汽車整車在中東熱帶沙漠環(huán)境下的大氣暴曬試驗研究

陳平方，余曉杰，姜波

（吉利汽車研究院（寧波）有限公司，寧波 315336）

引言

汽車是廣泛使用的戶外交通工具，在其壽命期內(nèi)受到各種氣候環(huán)境的影響，例如濕熱、干熱、寒流、高原、沙漠、沿海等，由于氣候環(huán)境影響導(dǎo)致的汽車性能失效、變形、腐蝕、開裂、粉化、起泡、裂紋、長霉、脫落、褪色等現(xiàn)象，不但會影響消費者的觀感和使用舒適性，還會影響汽車的使用壽命，嚴(yán)重時會導(dǎo)致汽車功能失效，對消費者生命和財產(chǎn)安全形成隱患[1,2]。隨著民族品牌汽車向中東區(qū)地區(qū)出口越來越多，研究中東地區(qū)的環(huán)境氣候就顯得尤為重要。本文通過對沙特吉達(dá)地區(qū)的熱帶沙漠氣候環(huán)境特征與我國典型的干熱、濕熱氣候進(jìn)行比較，并對同一汽車零部件在此不同地區(qū)自然暴曬的試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行整理分析，以期為國內(nèi)汽車品牌出口中東地區(qū)產(chǎn)品的耐候性設(shè)計提供支持和參考。

1 沙特吉達(dá)氣候環(huán)境特征

表1展示了吉達(dá)、吐魯番和瓊海三地的環(huán)境基本信息，圖1（a）、（b）、（c）、（d）展示了吉達(dá)地區(qū)1 年當(dāng)中日均最高氣溫、日均最低氣溫、日平均溫差以及月平均相對濕度變化情況及其與國內(nèi)吐魯番和瓊海兩地的差異。從表1、圖1（a）、（b）、（c）、（d）可以看出：吉達(dá)太陽光輻射能量高，與吐魯番輻射總量相差不大，全年平均氣溫都在30 ℃以上，年最高溫度（49 ℃）與吐魯番夏季極端最高溫度（48.8 ℃）相近，年平均降雨量不大，但空氣濕度卻比較高，月平均相對濕度在（50～70）%之間，全年平均相對濕度為62.8 %，早晨會出現(xiàn)露水。因此，沙特吉達(dá)的氣候環(huán)境無論在溫度還是濕度、輻照總量上與國內(nèi)的吐魯番、瓊海均存在差異，具有輻射量高，平均溫度高、持續(xù)高溫，降水少，濕度卻比較高的獨特性。

圖1

表1 吉達(dá)、吐魯番和瓊海試驗場位置及環(huán)境特征

2 吉達(dá)自然暴曬試驗

2.1 自然暴曬試驗方法

按照某企業(yè)的汽車整車自然暴曬試驗方法[3]，將某車型的整車放置于沙特吉達(dá)熱帶沙漠自然暴曬試驗場內(nèi)進(jìn)行為期1 年的靜態(tài)自然暴曬試驗，每2 個月對整車各零部件外觀及功能檢測一次以及對要求部位的顏色和光澤等進(jìn)行測試，并詳細(xì)記錄各種現(xiàn)象變化情況。

3.2 典型零部件失效行為對比分析

根據(jù)吉達(dá)為期1 年的自然暴曬試驗，整車零部件的主要失效行為有發(fā)白、玻纖外露、粉化龜裂、開裂脫落、斑點等。圖2 是吉達(dá)地區(qū)出現(xiàn)失效的典型零部件。表2對比了同一車型整車的同一零部件在吉達(dá)、吐魯番和瓊海三地自然暴曬的不同表現(xiàn)。結(jié)果顯示：經(jīng)過1 年的老化試驗后，散熱器下格柵、遮陽板標(biāo)簽、組合大燈以及雨刮條都出現(xiàn)了明顯的問題，但在國內(nèi)吐魯番和瓊海試驗過程中這些件都沒有明顯變化。

圖2 吉達(dá)地區(qū)失效的典型零部件

表2 典型零部件失效行為

2.3 典型零部件色差結(jié)果對比分析

表3列舉了同一車型自然暴曬1 年后，典型的零部件在吉達(dá)、吐魯番、瓊海三地色差測量結(jié)果（色差值為D65，10 °的測量結(jié)果），結(jié)果表明：吉達(dá)地區(qū)色差測量結(jié)果與國內(nèi)吐魯番和瓊海存在明顯的差異，大部分零部件的色差值明顯高于吐魯番和瓊海兩地，這可能是吉達(dá)高的太陽輻射、連續(xù)高溫等環(huán)境因素作用導(dǎo)致了高分子材料發(fā)生了熱氧老化。

表3 典型零部件色差變化值（ΔE）

2.4 典型零部件光澤保持率結(jié)果對比分析

表4列舉了同一車型自然暴曬1 年后，典型的零部件在吉達(dá)、吐魯番、瓊海三地光澤保持率的測量結(jié)果（光澤度值為60 °的測量結(jié)果），結(jié)果表明：前保險杠（右側(cè)）、后保險杠（中）和后保險杠（右側(cè)）光澤度保持率，吉達(dá)地區(qū)要明顯低于吐魯番和瓊海，其余零部件光澤度保持率差異不大，這可能也與吉達(dá)高的太陽輻射、高溫和風(fēng)沙等環(huán)境導(dǎo)致了油漆表面發(fā)生了老化有關(guān)。

3 結(jié)語

通過對沙特吉達(dá)整車自然暴曬試驗相關(guān)數(shù)據(jù)的分析與統(tǒng)計，可以得出以下結(jié)論：

1）沙特吉達(dá)地區(qū)無論是在溫度還是濕度、輻照總量上與國內(nèi)的吐魯番、瓊海均存在差異，具有輻射量高，平均溫度高、持續(xù)高溫，降水少，濕度卻比較高的獨特性，瓊海濕熱和吐魯番干熱自然環(huán)境試驗還不能完全替代中東地區(qū)熱帶沙漠試驗。且通過同一車型在吉達(dá)、瓊海、吐魯番三地的整車自然暴曬試驗，車輛或零部件出現(xiàn)了不一致的失效現(xiàn)象。因此，我們很有

必要進(jìn)一步研究中東典型氣候環(huán)境老化失效機(jī)理，為國內(nèi)汽車品牌出口中東地區(qū)的產(chǎn)品耐候性設(shè)計提供技術(shù)支持與指導(dǎo)。

2）沙特吉達(dá)地區(qū)典型零部件的色差測量結(jié)果、及光澤度保持率也與吐魯番、瓊海兩地存在差異，且大部分零部件的色差值明顯高于吐魯番、瓊海兩地；前保險杠（右側(cè)）、后保險杠（中）和后保險杠（右側(cè)）光澤度保持率，吉達(dá)地區(qū)也要明顯低于吐魯番和瓊海。因此，吉達(dá)地區(qū)的高太陽輻射和高溫等環(huán)境因素對整車的外觀性能影響比較明顯。

3）沙特吉達(dá)地區(qū)的整車零部件的主要失效行為有發(fā)白、玻纖外露、粉化龜裂、開裂脫落、斑點等。下一步我們可以通過研究樣品的微觀性能變化，以便深入了解和掌握中東地區(qū)的環(huán)境特點。