汽車部品件質(zhì)量的優(yōu)劣直接決定汽車整車的質(zhì)量，故在新產(chǎn)品研發(fā)階段或者在汽車生產(chǎn)過(guò)程中，如果材料和工藝發(fā)生變化就要進(jìn)行部品件型式試驗(yàn)，以確保產(chǎn)品質(zhì)量。汽車整車可靠性試驗(yàn)也能考核零部件的質(zhì)量，但對(duì)于多數(shù)部品件考核不一定充分，況且耗資大、周期長(zhǎng)，這樣必須對(duì)一些部品件單獨(dú)做臺(tái)架試驗(yàn)。汽車部品件的環(huán)境類試驗(yàn)從汽車的研發(fā)階段開(kāi)始，延續(xù)到產(chǎn)品定型、投產(chǎn)和量產(chǎn)后質(zhì)量提升改進(jìn)，是一項(xiàng)重要的基礎(chǔ)性工作。本文闡述了汽車部品件環(huán)境類試驗(yàn)所需的檢測(cè)項(xiàng)目以及設(shè)備的選擇應(yīng)用。
一、汽車部品件環(huán)境類試驗(yàn)介紹
汽車部品件環(huán)境類試驗(yàn)主要是對(duì)產(chǎn)品選用的材料、總成及零部件的環(huán)境適應(yīng)性進(jìn)行試驗(yàn)評(píng)價(jià)，要求汽車部品件在一定的環(huán)境因素和強(qiáng)度下不受損壞或能正常工作，各項(xiàng)功能參數(shù)符合設(shè)計(jì)要求。試驗(yàn)室部品件試驗(yàn)的要求是根據(jù)試驗(yàn)條件正確地確定載荷，進(jìn)行夾具設(shè)計(jì)、臺(tái)架安裝、試驗(yàn)及數(shù)據(jù)處理。
在定型階段，應(yīng)進(jìn)行環(huán)境鑒定試驗(yàn)和必要的使用環(huán)境試驗(yàn)，驗(yàn)證所設(shè)計(jì)產(chǎn)品的環(huán)境適應(yīng)性是否滿足規(guī)定的要求，為定型鑒定提供決策依據(jù)；在生產(chǎn)階段，應(yīng)進(jìn)行環(huán)境驗(yàn)收試驗(yàn)和環(huán)境例行試驗(yàn)，驗(yàn)證產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程的穩(wěn)定性，為批量生產(chǎn)產(chǎn)品驗(yàn)收提供決策依據(jù)；在使用階段，應(yīng)開(kāi)展必要的使用環(huán)境試驗(yàn)和自然環(huán)境試驗(yàn)，為評(píng)價(jià)產(chǎn)品的環(huán)境適應(yīng)性提供信息[1]。
如果按照汽車構(gòu)件來(lái)分類，大致可分為汽車電器件試驗(yàn)、底盤件試驗(yàn)、車身及附件試驗(yàn)。若按照試驗(yàn)種類來(lái)分類，可分為耐高低溫、濕度試驗(yàn)、耐腐蝕試驗(yàn)、耐振動(dòng)試驗(yàn)及耐久試驗(yàn)等。
通過(guò)試驗(yàn)可以從研發(fā)階段發(fā)現(xiàn)汽車設(shè)計(jì)中存在的缺陷，及時(shí)采取糾正和防護(hù)措施，從而提升汽車的環(huán)境適應(yīng)能力。
二、氣候環(huán)境對(duì)產(chǎn)品性能質(zhì)量的影響
氣候環(huán)境對(duì)汽車部品和整車性能質(zhì)量的影響表現(xiàn)為：
1）高溫環(huán)境。高溫環(huán)境會(huì)產(chǎn)生熱效應(yīng)，使汽車部品件發(fā)生軟化、膨脹蒸發(fā)、氣化、龜裂、溶融及老化等現(xiàn)象，而對(duì)應(yīng)的汽車將會(huì)出現(xiàn)機(jī)械故障、潤(rùn)滑密封失效、電路系統(tǒng)絕緣不良、機(jī)械的應(yīng)力增加及強(qiáng)度減弱等故障。
2）低溫環(huán)境。低溫環(huán)境會(huì)使汽車部件發(fā)生物理收縮、油液凝固、機(jī)械強(qiáng)度降低、材料脆化、失去彈性及結(jié)冰等現(xiàn)象，而對(duì)應(yīng)的汽車將會(huì)出現(xiàn)龜裂機(jī)械故障、磨損增大、密封失效及電路系統(tǒng)絕緣不良等故障。
3）濕熱條件。環(huán)境濕度大會(huì)使金屬表面產(chǎn)生腐蝕，導(dǎo)致材料變質(zhì)、電強(qiáng)度和絕緣電阻降低及電氣性能下降。
4）低氣壓條件。低氣壓效應(yīng)會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)和排放性能下降，造成啟動(dòng)困難、工作不穩(wěn)、密封失效及電氣性能下降。
5）輻射條件。太陽(yáng)輻射會(huì)產(chǎn)生加熱效應(yīng)和光化學(xué)效應(yīng)，造成材料老化、脆化、膨脹、軟化發(fā)粘及密封失效。
6）沙塵環(huán)境。沙塵環(huán)境易造成零件磨損和賭塞，使過(guò)濾器失效、電氣密封性能下降。
7）鹽霧環(huán)境。鹽霧環(huán)境會(huì)產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，造成機(jī)械強(qiáng)度下降、材料腐蝕及電氣性能變化。
8）雨水環(huán)境。雨水環(huán)境會(huì)產(chǎn)生降落滲透效應(yīng)，容易使發(fā)動(dòng)機(jī)熄火、電氣設(shè)備失靈，加速金屬表面腐蝕。
三、環(huán)境類試驗(yàn)方法及設(shè)備選用
隨著科技的發(fā)展，試驗(yàn)設(shè)備已發(fā)展到智能化、虛擬化、網(wǎng)絡(luò)化及微型化階段，且具備高精度和高效率的特點(diǎn)，并將沿著這一趨勢(shì)繼續(xù)發(fā)展。文章針對(duì)各種環(huán)境條件，結(jié)合在用檢測(cè)設(shè)備，簡(jiǎn)述部品件常規(guī)環(huán)境試驗(yàn)方法及設(shè)備的選用。
1、耐光及老化試驗(yàn)
試驗(yàn)室耐光、耐老化試驗(yàn)是一種快速、有效的模擬環(huán)境試驗(yàn)，可以部分取代漫長(zhǎng)的自然環(huán)境暴露試驗(yàn)，比自然環(huán)境試驗(yàn)更快速評(píng)估材料和部品的耐老化性能。采用模擬太陽(yáng)光的人工光源試驗(yàn)設(shè)備對(duì)被試驗(yàn)部品進(jìn)行加速老化，例如：選用氙燈老化試驗(yàn)箱，箱內(nèi)環(huán)境模擬太陽(yáng)光照，對(duì)汽車內(nèi)外飾材料進(jìn)行耐光耐候性試驗(yàn)，可實(shí)現(xiàn)輻照度控制和閉環(huán)自動(dòng)點(diǎn)控制，可測(cè)試材料的光穩(wěn)定性、色牢度及耐光性，同時(shí)對(duì)在線全光譜和雨水造成的損害進(jìn)行對(duì)比和按產(chǎn)品設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)考核。紫外老化采用熒光紫外燈作為光源，通過(guò)模擬紫外、雨淋、高溫、高濕、凝露及黑暗等環(huán)境條件，對(duì)汽車內(nèi)外飾材料進(jìn)行加速耐候性試驗(yàn)。使用臭氧老化試驗(yàn)箱研究臭氧對(duì)橡膠的作用規(guī)律，通過(guò)模擬和強(qiáng)化大氣中的臭氧條件，能快速鑒定和評(píng)價(jià)出橡膠抗臭氧老化的性能。
2、冷熱沖擊和溫濕試驗(yàn)
高低溫交變濕熱試驗(yàn)箱適用于汽車非金屬材料、內(nèi)外飾件及電子電氣產(chǎn)品的性能與可靠性試驗(yàn)，對(duì)溫度有較大的控制范圍，在設(shè)備應(yīng)用上，選擇滿足“電工電子產(chǎn)品基本環(huán)境試驗(yàn)規(guī)程”的溫濕度可控制量程，即可進(jìn)行電子產(chǎn)品或材料的高溫、低溫和濕熱交變等環(huán)境試驗(yàn)，通常可以滿足 GB/T 2423.1，GB/T 2423.2，GB/T2423.3，GB/T 2423.4 等試驗(yàn)方法的要求。
對(duì)于各種塑料、橡膠等非金屬材料、車身附件和電工電子產(chǎn)品的高溫、熱老化試驗(yàn)，選用高溫恒溫試驗(yàn)箱，它屬于氣候模擬箱。通過(guò)試驗(yàn)?zāi)軌蛄私馄嚵悴考哪透邷匦阅?，如汽車上橡塑件的熱老化性能，車身附件及電子產(chǎn)品的耐熱性能，測(cè)試汽車內(nèi)外飾材料及電氣件在高溫和恒溫試驗(yàn)的溫度環(huán)境變化后的參數(shù)及性能，是汽車部品件質(zhì)量控制的重要一環(huán)。
3、密封性能試驗(yàn)
對(duì)于燈具和線束等的外殼防水性能試驗(yàn)，選用箱式淋雨試驗(yàn)箱模擬雨淋環(huán)境，測(cè)試汽車燈具、雨刷防水條及低壓電器外殼的防水性能。
4、阻燃試驗(yàn)
對(duì)汽車座椅面料、內(nèi)飾塑料件的水平燃燒試驗(yàn)，選用內(nèi)外飾燃燒試驗(yàn)機(jī)，通過(guò)試樣測(cè)試出在規(guī)定火源直接燃燒下材料的阻燃性能。試驗(yàn)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)采用 GB8410—2006 汽車內(nèi)飾材料的燃燒特性[2]等。
5、沙塵試驗(yàn)
沙塵試驗(yàn)用于檢測(cè)部品的耐塵性能，通過(guò)模擬自然風(fēng)沙氣候，測(cè)試其對(duì)汽車電氣件的破壞性。可以參考箱體尺寸、溫度可控范圍、濕度要求、粉塵濃度及壓差等參數(shù)，選用合適的沙塵試驗(yàn)箱。
6、鹽霧（循環(huán)）腐蝕試驗(yàn)
檢測(cè)汽車用金屬、非金屬材料的耐腐蝕性能，可以分為中性鹽霧試驗(yàn)、銅加速乙酸鹽霧試驗(yàn)及循環(huán)腐蝕試驗(yàn)。中性鹽霧試驗(yàn)作為對(duì)鋼鐵保護(hù)層防腐蝕性能進(jìn)行評(píng)價(jià)的加速腐蝕試驗(yàn)方法，現(xiàn)階段已普遍用作評(píng)價(jià)汽車零部件耐腐蝕性能的試驗(yàn)方法。由于無(wú)法模擬大氣自然環(huán)境中的干態(tài)條件以及干濕交替轉(zhuǎn)換的狀態(tài)，無(wú)法真正模擬戶外自然狀態(tài)下的腐蝕情況，實(shí)際汽車零部件在使用過(guò)程中的失效狀態(tài)往往與中性鹽霧試驗(yàn)的結(jié)果存在一定的差異。銅加速乙酸鹽霧試驗(yàn)是用作評(píng)價(jià)“銅 + 鎳 + 鉻”等裝飾性電鍍層的加速腐蝕試驗(yàn)方法。而循環(huán)腐蝕試驗(yàn)更接近戶外自然狀態(tài)下的腐蝕情況，評(píng)估更為準(zhǔn)確，它的主要影響因素有腐蝕介質(zhì)、噴霧、濕熱周期和干燥周期，通過(guò)不同組合和循環(huán)，模擬汽車零部件在大氣環(huán)境中的不同腐蝕過(guò)程。試驗(yàn)前對(duì)帶涂層的汽車零部件需進(jìn)行劃線和石擊處理。
選用鹽霧（循環(huán)）腐蝕試驗(yàn)箱的優(yōu)勢(shì)是可以利用重復(fù)的循環(huán)周期將樣件暴露在一系列不同鹽霧腐蝕條件下，檢測(cè)汽車用金屬材料的耐腐蝕性能。目前許多世界先進(jìn)的汽車制造公司都將循環(huán)腐蝕試驗(yàn)方法作為評(píng)價(jià)汽車零部件耐腐蝕性能的認(rèn)可方法。
7、脆性試驗(yàn)和材料變色等級(jí)試驗(yàn)
選用橡膠低溫脆性試驗(yàn)機(jī)，檢測(cè)橡膠、非硬質(zhì)塑料及其他彈性材料在低溫條件下的使用性能，可測(cè)定出硫化橡膠在規(guī)定條件下試樣受沖擊后出現(xiàn)破壞時(shí)的最高溫度。在評(píng)定材料變色等級(jí)時(shí)選用標(biāo)準(zhǔn)燈箱進(jìn)行測(cè)定。
8、電壓降測(cè)試試驗(yàn)
選擇電壓降測(cè)試儀檢測(cè)例如插頭和連接插頭引出線等接線口的電壓降，可以判斷出接線口的優(yōu)劣和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定下的彎曲試驗(yàn)下斷線情況。例如選用 LX- 8830B型電壓降數(shù)字測(cè)試儀，可測(cè)量不可重接的插頭、插銷與連接接頭引出線等類似接線口的電壓降。
9、氣體腐蝕試驗(yàn)
汽車部品件的氣體腐蝕試驗(yàn)分為兩大類，一類是高濃度 SO2 試驗(yàn)，測(cè)試對(duì)象一般為各類鋼合金、無(wú)機(jī)覆蓋層和油漆涂層等耐強(qiáng)腐蝕產(chǎn)品；另一類是低濃度單種、多種氣體腐蝕試驗(yàn)，測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)為 IEC 60068- 2- 42：2003，IEC 60068- 2- 43：2003，IEC 60068- 2- 60：1995，EIA- 364- 65A- 1997，主要是檢測(cè)大氣中存在的 SO2，H2S，NO2，Cl2 等有毒的腐蝕性氣體對(duì)部件的腐蝕，測(cè)試對(duì)象一般是各類汽車電子產(chǎn)品、USB 插頭和各種連接器等。
10、其他試驗(yàn)
部品件的環(huán)境類試驗(yàn)還涉及碳鋼、合金鋼、鑄鐵、有色金屬及工程塑料等材料的洛氏硬度試驗(yàn)；碳鋼、合金鋼、鑄鐵及有色金屬等材料的布氏硬度試驗(yàn)；塑料、軟橡膠及合成橡膠等非金屬材料和零部件產(chǎn)品的硬度測(cè)量；汽車制動(dòng)管、轉(zhuǎn)向管及燃油管等汽車用零部件的液壓脈沖試驗(yàn)；電壓干擾、靜電、群脈沖和電壓跌落等試驗(yàn)以及絕緣性能試驗(yàn)。
四、結(jié)論
我國(guó)是汽車使用環(huán)境最嚴(yán)酷的國(guó)家之一，“三高”環(huán)境條件對(duì)汽車的環(huán)境適應(yīng)性提出更高的要求。我國(guó)在汽車試驗(yàn)技術(shù)和環(huán)境適應(yīng)性研究方面取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步和發(fā)展，但起步較晚，與國(guó)外相比仍有較大差距。隨著汽車工業(yè)的快速發(fā)展，技術(shù)的不斷完善和進(jìn)步，未來(lái)試驗(yàn)的發(fā)展趨勢(shì)可以概括為：環(huán)境試驗(yàn)方式多樣化，實(shí)際使用環(huán)境試驗(yàn)與實(shí)驗(yàn)室模擬環(huán)境試驗(yàn)相結(jié)合，著眼于全球，試驗(yàn)環(huán)境條件復(fù)雜多樣，覆蓋范圍更廣，虛擬環(huán)境仿真試驗(yàn)將是試驗(yàn)的重點(diǎn)發(fā)展方向，具有廣闊的應(yīng)用前景。
隨著環(huán)境對(duì)汽車影響的廣泛深入，以及汽車的結(jié)構(gòu)和技術(shù)日趨復(fù)雜，部品件環(huán)境類試驗(yàn)只是整車環(huán)境適應(yīng)性考核的一部分，而且汽車的環(huán)境適應(yīng)性試驗(yàn)工作的量和難度越來(lái)越大。汽車的環(huán)境適應(yīng)性試驗(yàn)不僅組織實(shí)施困難，而且需要高額的經(jīng)費(fèi)支持，很多試驗(yàn)項(xiàng)目難以在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，環(huán)境試驗(yàn)仿真技術(shù)作為一種經(jīng)濟(jì)和有效的手段，已經(jīng)成為汽車環(huán)境適應(yīng)性試驗(yàn)中一個(gè)重要的發(fā)展方向。
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