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国内汽车VOC法规及检测方法

整车VOC测试方法

纵观各国的整车 VOC 检测及管理方法,借鉴国外先进的车内 VOC 管理模式,结合我国现有的车内空气质量管控文件,更有利于规范我国的汽车车内空气质量管理体系,推进我国汽车车内空气质量稳定发展。然而,目前我国车内 VOC 检测标准只有针对整车的测试方法,尚未制定汽车内饰零部件及汽车内饰材料的 VOC 测试标准。目前,各大主机厂有自主的汽车内饰零部件及材料的 VOC 测试方法和管理体系,零部件与材料的 VOC 测试方法多种多样,无统一的零部件及材料的VOC测试方法,虽然国家已编制《车内非金属部件挥发性有机物和醛酮类物质检测方法》(征求意见稿),但迟迟未发布正式版标准,因此,也介绍了一些汽车内饰零部件及材料的VOC检测方法。

3 内饰零部件VOC测试方法

整车内饰零部件的测试方法主要分为袋式法和舱式法,袋式法是由日本丰田公司发明的检测汽车内饰零部件及材料 VOC 的方法,日本汽车标准组织(JASO)2007年发布的测试标准用于检测汽车零部件及材料的 VOC 散发情况,且袋式法测试方法也已纳入 ISO 12219-2:2012(E)《道路车辆内空气第 2 部分:气袋法汽车内饰件和材料的挥发性有计划无释放量的测定方法》,该方法是目前比较流行的测试方法[12]。舱室法是由德国汽车企业发明的测试方法,2005 年德国汽车工业联合会(VDA)发布舱室法测试零部件及材料的 VOC 散发性能。

3.1 袋式法

袋式法作为一种方便且有效的用于测试整车内饰零部件及材料的方法已被汽车主机厂广泛应用,但部分主机厂使用袋子的大小有所区别,具体如表4所示。

袋式VOC测试方法源于日本汽车行业的VOC 测试方法,具有以下优点。

a.适用范围广泛,检测对象可以是汽车总成、零部件,也可以对材料进行VOC测试,只需要选择体积合适的袋子即可;

b.袋式法采样方法与整车 VOC 采样方法类似,这样有利于建立整车车内 VOC 散发量与零部件VOC散发量的关系;

c.检测方法简单易操作,测试成本低。

由于测试方法简便、测试成本低廉,袋式法才会逐步发展为一种主流的零部件 VOC 检测方法。当然,袋式法也存在一定的缺陷,与舱室法相比,袋式法无法实现实时监控零部件及总成的VOC挥发情况,况且袋式法测试结果重现率差等,但总体来说袋式法还是一种较为简便的应用广泛的零部件VOC检测方法。

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1 m3舱室法

1 m3 舱室法是在一个体积为(1±0.05)m3 的密闭空间内采用氢火焰离子检测仪(FID)进行 VOC 检测的测试方法,美国通用和一些欧洲车企厂(如宝马,大众等)使用该方法测试汽车内饰零部件的 VOC 散发情况[13]。1 m3 舱室法可以实时检测舱内 VOC 的含量水平,可以探究零部件 VOC 含量随时间的变化规律。然而,舱室法测试方法成本高,测试价格昂贵,一般来说只有较大规模和较强实力的汽车企业和第三方实验室才有能力配备此类设备,另外由于 1 m3 舱室法内部空间较小,若待测零部件体积过大,需要对零部件进行切割后才能将零部件完整放入 1 m3 舱内,不像袋式法可以选用合适体积的袋子进行测试,目前,袋式法和 1 m3 舱室法是目前主流的零部件VOC测试方法。

3.3 综合环境舱法

综合环境舱法是由李俊贤发明的一种新的零部件VOC测试方法,综合环境舱是一组环境舱,包括 1 个整车模拟仓 5 m3 和 2 个零部件测试舱(A 舱 2 m3 和 B 舱 2 m3),其中 A 舱为竖立状舱,主要用于门饰板、仪表板和立柱等非大型扁平件,B 舱为扁平状舱,主要用于测试地毯、顶棚和后排座椅等大型扁平件[14],如图7所示。

综合环境舱示意

综合环境舱兼具了袋式法和1 m3舱法的优点,并且具备了组合模拟验证的功能,提高试验效率的同时,也降低了综合试验的成本,除此之外,综合环境舱法不仅可以检测零部件的 VOC 浓度,还可以开展零部件的气味评价,这一功能填补了目前无零部件气味评价方法的空白,利用 A、B 舱和整车模拟舱,重现单零部件气味及整车气味状态,这不得不说是一项创新式突破。除此之外,环境舱具有的优势功能包括以下几项。

a.阳光模拟功能:环境舱可以模拟正常阳光照射下整车、总成或者零部件的VOC及气味状态;

b.自动补压功能:VOC采样过程中可以自动进行补压,保证采样的稳定性和准确性;

c.自净化功能:VOC测试实验前可以自动净化

(类似袋式法的洗袋子过程),可确保背景值满足测试要求。

综合环境舱法兼顾袋子法和1m3 舱法优点,是一种行之有效的VOC检测方法,表5列举出此三种测试方法的优缺点,综合看来,环境舱法是最佳的 VOC测试方法,但是由于此方法是近几年新发明的方法,测试方法新颖,普及度不高,尚需时间验证。

4 整车材料级别的VOC测试方法

材料级别的测试方法可分为袋式法、舱室法、顶空法、热解析法和甲醛挥发法。材料袋式法与零部件袋式法的测试方法一致,只是袋子的大小有所区别而已。

4.1 袋式法

一般来说,材料袋式法测试方法采用的是10 L 袋子来检测材料的挥发性有机物的浓度。与零部件袋式法测试零部件的测试特点一致,袋式法简便,价格低廉,但重复性不高,这里不再多做赘述。

4.2 小环境舱法

ISO 12219-4:2013(E)《道路车辆内空气第 4 部分:小环境舱法汽车内饰件和材料挥发性有机化合物释放量的测定方法》此标准采用小环境舱测试汽车内饰或材料释放的挥发性有机物,其中小环境舱被定义为一种密闭容器,容积为 0.5~

4.0 m3,其中标准中说明典型的小环境舱的容积为

1±0.05 m3 ,即为常用的1m3舱。

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