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前言
近年來，隨著人們收入水平及消費(fèi)觀念的提升，消費(fèi)者在物質(zhì)生活水平不斷提高的同時(shí)也對車內(nèi)環(huán)境的健康性、舒適性提出了更高的要求。尤其是環(huán)保部決定將國標(biāo)GB/T 27630 《乘用車內(nèi)空氣質(zhì)量評價(jià)指南》修訂為強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)后，消費(fèi)者的綠色環(huán)保意識和維權(quán)意識空前提升，因車內(nèi)氣味問題造成的車輛召回事件也時(shí)有發(fā)生，車內(nèi)環(huán)境品質(zhì)已成為影響消費(fèi)者購車的主要因素之一。因此，如何提升車內(nèi)氣味性能已成為各主機(jī)廠必須攻關(guān)的重要課題，本文將重點(diǎn)圍繞如何開展車內(nèi)氣味評價(jià)進(jìn)行論述。
1 人工氣味評價(jià)的意義
氣味評價(jià)有別于車內(nèi)揮發(fā)性有機(jī)物（VOC）的儀器分析方法和人工智能嗅覺系統(tǒng)，是完全依靠專業(yè)人員的鼻子進(jìn)行主觀嗅辨，而不是依靠氣相色譜聯(lián)用儀、高效液相色譜儀和傳感器陣列等儀器設(shè)備進(jìn)行檢測。精密的儀器只能檢測出單一或幾種氣體的濃度，但是對綜合性氣味的濃度無法進(jìn)行判斷，對氣味的類別及身體感受無法描述，而人工智能嗅覺系統(tǒng)也不可能完全取代人的主觀感受，所以由氣味評價(jià)工程師直接對車內(nèi)空氣進(jìn)行嗅辨感受，能夠直接反應(yīng)乘客的感覺，目前存在不可替代性，是汽車車內(nèi)氣味性能評價(jià)的最佳方式。
2 傳統(tǒng)氣味評價(jià)方法分析
目前，汽車行業(yè)中較成熟的氣味評價(jià)方法主要為材料級氣味評價(jià)方法，各大主機(jī)廠氣味評價(jià)方法的具體規(guī)則雖然均有差異，但大體可以分為三類。
第一類是德系標(biāo)準(zhǔn)，以德國汽車行業(yè)協(xié)會(huì)和大眾為主，其他企業(yè)大多參照其方法，如沃爾沃、長城、奇瑞、北汽等，是將樣品分別加熱至3個(gè)溫度（23℃、40℃、80℃），其中前兩個(gè)濕態(tài)，保溫24小時(shí)，最后1各高溫時(shí)干態(tài)，保溫2小時(shí)，隨后有試驗(yàn)人員分別用鼻子嗅辨評分。氣味等級判定都是按照6級氣味強(qiáng)度來評定氣味等級，且1級為最好的無氣味等級，6級為最差氣味評級。同時(shí)雖然各主機(jī)廠間的評判標(biāo)準(zhǔn)描述稍有差異，但是表達(dá)的內(nèi)容是基本一致的，該方法在汽車行業(yè)中應(yīng)用最廣，采納應(yīng)用的企業(yè)也最多。
第二類是美系標(biāo)準(zhǔn)，以通用為主，參考了德系方法，其方法是將樣品按照在車內(nèi)位置分為直接照射和非直接照射，直接照射的樣品是在105℃恒溫2小時(shí)，非直接照射時(shí)40℃或70℃加熱溫度恒溫24小時(shí)，其試驗(yàn)加熱溫度相對德系方法要高很多。該方法是按10級氣味強(qiáng)度等級來評定的，評判等級和德系是相反的，10級為最好的無氣味等級，1級最差。在自主品牌中以吉利為代表參照該方法評價(jià)氣味性能。
第三類是日系標(biāo)準(zhǔn)，日系的試驗(yàn)方法各企業(yè)也有很大不同，比較復(fù)雜。如豐田，樣品要進(jìn)行最初的氣味試驗(yàn)和老化后的氣味試驗(yàn)，加熱溫度與美系一樣，直接照射和非直接照射樣品的加熱溫度有分別，評判要求也相對復(fù)雜。氣味等級按5級評價(jià)，5級為最好氣味等級，1級最差。豐田和日產(chǎn)除了評定氣味強(qiáng)度，還評定舒適度，且他們各自的氣味強(qiáng)度和舒適度的評定等級數(shù)也不一樣，此外日產(chǎn)還增加了氣味特征的要求。
除了經(jīng)典的材料級氣味評價(jià)方法以外，各大主機(jī)廠還參照國標(biāo)GB/T27630《乘用車內(nèi)空氣質(zhì)量評價(jià)指南》制定了整車級氣味評價(jià)方法，溫度25℃，濕度50%，整車在標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境艙內(nèi)密閉16小時(shí)后，開始?xì)馕对u價(jià)，各企業(yè)的氣味評價(jià)等級均參照各自的材料級氣味評價(jià)等級標(biāo)準(zhǔn)開展，如吉利采用10級標(biāo)準(zhǔn)、長城采用6級標(biāo)準(zhǔn)等。
3氣味評價(jià)方法創(chuàng)新應(yīng)用
上述傳統(tǒng)氣味評價(jià)方法從材料和整車兩個(gè)角度對車內(nèi)氣味性能進(jìn)行了管控，也是目前各主機(jī)廠管控車內(nèi)氣味性能的有效手段，但隨著人們對氣味性能要求的提高，原有的氣味評價(jià)體系越來越無法滿足車內(nèi)氣味設(shè)計(jì)的需要，如車內(nèi)異味來源查找、零部件總成級氣味性能如何評價(jià)等問題越來越突出。針對汽車研發(fā)設(shè)計(jì)新需求，本文提出了一系列創(chuàng)新方法來解決上述問題。
3.1 創(chuàng)新型氣味評價(jià)設(shè)備
圖1 綜合氣味評價(jià)艙
傳統(tǒng)的氣味評價(jià)設(shè)備已無法滿足零部件總成氣味評價(jià)及車內(nèi)異味來源排查的需求，為此與環(huán)境艙廠家東莞升微科技有限公司聯(lián)合設(shè)計(jì)了一款新型氣味評價(jià)設(shè)備“綜合氣味評價(jià)艙”。該評價(jià)艙是一組環(huán)境艙，包括1個(gè)整車模擬艙(5m3)和2個(gè)零部件測試艙（A艙2m3和B艙2m3），其中A艙和B艙主要區(qū)別為形狀（A艙為方形，B艙為扁形），分別適應(yīng)不同內(nèi)飾零部件，內(nèi)部容積完全一致。為保證測試的準(zhǔn)確性，該組環(huán)境艙均放置在潔凈室內(nèi)（或整車標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境艙內(nèi)）開展試驗(yàn)（圖1）。
該系列環(huán)境艙為真實(shí)模擬人們在陽光照射、高溫等不同條件下的車內(nèi)及零部件氣味狀態(tài)，配備了陽光模擬設(shè)備、自凈化設(shè)備、溫控設(shè)備等，同時(shí)具備常規(guī)環(huán)境艙的所有性能，具體特點(diǎn)如下：
1）自加熱功能：25℃、40℃、60℃、65℃等各種常用溫度狀態(tài)均可模擬。
2）陽光模擬功能：可以模擬車輛及零部件在停車場陽光暴曬狀態(tài)下的氣味狀態(tài)。
3）自動(dòng)補(bǔ)壓功能：氣味評價(jià)過程中可以自動(dòng)補(bǔ)壓，確保評價(jià)時(shí)氣流的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。
4）自凈化功能：艙壁采用惰性材料處理，避免污染物粘附在艙壁上，試驗(yàn)前可以可通過高溫及新風(fēng)系統(tǒng)自動(dòng)凈化，確保艙內(nèi)背景清潔。
5）自動(dòng)空氣攪拌功能：氣味評價(jià)前可以自動(dòng)攪拌艙內(nèi)空氣，確保艙內(nèi)各處污染物濃度一致。
該綜合氣味評價(jià)艙為車內(nèi)氣味性能設(shè)計(jì)、車內(nèi)異味排查及零部件總成級氣味試驗(yàn)提供了驗(yàn)證手段，效果良好，填補(bǔ)了行業(yè)空白。
3.2 新型零部件總成氣味試驗(yàn)方法
傳統(tǒng)的車內(nèi)氣味性能控制主要通過材料氣味評價(jià)（瓶子法）驗(yàn)證來實(shí)現(xiàn)整車氣味性能的達(dá)標(biāo)，缺乏零部件總成氣味性能驗(yàn)證環(huán)節(jié)，導(dǎo)致整車氣味與材料氣味無法對應(yīng)。主要是因?yàn)檐噧?nèi)氣味為混合氣味，是由塑料、橡膠、發(fā)泡、膠黏劑等多種材料造成的綜合氣味，僅用單一材質(zhì)氣味評判方法來開發(fā)氣味性能，難以與整車氣味設(shè)計(jì)目標(biāo)進(jìn)行對應(yīng)，因此國內(nèi)先進(jìn)企業(yè)（如北汽、長城、長安等）均在探討增加零部件總成氣味評價(jià)方法，實(shí)現(xiàn)“材料—零部件—整車”三位一體的氣味性能開發(fā)模式（如圖2所示）。
圖2 新型整車氣味性能開發(fā)方案
由于行業(yè)內(nèi)沒有成熟的零部件總成氣味評價(jià)設(shè)備，有些企業(yè)使用VOC測試的袋子法做零部件總成氣味試驗(yàn)，但由于做VOC用的袋子本身含有殘余氣味、袋子內(nèi)部溫度可控性較差、且無法開展高溫狀態(tài)下的陽光模擬驗(yàn)證，因此在行業(yè)內(nèi)的應(yīng)用效果一般。為解決零部件總成氣味試驗(yàn)行業(yè)難題，創(chuàng)新性開發(fā)了上述2m3環(huán)境艙，綜合了袋子法、氣味瓶子法等各種試驗(yàn)方法的優(yōu)點(diǎn)，填補(bǔ)了行業(yè)空白。
3.3 新型車內(nèi)異味來源排查方法
近年來，隨著消費(fèi)者對健康環(huán)保的關(guān)注度越來越高，氣味投訴事件時(shí)有發(fā)生，如何快速有效的排查車內(nèi)異味已成為各主機(jī)廠急需解決的課題。但目前行業(yè)內(nèi)還沒有一種成熟的有效解決方案，主要原因如下：
試驗(yàn)設(shè)備缺失：目前行業(yè)內(nèi)沒有專門用于氣味來源排查用的試驗(yàn)設(shè)備，導(dǎo)致排查車內(nèi)異味來源排查缺乏試驗(yàn)手段。
混合氣味，難辨來源：車內(nèi)氣味是綜合氣味，涉及到的內(nèi)飾零部件總成多達(dá)20余種，涉及到的材料主要由塑料、橡膠、發(fā)泡、膠黏劑等多種類型，具體材料牌號多達(dá)幾十種，僅憑材料氣味評價(jià)方法排查異味來源，較難查找到真實(shí)原因。
因此，為解決該行業(yè)難題，應(yīng)用上述創(chuàng)新型氣味評價(jià)設(shè)備（見圖1），設(shè)計(jì)了新型的異味源查找方案，具體如下：
1）氣味評價(jià)項(xiàng)目設(shè)計(jì)
為了有效查找整車異味來源，對氣味評價(jià)項(xiàng)目進(jìn)行創(chuàng)新型設(shè)計(jì)，主要設(shè)計(jì)評價(jià)項(xiàng)為氣味強(qiáng)度等級、氣味類別（霉味、魚腥味、酸味等）、實(shí)車異味相似度評價(jià)等。
氣味強(qiáng)度評價(jià)主要參照行業(yè)內(nèi)普遍采用的6級標(biāo)準(zhǔn)開展，具體如下：
表1 氣味強(qiáng)度評價(jià)（6級標(biāo)準(zhǔn)）
氣味類別主要包括魚腥味、蔬菜味、垃圾味、刺激性氣味等，具體如下：
表2 氣味類別
相似度分為十分相似、相似、有點(diǎn)相似、不相似四類。
2）氣味來源排查創(chuàng)新方案
步驟1：對有異味的實(shí)車進(jìn)行整車氣味性能評價(jià)
將有異味的整車置于整車VOC標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境艙中（溫度為25℃±1℃，濕度為50%HR）或室外高溫暴曬，關(guān)閉車門2h，然后由氣味評價(jià)員按照上述評價(jià)項(xiàng)目對整車氣味性能進(jìn)行評價(jià)，并記錄評價(jià)結(jié)果。
步驟2：單類零部件總成氣味性能評價(jià)
將各類重點(diǎn)關(guān)注內(nèi)飾零部件分別置于2m3零部件氣味評價(jià)艙中（見圖3），溫濕度與步驟一實(shí)車試驗(yàn)溫度一致，每次關(guān)閉艙門2h，然后由氣味評價(jià)員按照評價(jià)項(xiàng)目對零部件總成氣味性能評價(jià)，識別單類零部件氣味性能，并與整車氣味性能進(jìn)行對比，粗略排序與整車氣味類型的相似度。
圖3 零部件氣味評價(jià)過程示意圖
以某車型異味排查為例，排查結(jié)果如下表3所示。對比單類零部件氣味性能評價(jià)結(jié)果，座椅氣味類別與整車氣味類別相似度最高。
表3 整車及單類零部件氣味性能評價(jià)結(jié)果
步驟3：組合零部件氣味性能評價(jià)
采用加法原理，根據(jù)步驟二對零部件與整車氣味評價(jià)結(jié)果，對其相似度進(jìn)行排序，先將最氣味類型最相似的零部件置入5m3米綜合氣味評價(jià)艙（圖4），溫、濕度環(huán)境與上述一致，并依照順序逐類置于零部件綜合氣味評價(jià)艙中，每增加一類，要關(guān)閉艙門2h，然后由氣味評價(jià)員按照評價(jià)項(xiàng)目對艙內(nèi)零部件進(jìn)行氣味性能評價(jià)（類型、強(qiáng)度、相似度），識別確認(rèn)造成車內(nèi)異味的主要零部件。
圖4 零部件組合評價(jià)過程示意圖
以上述車型排查為例，過評價(jià)結(jié)果可以看出（表4），將不同零部件組合后，座椅是綜合氣味評價(jià)艙中氣味的主要來源；為進(jìn)一步識別座椅氣味來源，我們將座椅的各組成材料進(jìn)行了氣味性能評價(jià)。
表4 組合零部件氣味性能評價(jià)結(jié)果
步驟4：問題零部件各材質(zhì)氣味性能評價(jià)
針對步驟3中識別出的問題內(nèi)飾零部件，將其組成材料進(jìn)行細(xì)分，在利用材料級氣味評價(jià)方法（瓶子法），80℃加熱2小時(shí)，然后按照評價(jià)項(xiàng)目進(jìn)行氣味性能評價(jià)，識別造成零部件異味的組成材料。
以上述車型排查為例，通過評價(jià)結(jié)果可以看出（表5），造成座椅苦澀味、墨水味的主要材料為皮革和背覆海綿。
表5 座椅各組成材料氣味性能評價(jià)結(jié)果
步驟5：確認(rèn)造成整車異味的重點(diǎn)內(nèi)飾零部件及造成內(nèi)飾零部件異味的材料
以上述車型排查為例，通過系統(tǒng)排查，確定該車型整車異味來源主要為座椅，產(chǎn)生座椅異味的材料主要為皮革和背覆海綿，建議對該車座椅氣味性能進(jìn)行重點(diǎn)整改。
3）氣味性能整改驗(yàn)證創(chuàng)新方案
通過新型異味排查方法可以精準(zhǔn)地查找到產(chǎn)生車內(nèi)異味的問題零部件件及問題材料，而傳統(tǒng)的整改效果驗(yàn)證方案是通過將整改后的零部件直接裝在實(shí)車上進(jìn)行氣味效果確認(rèn)，若一次性整改不合格會(huì)造成多次借車、多次裝車、多次整車級氣味評審，會(huì)造成整改周期加長、資源浪費(fèi)等問題。
因此為解決該問題，可以充分利用新型氣味評價(jià)設(shè)備（5m3綜合氣味評價(jià)艙）進(jìn)行驗(yàn)證，即將整改后的樣件，聯(lián)同其他內(nèi)飾零部件一起放入5m3綜合氣味評價(jià)艙中，按照實(shí)車安裝位置進(jìn)行擺放，環(huán)境與異味源排查方案一致，密閉2小時(shí)后進(jìn)行氣味評價(jià)。評價(jià)結(jié)果若仍達(dá)不到既定目標(biāo)，需再次整改并重復(fù)上述驗(yàn)證；若達(dá)到既定目標(biāo)，進(jìn)行實(shí)車驗(yàn)證。
4 結(jié)束語
車內(nèi)氣味與人們的身體健康息息相關(guān)，而且已成為消費(fèi)者購車的主要考慮因素之一，因此無論從社會(huì)責(zé)任，還是從企業(yè)長遠(yuǎn)發(fā)展考慮，汽車主機(jī)廠均應(yīng)高度重視車內(nèi)氣味性能管控技術(shù)的開發(fā)，創(chuàng)新氣味評價(jià)方法，優(yōu)化氣味性能開發(fā)流程，為給消費(fèi)者提供健康汽車做出貢獻(xiàn)。
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