的高纯氮气。如图1所示将采样袋放入步入式环境舱中，使用65 ℃加热2 h±10 min；加热2 h后轻拍气体采样袋使其中气体混合均匀并用DNPH捕集管采集醛酮类物质。气体采集条件如表2所示。

图1 采样示意图

采集参数DNPH捕集管采集速度/(mL·min-1)800采集时间/min15气体采集体积/L12样品管采集数量/支2

2 结果与讨论

参照文献[3]中附录C，用色谱级乙腈洗脱采集好的DNPH捕集管，使用高效液相色谱仪分析洗脱液中的醛酮类物质。最终获得各样件所释放的乙醛的散发量，结果如表3所示。

表3 各内饰零部件乙醛散发量结果μg·m-3

从表3可以看出：不同车型的同一零件其乙醛的散发量也存在相差较大的情况。如顶棚，散发量最小的是车型1，仅30 μg/m3，最大的是车型3，高达235 μg/m3，两者间相差接近8倍。这是因为顶棚由多种材料复合加工而成，材质均一性较差且不同车型顶棚存在大小不一、有无天窗及复合工艺不同等差异。而一些材料相对均一且在不同车型中大小也接近的零件，如门饰板总成、方向盘总成等，即便是不同车型的件，其乙醛的散发量也比较接近。不同的车型中，同一个零件的乙醛存在散发量相差很大的情况，也存在散发量接近的情况。故单看乙醛的散发量大小还不能直观地反映哪些零件是乙醛的主要贡献件。需要清楚各零件在整车中的乙醛贡献率。

首先将各零部件的乙醛散发量进行加和，作为整车乙醛的理论散发量。经过计算可获得各零部件的乙醛贡献率。表4为统计后所得的3种车型中各内饰零部件的乙醛贡献率。

表4 各内饰零部件乙醛贡献率%

由统计数据可以看出：车型1乙醛贡献率超过5%的零部件有：座椅总成(29.7%)、乘客舱地毯总成(22.2%)、行李箱饰板(11.7%)、仪表板总成(6.0%)。车型1中这几个零件的乙醛贡献率为整车的69.7%。车型2乙醛贡献率超过5%的零部件有：座椅总成(22.8%)、隔热隔音垫总成(18.5%)、顶棚(8.4%)、仪表板总成(7.8%)、门饰板总成(6.9%)、车身阻尼垫(6.7%)、乘客舱地毯总成(5.3%)。车型2中这几个零件的乙醛贡献率为整车的76.4%。车型3乙醛贡献率超过5%的零部件有：座椅总成(21.5%)、车身阻尼垫(18.1%)、行李箱饰板(16.0%)、顶棚(12.6%)、乘客舱地毯总成(8.5%)、隔热隔音垫总成(5.4%)。车型3中这几个零件的乙醛贡献率为整车的82.1%。

归纳起来：3种车型中乙醛贡献率均较大的零件有座椅总成及乘客舱地毯总成，约占整车的28%～52%。其余贡献较大的零件有：行李箱饰板、仪表板总成、隔热隔音垫、顶棚、车身阻尼垫等。故当车内空气出现乙醛超标的情况时，可针对上述零部件的材料及工艺进行整改，以快速解决此类车内空气质量问题。