某车型车内气味溯源研究

1 1 1 1 1 1 2 2郑虹 白雨萍 张明远 张英虹 刁洪军 周宇飞 刘雪峰 朱振宇1. 130000;2. ( 中国第一汽车集团有限公司研发总院,长春 中国汽车技术研究中心有限公司数据资源中300300)心,天津

Automobile Technology & Material - - MATERIAL APPLICATION -

摘要:建立了基于嗅阈值的车内气味溯源方法,利用该方法对某车型进行气味溯源,找到了引起车内气味的重点气味物质和气味高危零部件。结果表明,引起该车型的重点气味物质2,6- -4- 24为苯并噻唑、己醛、丙醛、 二叔丁基 甲基苯酚、壬醛、癸醛、乙酸等 种物质,气味高危零8部件为顶棚、遮阳板、风道、三厢总成、车厢地板系统、门护板、前排座椅总成、方向盘等 种零部件。为主机厂进行车内气味管控提供了科学的方法,具有重要的现实意义。VOC关键词:车内气味 气味溯源 嗅阈值U466 B Doi:10.19710/j.cnki.1003-8817..20180330中图分类号: 文献标识码:

1 前言

近年来,随着我国汽车市场的日益成熟,消费者对汽车的驾乘舒适度提出了更高的要求。车内气味作为影响驾乘舒适度的重要指标受到消费者越来越多的关注。车内气味泛指车内各种气味的总称,可以通过人们的嗅觉器官进行分析和判断。当车内存在令人不愉快感觉的气味时,会刺激人的嗅觉器官,甚至会对人产生心理影响和生理危害。

目前,主机厂主要通过主观评价的方式对车内气味进行管控。当某车型车内气味受到消费者投诉时,主机厂通过组织气味评价员对该车型的内饰零部件进行主观评价,找到气味较大的零部件,然后要求供应商对该零部件进行整改,从而改 善车内气味。该方法主要存在以下问题:第一,气味评价完全依赖人员的主观评价,部分零部件散发的气味物质中含有害成分,长期从事气味评价会危害人员身体健康;第二,未从客观物质含量角度找到引起车内气味的化学物质,导致后续进行气味整改时缺乏方向性。

本研究通过检测整车及对应零部件的气味物质,基于客观检测数据,结合一定的数据分析方法,建立了科学的车内气味溯源方法,为主机厂进行车内气味管控提供技术指导。

2 试验条件和分析方法 2.1 车内气味物质检测方法

SUV试验所用车辆为新出厂的某量产 车型, 1生产时间不超过 个月。为了使得车辆在极限条件下也能具有优异的车内气味性能,本研究将该车型的试验条件定为65 ℃ 2h加热 。具体测试程序如下:

1973—),作者简介:郑虹( 男,高级工程师,学士学位,研究方向为汽车材料研发与应用。

a.车辆在试验前除去内部构件表面覆盖物(如出厂时为保护座椅、地毯等而使用的塑料膜),依HJ/T 400- 2007据 《车内挥发性有机物和醛酮类物质采样测定方法》[1],将试验车辆推入环境舱中,打6h开试验车的门窗通风 。b.将聚四氟乙烯采样管通过车门的最上边缝隙伸入车内,固定在采样点位置,封好车窗。参考ISO 12219-1[ 2]方法对整车进行加热,待采样点温度达到设定温度后保持一定时间,然后进行采样。c.同时对整车和环境舱背景空气进行采样,并且记录环境舱的温度、湿度、压力以及空气流速。Tenax TA用填充有 吸附剂的采样管采集车内空气样品,采样时使用恒流气体采样器进行样品采集, 0.10 L/min, 3.0 L采样流量为 采样体积为 。d. HJ/T 400- 2007[参看 1]对采集的采样管进行NIST 05分析,将得到的总离子流色谱图与 标准85%),谱图进行匹配检索(检索相似度大于 结合VOCS色谱保留时间对 进行定性分析,采用外标VOCS法对 进行定量分析,以目标化合物的含量为横坐标,以扣除空白响应后的峰面积的平均值为纵坐标绘制标准曲线,对正己烷到十六烷之间5 μg/m3物质浓度超过 的尽可能多的峰面积进行VOCS积分,以甲苯的响应系数计算,得到整车 全谱物质浓度。

2.2 零部件气味物质检测方法

为获得零部件散发的气味物质信息,本研究采用如下方法进行检测: a.依据企业标准《车内非金属零部件总成挥发性有机物评价方法》将各零部件(如前排座椅)放入聚氟乙烯采样袋中,密封采样袋。b.连接导管,用真空泵将袋内的空气抽出,向

30%袋子中充入其体积 左右高纯氮气,再将气体抽2 50%出,重复 次,最后向袋中准确充入袋体积 的高纯氮气。c.将充入氮气的袋子放入恒温箱中加热,加热条件与整车试验条件保持一致。加热完成后,用

Tenax TA填充有 吸附剂的采样管采集袋子中的空气样品,采样时使用恒流气体采样器进行样品采 0.1 L/min, 3L集,采样流量为 采样体积为 。d. VOCS使用与整车 相同的分析方法对采样管VOCS进行分析,得到各零部件 全谱物质浓度。

3 气味溯源方法

3.1 车内重点气味物质筛选方法

本研究参考赵岩[3]的方法,基于物质嗅阈值对引起车内气味的重点气味物质进行筛选。具体方法如下: a. VOCS m对于车内的全部 物质,记为 种,物质浓度记为Ci。b.通过文献调研的方式得到各物质的嗅阈值,对于部分查不到嗅阈值的物质,本研究利用Abraham[ 1) 4]等方法进行计算得到,而后利用公式(计算各物质的阈稀释倍数Di。=/ 1) Di Ci CIT ( i式中, Di为第 种物质的阈稀释倍数,无量纲; Ci为i mg/m3;第 种物质的物质浓度, CIT为第i种物质的mg/m3嗅阈值, 。c.按照阈稀释倍数由大到小排序,考虑到测量Di≥0.01误差,将 的物质作为整车重点气味物质。

3.2 气味高危零部件筛选方法

本研究通过计算零部件与车内气味物质的匹配度筛选气味高危零部件。具体方法如下: a.计算每种车内重点气味物质在车内气味中2)的权重系数,见公式( 。= Di K Σ1 2) ( n Di式中, K为某物质的车内气味权重系数; Di为车内i重点气味物质中第 种物质的阈稀释倍数; n为车内重点气味物质的数量。b. 3)依据公式( 计算零部件气味与车内气味的匹配度:

Σ

= m 3) MD CK ( j j i =1 C式中, MD为零部件气味与车内气味的匹配度; j j为零部件中检出的,属于车内重点气味物质的第种物质的零部件阈稀释倍数; Kj为零部件中检出j的第 种物质的车内气味权重系数; m为零部件中

检出的,属于车内重点气味物质的数量。c. MD将不同零部件的 值由大到小进行排序,得到不同零部件气味与车内气味的匹配度排序,该排序结果从一定程度上反映了车内零部件与车内气味的关联性,可根据该排序结果确定气味高危零部件。

4 结果与讨论 4.1 车内检出物质

VOCS 54该车型共检出车内 种,主要为烷烃类、醛酮类、芳香烃类、酸酯类、硅氧烷类等物质, 1 2具体见图 和图 。

1由图 可知,从物质种类来看,该试验车辆车VOCS 32%;内 首要为烷烃类,占比为 其次为芳香烃

15%; 11%,类和醛酮类,占比均为 酸酯类占比为 硅

9%, 6%,氧烷类占比为 烯烃类占比为 胺类和醇酚4%类均占比 。此外,还检测出苯并噻唑和偶氮二异丁腈等物质。烷、烯烃类物质主要来源于汽车内饰中塑料和橡胶材料的挥发。芳香烃类物质主要来源于塑料、橡胶材料加工过程中使用的有机溶剂、分散助剂等,硅氧烷类物质是车门内饰板、仪表板等内饰塑料常用的耐刮擦助剂和爽滑剂。此外在试验车辆中检出的偶氮二异丁腈,是氯乙烯、乙酸乙烯酯、丙烯腈等单体聚合时的引发剂,也作为橡胶、塑料的发泡剂。2

由图 可知,从物质浓度看,烷烃类物质的浓32%;度值最大,占所有检出物总浓度的 其次是醛31%;酮类,浓度占比达到 芳香烃类,酸酯类,硅氧烷类,胺类,其他类(苯并噻唑和偶氮二异丁腈), 10% 10% 5%烯烃类,醇酚类的浓度占比依次为 、 、 、

、、和 。

4.2 车内重点气味物质

基于嗅阈值筛选得到的车内重点气味物质见1表。

通过查询公开的数据库或文献,车内重点气味物质的气味信息如下:苯并噻唑有喹啉似气味,己醛有刺激性气味,丙醛有刺激性臭味,壬醛有青而微甜,尖锐的蜜蜡花香气味,癸醛有似甜橙油和柠檬油的气味,乙酸有刺激性酸臭,长叶烯有香味,丁酮有似丙酮的气味,乙酸正丁酯有浓烈水果

N,N香味,苯乙烯有特殊香味,乙苯有芳香气味,二甲基甲酰胺有微弱的特殊气味,辛烯有特殊香味,蒎烯具有松萜特有的气味,萘有特殊气味,间

二甲苯有强烈芳香气味,乙酸正丙酯具有柔和的

2,6- - 4水果香味,八甲基环四硅氧烷、 二叔丁基

2-甲基苯酚、丙基苯、 乙基己酸、甲基十氢萘、二甲基十氢萘、偶氮二异丁睛等物质的气味信息尚未查询到。

4.3 气味高危零部件

2零部件气味与车内气味匹配度见表 。3.0选择匹配度大于 的零部件作为气味高危零部件,得到引起该车型的气味高危零部件为顶棚总成、遮阳板、风道、三厢总成、车厢地板系统、8门护板、前排座椅总成、方向盘共种零部件。为 8有效管控车内气味应将这 种零部件作为重点管控对象。

5 结论

本研究建立了针对车内气味进行溯源的方法,并利用该方法对某车型进行气味溯源,找到了24 8引起整车气味的 种物质和 个气味高危零部件,确定了下一步进行气味整改的方向。该方法基于客观检测数据,使得溯源结果更为科学准确,对主机厂进行气味管控具有重要的现实意义。

参考文献:

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