汽車試驗：整車大氣暴露試驗方法及流程！

每次出門，到有陽光的地方去，小姐姐們總是要各種塗、各種抹，就是為了避免水嫩嫩的皮膚曝光在太陽底下，防止被晒傷和晒黑，估計下面這位小姐姐出門前花了很多很多各小時才敢這麼放心、大膽的坐在豪車上享受日光浴吧！其實汽車也像各位小姐姐一樣，也需要防晒、防腐蝕等等！

今天

漫談君就和大家一起來看看

整車大氣暴露試驗方法及流程

現代的汽車是一種對耐候性有較高要求的交通工具。作為廣泛使用的交通工具，汽車在其使用壽命期間，就有可能歷經各種各樣的甚至是非常嚴酷的環境條件。因此汽車整車大氣暴露試驗是必不可少的。

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整車大氣暴露試驗是將整車試樣置於能代表某一氣候類型區域的室外自然大氣環境條件下進行暴露試驗，讓其經受陽光、溫度、濕度、雨水、氧、臭氧及其他環境因素的綜合作用。

按規定的暴露試驗期限，定期檢測整車用非金屬材料製品的外觀、力學、電學、化學或其他性能變化和金屬材料製品的腐蝕變化，從而評價整車試樣耐大氣環境老化腐蝕性能及操作使用性能。

二、試驗條件

1. 暴露場地選擇

1）暴露場地應選擇在能代表各種氣候類型的典型的有苛刻環境氣候條件的區域內或在受試產品實際使用的環境條件下建立。

2）場地應平坦空曠，遠離建築物和樹木，周圍障礙物與場地邊沿的距離至少為該障礙物高度的3倍。

3）場地附近應無工廠煙囪、通風口或其他能散發大量腐蝕氣體和雜質的設施。最好遠離廠礦區和鬧市區，或設在該地區主導風向的上方。

4）場地應保持當地的自然植被狀態，不積水，有植物生長則應該經常割短，要求草高不應超過200mm。根據試驗目的要求，也可採用水泥地板，需在報告中註明。

2. 暴露場設備

暴露場內或鄰近要求設置氣象要素觀測和大氣介質分析設備，以長期連續觀測記錄主要的氣象要素和定期測定環境周圍的大氣成分。

三、試驗樣品

1. 整車

每種車型至少有一輛樣車，根據不同的配置與試驗目的也可以是多輛。要求試驗車輛是新開發的產品或是批量生產線上抽取的標準配置的合格產品，並配有隨車工具、備胎、滅火器、使用說明書及零部件目錄等附件。

2. 標準樣件

試驗整車要求配備與其上裝配是同批生產的合格標準樣件。標準樣件要求是單個零部件製品或是特製的標準樣件。標準樣件主要包括前(後)保險杠、散熱器罩、各種燈具、轉向盤、儀錶板總成、車標、車內裝飾件等或是重點考核的零部件。

3. 標準樣件貯存

標準樣件要求貯存在空氣溫度為23℃±20℃、相對濕度為50％±5％、氣壓為86kPa—106kPa的標準環境條件下的避光處，如果不具備該條件也可以貯存在正常的試驗條件，即環境空氣溫度為1O℃～35℃、相對濕度為45％～75％下的避光處。（標準樣件貯存處環境，包含空氣應保持清新、乾淨，無任何污染物質存在）

四、暴露期限

1. 期限設定方法

1）期限設定除考慮試樣類型、用途及試驗目的外，還要考慮能夠正確地掌握試樣性能老化的歷程。

2）暴露期限設定可以選擇以時間為單位(如年、月)，但在考核內飾件的光老化性能時，要求選擇以試樣表面接收太陽輻射量為單位(如MJ/m2);也可以選擇以試樣性能變化(如損耗、破壞的程度)到規定的某一極限值為單位。

3）產品研製階段或生產例行試驗要求以試樣性能老化下降至規定限值時其所接收的太陽輻射量或經過的時間為期限，產品鑒定或是驗收試驗至少一年以上，暴露研究試驗至少要兩年以上。

2. 暴露期限的表示

1）以時間設定期限的時候，原則上取日、月及年為單位。

2）以太陽輻射量為期限時，即以試樣表面接收太陽輻射量達到規定的某一數值為單位，這時要明確記錄暴露開始的日期及結束日期。

註：如無特殊規定，以總日射表接收器平面朝正南方、在偏離水平面45°的透明回火玻璃下，測定出的總太陽輻射量作為暴露整車接收的太陽輻射能量來確定期限。

3）以試樣性能變化為期限時，即以達到所規定的變化限值為期限，這時除明確記錄暴露開始的日期及結束日期外，還要記錄試樣所接收的太陽總輻射能量與太陽紫外輻射總能量。

3. 暴露開始日期

1）要求少於一年的暴露期限，為了正確掌握試樣各種性能的歷時變化，原則上應把暴露開始的日期分為下面兩種來實施：即濕熱帶氣候暴露試驗建議以每年的3月或4月開始；乾燥氣候的暴露試驗推薦以秋季的9月或10月為開始日期。

2）超過一年以上的暴露期限，一般不特別規定暴露試驗開始的日期。

五、試驗流程

1. 試驗準備

1）試驗樣品驗收

清潔新到試驗樣品、晾乾，檢查裝運損傷、裝配缺陷與其他表面狀態缺陷，做好原始記錄，必要時應拍照或攝像記錄；然後對試樣進行試驗處理，配備標準樣件的貯存要求按上述規定進行。

2）測量位置的確定

A.要求顏色、鮮映性、光澤度測量的表面及部件總成，其測量位置要選擇在最顯眼、接收太陽總輻射能量最多的平面上並用不褪色記號筆做出永久性標記標識，使每次測量位置、方向順序不變，以保證測量值的準確。

B.要求測量溫度的部件，要在晴天的中午12—15點間用攜帶型測溫儀在不同部位進行多次測量以確定其最高積溫點位，然後在其上做出標識作為試驗過程中部件的溫度測量點。

C.要求劃痕腐蝕、劃格附著力與劃痕硬度測量的塗層表面，其測量位置要選擇在顏色、鮮映性、光澤度測量位置的下部。

3）暴露前檢測

外觀目測檢查、光澤度的測量、顏色與鮮映性(DOI)的測量、塗層劃痕腐蝕檢測、塗層鉛筆硬度檢測、塗層附著力檢測、整車操作檢查。

4）劃痕處理

如果選擇了塗層劃痕腐蝕項目，整車投入試驗時，應在確定的測量位置划出長為100mm的垂直方向與水平方向的「+」痕，痕深度為穿過表面塗層到達鈑金，並測出「+」劃痕的寬度；

註：垂直車身板面上的水平劃痕從左到右，垂直劃痕從上到下；水平或接近水平車身板面上的水平劃痕從左到右，垂直劃痕從前到後。

5）溫度感測器安裝

如果要求溫度測量，整車投入試驗前，建議在確定的溫度測量點上安裝熱電偶。軟表面試樣的熱電偶應安裝在軟表層/填充物疊層的分界面處，即刺穿軟表層把熱電偶插入至少13mm並使其平行於表面，以確保溫度感應點嵌入在分界面內；其他表面試樣的熱電偶安裝應用如環氧類的耐高溫灰色不透明粘合劑粘接在試樣表面，必須小心操作以確保熱電偶連接點與試樣表面接觸並被粘合劑覆蓋，在保證熱電偶粘接到試樣表面的前提下，粘接面積應盡量做到最小。

2. 投入試驗

1）暴露方式

室外大氣暴露試驗一般應南北朝向自然放置於暴露場內。在北半球，試驗車的前風擋玻璃朝正南方向；在南半球，試驗車的前風擋玻璃朝正北方向。為了適應特殊的試驗目的，也可以朝向任何方向放置。

2）試驗車狀態

3. 樣品清潔

1）車輛外部

每周濕洗一次。用柔軟棉布對車輛外表面進行徹底清洗、晾乾；

2）車輛內部

每月清理一次。用吸塵器清潔車內灰塵及用乾淨柔軟濕棉布清潔內飾件及玻璃表面，用水和洗手皂濕洗車輛內部各處，用異丙醇和水清除析出物和其它殘留物。

注意事項：

1）清潔時要求用乾淨水，即水質pH值為6-8，固體含量＜1ppm，硅土＜0.2ppm。若塗層試驗表面用乾淨水沒有清洗乾淨，可用中性汽車清潔劑清洗後再用乾淨水清洗乾淨，晾乾。

2）在清潔過程中，注意保護試驗表面不受任何污染與損傷，不要清除任何的老化產物如粉化、滲析物、長霉、起霜等。

3）試驗樣品清潔、晾乾後一般要求在標準環境狀態條件下停放24h以上，才能進行各項外觀性能的檢測。如果沒有標準環境狀態調節試驗室，也可以在常規試驗條件下停放24h以上。

4. 檢測周期與方法

1）檢測周期

整車按規定進行暴露後，在整個試驗期限中，各種性能變化的檢測周期為：新產品要求暴露初期三個月內，每半個月一次；三個月至一年內，每月一次；超過一年後，每三個月一次。

如果是批量生產的鑒定或驗收試驗，檢測的間隔時間可以相對延長即檢測次數相對減少。也可以按試樣表面接受一定的總太陽輻射量作為檢測周期。當天氣驟變時，應隨時檢查，如有異常變化現象應做記錄或拍照。

2）外觀目測檢查

如無特殊要求，根據選擇的檢測周期，在不受陽光直射，自然光線充足、明亮、乾燥的地方，按規定的整車外觀檢測內容進行各種老化現象的目測檢查。檢查時可採用5—10倍放大鏡，對試樣進行觀察。目測項目：顏色變化、起泡、裂紋、鏽蝕、長霉、起霜、零部件變形、表面發黏等；

註：滲析物、長霉、起霜等老化現象的目測檢查應在試樣清潔前進行預觀察。

3）光澤度的測量

根據選擇的測量周期，塗層表面光澤度測量按GB/T9754的有關規定進行，也可以按相關光澤儀操作說明進行測量；塑料表面光澤的測量按GB/T8807的有關規定進行。整車裝飾部件有紋理表面光澤的測量方法是在測量位置上任意標出0°位，然後從0°位開始依次順時針旋轉如0°、180°和270°等4個方向進行測量，讀取每一測量方向的光澤數據。

4）顏色與鮮映性(DOI)的測量

根據選擇的測量周期，塗層表面顏色的測量按GB/T11186的有關規定選擇標準照明體D65和觀察者視域角10°視場下進行，鮮映性(DOI)或(PGD)值的測量按相關鮮映性儀的使用操作說明進行；塑料、橡膠表面顏色的測量按GB/T15596、GB/T16996的有關規定進行。

5）塗層劃痕腐蝕檢測

根據選擇的測量周期，觀察「十」痕的腐蝕出現時間、狀態及腐蝕產物，測量垂直劃痕兩側塗層區域與水平劃痕兩側塗層區域的最大腐蝕點間垂直於原始劃痕的距離，以mm為單位記錄測量數據。

6）塗層鉛筆硬度檢測

如無特殊要求，規定試驗開始時與結束後，按GB/T6739規定的手工操作法測定其鉛筆硬度。也可選用相關的硬度測量儀(如DUR—O—Test)進行測定。

7）塗層附著力檢測

如無特殊要求，試驗開始時與結束後，按GB/T9286規定進行塗層的附著力劃格試驗檢測。

8）整車操作檢查

在暴露試驗中，整車每周啟動一次並運行40min，運行前後分別對以下功能件進行檢查。

A. 檢查所有電器功能件的工作情況是否正常。

B. 檢查刮水器、風窗洗滌器、除霜裝置、玻璃升降器、門鎖、內鎖提鈕、行李箱門及發動機蓋等性能是否正常。

C. 檢查發動機、變速器、懸掛及轉向系統等工作情況是否正常及電池充電性能等。

9）車體溫度測量

投放試驗後，有溫度測量跟蹤設備應在溫度測量點上安裝探頭及連接記錄儀。如果不能對選定的溫度測量點進行每天跟蹤測量，要求每月必須挑選4至5天氣溫高、太陽輻射強、最好無雲彩影響的良好日期進行車體溫度測量，測量出選擇點的相對最高受熱溫度。

10）拍照

在試驗過程中，要求對出現特殊老化現象的部位及時拍照。拍照時要求標上標識和日期。

5. 整車暴露環境因素數據收集

整車投入曝晒試驗的同時，要求按規定記錄所有的氣象條件因素和會影響試驗結果的大氣環境因素。如汽車內外主要零部件表面溫度、汽車內部空氣溫度和相對濕度、汽車內部太陽輻射量。

六、數據處理

1. 塗層外觀老化

1）外觀目測結果

按GB/T1766的有關規定對粉化、變色、失光、裂紋、長霉、沾污、斑點、生鏽、泛金、脫落、起泡等外觀老化現象進行等級評定表示。

2）光澤

以試驗前測出的光澤度為原始值。按下式計算出其在各個暴露階段的光澤損失率即失光率：

失光率 (%)=(A0 -Ai)/A0× 100

A0——老化前光澤測定值

Ai——老化後光澤測定值

3）顏色與鮮映性(DOI)

以試驗前測出每個試樣的色空間坐標L*、a*、b*和c*的平均值為原始值，按式（1）計算其在各試驗時間的色差三值，根據需要也可以按式（2）計算其在各試驗時間的色相差ΔH＊值；測量點位鮮映性值在各個試驗階段的變化率(%)按式（3）計算。

ΔEab*=[(ΔL*)2+(Δa*)2+(Δa*) 2]1/2 （1）

ΔH*=[(ΔEab*)2-(ΔL*)2-(Δc*)2]1/2 （2）

ΔEab*——色差 ΔH*——色相差 ΔL*——明度差

Δc*——色飽和度差 Δa*、 Δa*——色度差

鮮映性值變化率 (%)=(P0 -Pi)/P0× 100 （3）

P0——老化前的 (DOI) 或(PGD) 值

Pi——老化後的 (DOI) 或 (PGD) 值

4）劃痕腐蝕檢測結果

劃痕塗層區域最大腐蝕深度的演算法如下式所示：

hY=y-y0

hX=x-x0

hY、hX——垂直和水平劃痕的最大腐蝕深度，mm

y、x——垂直和水平劃痕兩側塗層區域最大腐蝕點間的垂直距離，mm

y0、x0——垂直和水平劃痕口原始寬度，mm

5）塗層硬度檢測結果

按GB/T6739的規定進行硬度測量結果表示。

6）塗層劃格檢測結果

塗層劃格試驗結果按GB/T9286的有關規定進行表示。

2. 外觀老化結果

儀器測量結果表示：光滑表面的失光率按上述計算;有紋理表面的失光率按下式計算；顏色結果表示與上述同，目測結果按GB250的有關規定表示（此處針對橡膠、塑料、人造革纖維和紡織品等）。其它外觀老化現象可按GB250、GB/T16996、GB/T15596的有關規定表示。

有紋理表面失光率 (%)=(B0-Bi)/B0×100

B0——老化前 4 個方向的光澤平均值

Bi——老化後 4 個方向的光澤平均值

3. 整車使用操作檢測結果

對功能件的破壞程度推薦用「輕微、中等、嚴重與完全失效」等術語描述。

4. 整車車體溫度測量結果

繪製每個測量點的月/年最高溫度曲線與車體空氣的月/年最高溫度曲線，或統計整個暴露試驗過程中每個測量點積熱的最大溫度值。以℃表示。

5. 環境因素的監測結果

按GB/T3681或相關國際標準的規定對監測的各種環境因子數據進行結果統計與表示。

七、結果評價

1. 塗層外觀性能老化評定

根據試驗結果按GB/T1766的有關規定進行塗層外觀各性能老化等級的評定，劃痕腐蝕、硬度、劃格附著力等試驗結果按相關標準進行等級評定。

2. 外觀老化評定

橡膠、塑料、人造革纖維和紡織品等外觀老化評定根據試驗結果按GB/T16996、GB/T15596的有關規定進行各材料試樣外觀性能老化等級的評定。

八、其它試驗方法

1. 黑箱試驗

用於汽車外飾件自然暴露試驗，其目的是使樣品的溫度達到汽車使用時水平表面的實際溫度。研究表明在陽光下時，黑箱能夠提高試驗樣品的溫度，夜晚還能使試驗樣品產生較長時間的潤濕。

2. 太陽跟蹤聚光自然暴露試驗

太陽跟蹤聚光自然暴露試驗是一種利用太陽跟蹤聚光裝置增加試驗期間試驗樣品暴露表面的太陽輻射量並提高試品試驗溫度的自然暴露試驗方法。

材料自然暴露試驗光老化的主要影響因素為太陽輻射、溫度和水分。因此強化這三者中的任一因素，或它們的組合，都會加速材料受試樣品的老化。太陽跟蹤聚光裝置強化了太陽輻射、溫度兩個因素。

3. IP/DP箱試驗

IP/DP（InstrumentPanel/DoorPanel）儀錶板和門板。IP/DP箱專指汽車儀錶板、門板等內飾件作試驗用的玻璃箱。IP/DP是箱最先由美國通用汽車公司設計推出用於汽車內飾件的自然老化試驗，並形成了相應的企業標準。

4. CTHGlas-Trac試驗

CTHGlas-Trac是一種玻璃下的太陽跟蹤自然暴露試驗裝置，它可以模擬汽車車內環境狀況：試驗箱內的溫度及相對濕度按白晝與夜晚條件分別控制；試驗箱內的太陽光輻射模擬汽車車內的太陽光輻射。因此它主要用於汽車內飾材料的自然暴露試驗，檢驗汽車內飾材料的耐久性。該裝置具有雙軸太陽跟蹤系統可以使CTHGlas-Trac試驗裝置與太陽光保持正對，從而獲得最大太陽輻射量。

九、結語

作為汽車研發工程的童鞋們，很不容易，要承受高壓的工作，還要去極端環境做各種試驗，大氣暴露試驗的環境很殘酷，相信隨著時間和技術的積累，國產汽車也會越來越好，在大家的努力下，我們努力創造中國汽車的未來！