汽車整車大氣暴露試驗評價方法標準解讀與應用

曾文波，駱立良，文云雄，張曉東,3

（1.廣州汽車集團股份有限公司汽車工程研究院，廣州 510640； 2.廣州電器科學研究院有限公司海南熱帶環境分公司，瓊海 571400； 3.中國電器科學研究院股份有限公司，廣州 510663）

引言

耐候性是汽車重要質量特性[1]，與汽車外觀、使用性能、車內空氣質量甚至安全性能等息息相關，是汽車長期使用質量的重要體現。歐美日等發達國家汽車企業均非常重視汽車耐候性質量控制[2]，建立了全球典型氣候環境整車大氣暴露試驗與整車實驗室模擬加速試驗互為補充的汽車耐候性試驗技術體系，并將整車耐候性試驗納入到汽車正向開發流程當中，成為汽車質量控制的關鍵環節之一，如德國大眾汽車公司在VW 50185標準中規定，未通過耐候性試驗要求的汽車不得上市銷售。

《汽車整車大氣暴露試驗評價方法》標準發布實施前，國內汽車行業缺乏統一的汽車耐候性評價方法及規則，導致各個企業的評價結果不統一，相互之間的評價結果無法直接比較、借鑒?！镀囌嚧髿獗┞对囼炘u價方法》標準，填補了國內該領域標準空白，實現全行業汽車產品在同一評價基準下的質量比較。為此，本文通過對該標準核心內容的解讀，并應用該評價方法評價整車耐候性，以應用實例指導標準在行業內的應用。

1 評價方法標準解讀

1.1 耐候性失效品質維度

T/CSAE 105-2019汽車整車大氣暴露試驗評價方法[3]標準中，將整車耐候性品質分解為感官品質、功能品質、安全品質三個維度。

感官品質——指汽車駕乘人員視覺、觸覺、嗅覺、聽覺等感覺器官能夠直接感受到的品質，如車輛外觀、氣味等。感官品質是汽車整車大氣暴露試驗產生問題最多的品質分類，一般不影響正常使用，但該類品質劣化容易引起用戶抱怨。

功能品質——指汽車機械或電器功能正常發揮作用的能力狀況。電子電器功能同樣受長期環境作用影響，導致性能出現下降，一般不影響整車使用安全。然而電子電器功能的劣化會影響消費者的使用，一旦問題出現，必然引起用戶抱怨。

安全品質——指出現影響駕乘人員生命安全或身心健康的相關品質，如安全帶扣開裂、VOC含量超標等，該類品質劣化可能會導致整車召回，一般要求立即整改。

1.2 整車耐候性分值計算

整車耐候性質量3個品質維度的初始分值均為100分，根據對整車耐候性影響程度，感官品質、功能品質和安全品質在整車耐候性評價中的權重占比分別為30 %、30 %和40 %。其中感官品質所涉及到的零部件，又根據安裝部位的可見程度區分為高可見區、中可見區和低可見區（表1），劣化行為在感官品質評價中的失分影響因子分別規定為70 %、20 %、10 %。

表1 汽車感官品質可見部位區分

1.3 各維度失效等級評定及失分賦值

T/CSAE 105—2019汽車整車大氣暴露試驗評價方法標準中，將感官品質劣化的嚴重程度依次區分為0～5個等級，0級表示為基本無變化、1級表示為很輕微的變化、2級表示為輕微變化、3級表示為中等變化、4級表示為較大變化、5級表示為嚴重變化。將功能品質失效的嚴重程度區分為3個等級，分別是0級、3級和5級，0級表示為功能無衰減、3級表示為功能明顯衰減、5級表示為功能嚴重衰減致使無法使用。將安全品質失效的嚴重程度區分為2個等級，0級表示為無安全隱患、5級表示為存在嚴重安全隱患。各維度單項性能變化等級對應失分情況見表2，變化0～5級分別對應的失分情況為0、1、5、10、50、及100分。

表2 單項性能失分值

1.4 各維度得分值的計算

T/CSAE 105—2019汽車整車大氣暴露試驗評價方法標準中，定義各維度得分值的計算如式1所示。

式中：

n0、n1、n2、n3、n4、n5—對應失效等級的數量。

需要注意的是，對于同一個零部件的多個老化現象或者多個對稱零部件的同一老化現象，均應單獨計分。

2 評價方法的應用

2.1 整車自然暴露試驗

根據GB/T 40512-2021《汽車整車大氣暴露試驗方法》[4]的要求，將試驗車輛整車車頭朝南，關閉門窗及通風系統，放置于濕熱氣候暴露試驗場開展靜態大氣暴露試驗。試驗持續時間為1年，試驗結束后對整車進行耐候性評價。

2.2 整車耐候性失效行為統計

該試驗車在整個試驗期間，功能品質和安全品質均表現良好，未出現可明顯感知的品質劣化現象，感官品質則提升空間較大。

表3和圖1統計了感官品質失效類型和失效數量情況?？梢钥闯鲈撛囼炣嚫泄倨焚|失效類型共計為16項，共有68個部件失效行為。主要表現為變形、銹蝕、滲析物、松動、發粘、變色、裂紋、褪色、異響、脫膠、起泡、離縫、表面粗糙、積水泡、開裂及氣味等。其中滲析物失效行為有12個，變色和裂紋失效行為均為10個，三者占失效總數為47.1 %。滲析物在整車耐候性試驗中主要出現在橡膠制品上，如線束護套、堵蓋、緩沖塊等；變色主要出現在通風蓋板、輪眉等外部塑料制品；裂紋主要表現在硬塑制品嵌入金屬部件上，金屬受熱膨脹產生應力會導致部件出現裂紋，如牌照板、安全帶鎖舌等。

圖1 主要失效形式占比

表3 各維度失效形式數量統計

2.3 整車耐候性分值計算

表4統計了全部68個感官品質劣化行為的綜合評級情況，其中高可見區F1級失效數量為51，F2級失效數量為7；中可見區F1級失效數量為4；低可見區F1級失效數量為4，F2級失效數量為12。

表4 失效區域統計

依據標準中給出分值計算方法，計算感官品質高可見區域1級失效的失分情況為45*1*0.7=31.5分，2級失效的失分情況為6*5*0.7=21.0分；中可見區域失分情況為3*1*0.2=0.6分；低可見區域1級失效的失分4*1*0.1=0.4分，2級失效的失分數為10*5*0.1=5.0分，感官品質維度得分為100-（31.5+21.0+0.6+0.4+5.0）=41.5分。

通過各維度占比分值來計算耐候性綜合得分為（41.5*0.3+100*0.3+100*0.4）=82.5分。

3 耐候性評價分值應用

3.1 整車耐候性直觀感受

通過對整車耐候性的定量評價，可以通過分數高低直觀感受不同品牌和車型整車的耐候性水平差異。根據一般認知，可以按表5對整車耐候性水平進行區分。根據2.3計算結果，整車耐候性評分為82.5分，屬于良好水平。

表5 整車耐候性水平

3.2 整車耐候性提升重點

將前述汽車耐候性三個品質維度的得分用雷達圖進行可視化展示（圖2），可以直觀的看出感官品質屬于薄弱環節，亟需提升。

圖2 汽車耐候性三維品質雷達圖

4 結語

耐候性評價是衡量汽車產品長期使用性能的重要指標之一，汽車整車大氣暴露試驗評價方法明確了汽車產品耐候性失效行為的分類和評價方法，便于汽車企業在同一標準下比較整車、零部件及材料的耐候性，明確耐候性質量提升方向，指導汽車企業建立針對不同區域零件的耐候性試驗方法，并進行零部件及材料的差異化設計。同時，隨著整車光老化加速試驗在國內推廣與應用，汽車整車大氣暴露試驗評價方法為整車加速老化試驗與大氣暴露試驗的相關性研究提供了便利。