環境對車內VOC影響的研究

鐘廣亮，周 鍇，王 卓，安林林，王曉旭 Zhong Guangliang，Zhou Kai，Wang Zhuo，An Linlin，Wang Xiaoxu

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環境對車內VOC影響的研究

鐘廣亮，周 鍇，王 卓，安林林，王曉旭 Zhong Guangliang，Zhou Kai，Wang Zhuo，An Linlin，Wang Xiaoxu

（北汽集團越野車研究院，北京 101300）

主要介紹汽車所處環境對車內VOC（Volatile Organic Compounds，揮發性有機化合物）的影響，對車輛在不同靜止時間、不同光照條件下車內VOC的不同進行對比研究，探索汽車所處環境對車內VOC的影響，從而更科學、客觀地評價車內空氣質量，對車內空氣質量問題給出應對策略。對日常人們使用汽車的狀態進行模擬，進行車內VOC數據測試，對比分析模擬測試方法與國標測試方法的差異，規范人們對車內VOC的正確認識，為提高車內空氣質量研究提供經驗。

VOC；光照；時間；對比

0 引 言

車內空氣質量越來越引起消費者和各個主機廠的關注，國家于2011年發布GB/T 27630《乘用車內空氣質量評價指南》，并計劃2017年底修訂成強制標準。車內氣味及有毒環境的投訴越來越多，給汽車產品的品牌形象造成很大影響，在消費者滿意度和關注項調查中，氣味性在各車型中都位列前3位。

目前，國內外主機廠對車內VOC（Volatile Organic Compounds，揮發性有機化合物）均投入大量人力和試驗設備，進行多年的研究和管控，主要應對國標法規，針對汽車實際使用情況從消費者角度進行研究與改進。在日常情況下，汽車經常停放在露天場所，經歷夏日暴曬后車內溫度不止是國標設定的25 ℃，在此條件下車內VOC會隨之升高；而且通常人們并不是每16個小時就會使用汽車一次。汽車的各種不同放置環境及使用條件對車內VOC產生何種影響，即是研究的內容，也為按照消費者實際使用需求來提高車內空氣質量提供對策。

1 檢測車內VOC模擬環境參數設定

影響車內VOC濃度的環境參數主要有3個：汽車車內空氣及各零部件溫度、汽車封閉靜止時間和陽光照射能量。

1.1 試驗準備

1）驗車準備

選取3輛不同內飾材料的樣車，每輛樣車均為由OTS（Off Tooling Sample，工裝樣件）按照正常總裝工藝制造的新車（行駛里程不超過50 km，下線日期在15±5天內）。其他事項符合HJ/T 400—2007《車內揮發性有機物和醛酮類物質采樣測定方法》對樣車的要求。

2）環境倉設置

（1）環境溫度：25.0 ±1.0 ℃；

（2）環境相對濕度：50%±10%；

（3）環境氣流速度≤0.3 m/s；

（4）環境污染物背景濃度值：甲苯濃度≤0.02 mg/m3、甲醛濃度≤0.02 mg/m3；

（5）環境倉內通風良好，空氣置換率應為每小時2次或更高。

3）加熱系統

按照ISO 12219—1—2012《道路車輛的內部空氣—第1部分：整車試驗室—測定車廂內部揮發性有機化合物的規范與方法》設置紅外加熱器裝置。

4）采樣設備

按照HJ/T 400—2007《車內揮發性有機物和醛酮類物質采樣測定方法》來設置采樣泵、采樣管、導氣管和采樣點。

1.2 國標檢測車內VOC的采樣過程

國標HJ/T 400—2007《車內揮發性有機物和醛酮類物質采樣測定方法》中檢測車內VOC的采樣過程見表1。

表1 國標法采樣過程

參 數參數值 模式平衡模式靜止模式 車輛門窗全開門窗全閉 時間/h 2 16.5 環境設置/℃25 25 車內空氣采樣（樣本采集）30 min∣---→（樣本采集）30 min∣---→ 環境空白采樣（樣本采集）30 min∣---→ 時間軸---------------→---------------------→

溫度檢測包括采樣時車內空氣溫度、前排座椅坐墊上表面中心位置表面溫度和儀表板上表面中心位置表面溫度。

1.3 模擬光照試驗方法檢測車內VOC的采樣過程

模擬光照試驗方法檢測車內VOC的采樣過程見表2。

表2 模擬光照法采樣過程

參 數參數值 模式平衡模式靜止模式光照模式 車輛門窗全開門窗全閉門窗全閉 時間/h 2 16.5 4.5 環境設置25℃25℃ISO 12219—1—2012中400±50 W/m2模擬光照射 車內空氣采樣（樣本采集）30 min ∣---→（樣本采集）30 min∣---→ 環境空白采樣（樣本采集）30 min ∣---→ 時間軸--------------→---------→----------------→

溫度檢測位置與國標法下完全一致。

1.4 樣品分析

按照HJ/T 400—2007《車內揮發性有機物和醛酮類物質采樣測定方法》附錄B和附錄C中揮發性有機組分分析方法（熱脫附/毛細管氣相色譜/質譜聯用法）、醛酮組分測定方法（固相吸附/高效液相色譜法）分析苯、甲苯、乙苯、二甲苯、苯乙烯、甲醛、乙醛和丙烯醛成分含量，并計算車內相應氣體濃度。

2 車內VOC檢測數據對比

按照國內通行技術要求采用HJ/T 400—2007《車內揮發性有機物和醛酮類物質采樣測定方法》對GB/T 27630《乘用車內空氣質量評價指南》中要求的8種有機物進行檢測，結果見表3。

表3 國標法下VOC檢測數據 mg/m

樣車揮發濃度 苯甲苯乙苯二甲苯苯乙烯甲醛乙醛丙烯醛 車A0.0540.1440.1720.3820.0600.0370.0250.000 車B0.0010.0500.0140.0400.0060.0210.0200.000 車C0.0000.0260.0550.1850.0270.0000.0000.000 車D0.0020.0350.0070.0270.0060.0050.0030.000 車E0.0220.0110.0360.0000.0140.0000.0000.000

各位置溫度檢測見表4。

表4 溫度測量值 ℃

車內溫度測量值 空氣溫度25 座椅表面溫度25 儀表板表面溫度25

按照模擬光照試驗方法對GB/T 27630《乘用車內空氣質量評價指南》中所要求的8種有機物進行檢測，結果見表5。

表5 模擬光照法下VOC檢測數據 mg/m

樣車揮發濃度 苯甲苯乙苯二甲苯苯乙烯甲醛乙醛丙烯醛 車A0.2941.0683.3937.8392.6950.7190.2550.000 車B0.0040.2000.0600.1560.0220.2020.0850.000 車C0.0590.1460.3311.0290.5310.4050.0670.000 車D0.0040.1340.0230.0860.0140.1550.0720.000 車E0.1100.0930.2010.0200.4500.0840.0000.000

各位置溫度檢測見表6。

表6 溫度測量值 ℃

車內溫度測量值 空氣溫度55 座椅表面溫度65 儀表板表面溫度80

GB/T 27630《乘用車內空氣質量評價指南》中8種有機物限值是按照HJ/T 400—2007《車內揮發性有機物和醛酮類物質采樣測定方法》中試驗方法的要求，不適用于更嚴格的模擬光照試驗方法。

兩種測試結果數據對比見表7。

表7 模擬光照法與國標法檢測結果的比值

樣車比值 苯甲苯乙苯二甲苯苯乙烯甲醛乙醛丙烯醛 車A572021451910— 車B44444104— 車C—66620——— 車D243323124— 車E586—32———

注：—為國標法下未檢測到。

對于車內監測點溫度，經過模擬光照后各監測點溫度顯著升高。光線直射區的儀表板表面溫度升高最多，車內空氣溫度達到高溫55 ℃，與一般夏季車輛受日曬后的情況較為一致。

對于有機物苯，在常溫狀態下未檢測到或檢測到的數值極低，在光照狀態下車A、車B、車C均檢測到。苯的揮發性受車輛內飾材料影響大，光照狀態下濃度是常溫狀態下4～6倍，揮發性增強。

對于有機物甲苯、乙苯和二甲苯，光照狀態下濃度高于常溫狀態，且揮發性受光照加強和溫度升高而增強。

對于有機物苯乙烯，車A、車B和車C的數值不一樣。苯乙烯揮發性受車輛內飾材料影響大。

對于有機物甲醛，車A、車B和車C的數值不一樣，受車輛內飾材料影響大，其中車A、車B中兩種方法檢測結果的比值達到19倍和10倍，甲醛揮發性因光照加強和溫度升高而增強。

對于有機物乙醛，在常溫狀態下未檢測到或檢測數值較低，在光照狀態4輛車均檢測到，且數值相對較高。乙醛揮發性受車輛內飾材料影響大，光照狀態下濃度高于常溫狀態下，揮發性增強。

對于有機物丙烯醛，兩種試驗狀態下均未檢測到，一般車輛含此類揮發物較少。

分析各車型VOC比值的差異，由于各車型配置、造型、結構設計和市場定位等不同，車內各零部件選用的材料種類、材料性能不同，各零部件的制造工藝及工藝參數也不相同。除了環境因素外，材料種類、材料性能參數、制造工藝、工藝參數也是車內VOC的重要影響因素，各車型VOC比值差異較大，盡管如此，各比值的趨勢和范圍還是有規律的，說明環境對車內VOC具有影響。

3 小 結

介紹車內VOC檢測參數設置并對比不同參數設置下車內VOC的實測數據。

1）參數設置：科學合理地設定車內VOC檢測模擬環境參數；

2）對比車內VOC的實測數據：采用國標方法檢測各項揮發物均符合GB/T 27630《乘用車內空氣質量評價指南》的技術要求，采用模擬光照方法檢測除丙烯醛外其他有機揮發物揮發量均出現升高，說明在長時間靜止并經光照升溫后車內VOC顯著升高；

3）車內VOC控制不應僅停留在國標上，應擴展范圍，面向廣泛的客戶實際使用情況。車內VOC在長時間靜止并經日曬后顯著升高，因此在日常使用汽車時，特別是長時間不用和經過日曬后應先適當開門通風或開啟空調換氣后再使用。

[1]道路車輛的內部空氣—第1部分：整車試驗室—測定車廂內部揮發性有機化合物的規范與方法：ISO 12219—1—2012[S].

[2]乘用車內空氣質量評價指南：GB/T 27630[S].

[3]車內揮發性有機物和醛酮類物質采樣測定方法：HJ/T 400—2007[S].

2017-02-15

1002-4581（2017）04-0001-03

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A

10.14175/j.issn.1002-4581.2017.04.001