整車氣味溯源方法及應用

付鑫,李海青，任明輝，郭秋彥

吉利汽車研究院(寧波)有限公司,浙江寧波 315000

0 引言

新車異味抱怨對于廣大乘用車群體來說早已不再陌生，POWER新車質量研究調研數據表明國人在對汽車空氣健康的關注不僅停留在車內化學物質含量符合國家標準要求，而且需要車內空氣愉悅度的整體提升，如何將車內異味降至最低是國內主機廠的重要任務。解決車內異味問題首先需要辨別氣味類型及來源，才能夠從根本上解決問題。一般通過人的鼻子來辨別異味，氣味辨別是一個相當復雜的過程，氣味分子進入到鼻腔與嗅腺分泌物相結合，刺激鼻腔中雙極嗅細胞，進一步發生一系列物理和化學反應，進而刺激大腦嗅覺中樞神經而產生嗅覺信號。整車氣味是由多種不同的氣味混合組成，形成了“1+1?2”的嗅覺效果，或產生新的氣味類型，或不同氣味物質相互之間被掩蓋等情況。當氣味評價人員進入車內想要進一步辨識氣味類型與來源時，因嗅覺的適應性而使氣味評價員無法進一步準確溯源,為客觀分析氣味來源帶來了諸多困難。

由此可見，僅僅依靠人的鼻子進行整車氣味溯源是有一定局限性的。針對以上問題，本文采用GC-MS與HPLC客觀數據分析手段來協助整車氣味溯源進一步提升氣味類型與來源的準確性，這樣可以更準確地幫助主機廠來提升整車氣味，從而提升整車氣味愉悅度。

1 整車異味溯源方案

1.1 試驗方案

選取異味抱怨一直處于較高狀態的車型作為研究對象，整車內異味難以描述具體類型，單個零件評價與整車無法準確對應，整改方向也不清晰，對該整車進行全譜分析，采樣標準使用HJ/T400。選取車內8大類氣味關鍵影響零部件：主副儀表板、門板、頂棚、前圍隔音墊、地毯、座椅、行李艙隔板裝飾板、立柱，對這8種零部件進行總成級VOC揮發性測試，并找出整車與零部件的特征性氣味物質的對應關系。

結合氣味10級制，以氣味相圖的6個特征點，即嗅覺感知閾值(ODT)、嗅覺識別閾值(ORT)、時間加權平均接觸限值(TLV-TWA)、短期暴露接觸限值(TLV-STEL)、安全上限接觸限值(TLV-C)、小鼠50%呼吸抑制值(RD50)構建各化合物氣味強度等級模型,實現基于氣味相圖的分子級氣味溯源分析，找出最有整改價值的化學物質。氣味強度等級模型如圖1所示，10級制氣味及氣味6個特征點對應說明見表1。

圖1 氣味強度等級模型

表1 10級制氣味及氣味6個特征點對應說明

1.2 試驗儀器及試劑等

整車環境采樣倉：晟微型號SEWTH-A-2670S、安捷倫氣質聯用儀型號Agilent7890A/5975C、高效液相色譜儀型號島津LC-20A；

零件采樣倉：晟微型號V-BIR-24；

Tedlar采樣袋：大林德林；500 L(門板、行李艙隔板裝飾板),1 000 L(儀表板、副儀表板、前圍隔音墊),2 000 L(座椅、頂棚、地毯、立柱)；

DNPH管：藍色海貝；

乙腈：HPLC級 4 L/瓶，安譜。

2 溯源結果及分析

通過GC-MS和HPLC對整車內揮發性有機物質進行定性定量分析，之后將化學物質同氣味強度等級模型進行對應，分析結果見表2。

表2 整車氣味強度等級模型分析結果

表2中數據氣味等級小于10級的物質主要有：乙苯、二甲苯、十三烷、十九烷、2，6，10-三甲基十二烷、2，2，4，6，6-五甲基庚烷、2，6-二甲基十一烷、甲苯、丙酮。

本文對主、副儀表板、門板、頂棚、前圍隔音墊、地毯、座椅、行李艙隔板裝飾板等8種零部件進行總成級VOC揮發性測試，通過GC-MS與HPLC分析得出各零件所揮發出的化學物質，并進一步將各零部件與整車氣味關鍵物質進行一一對應。零部件揮發性有機物含量分布見表3。

表3 零部件揮發性有機物含量分布 單位: μg/m3

從整車與零部件氣味揮發性有機物一一對應后得出:最具整改價值的零件為門板(乙苯、二甲苯、2,2,4,6,6-五甲基庚烷、丙酮、甲苯)和前圍(十三烷、2,6,10-三甲基-十二烷、2，6-二甲基-十一烷、甲苯);十九烷未從此次試驗中的總成零件中測出。

據相關文獻可知，乙苯、二甲苯、甲苯具有苯類芳香氣味；2,2,4,6,6-五甲基庚烷、十一烷、十二烷、十三烷具有清香，芳香氣味；丙酮具有微香氣味。

進一步舉例探究門板與整車異味匹配揮發性有機物來源與改善方式。其中2,2,4,6,6-五甲基庚烷一般用作化學試劑、精細化學品、醫藥中間體、材料中間體，并非原材料原料或輔料所含有的物質，推斷為反應過程中產生的中間體。門板揮發性有機物用途及來源見表4。

表4 門板揮發性有機物用途及來源

對門板中懷疑對象單獨進行了50、1 000 L袋子法VOC測試，加熱條件為60 ℃、2 h，使用門板扶手基材做純基材、噴修補漆、噴清洗劑、無膠水包覆件、膠水A包覆件、膠水B包覆件。

門板可疑子零件揮發性有機物含量見表5,表中ND為未檢出。

表5 門板可疑子零件揮發性有機物含量 單位:μg

從測試數據可看出乙苯存在于所有試驗樣品中，沒有明顯異常偏高數據，故整車中乙苯可判定為零件散發累積而來。而甲苯可明顯看出來自于膠水B，二甲苯來自于清洗劑與修補漆，丙酮來自于A膠水，進一步查找A膠水MSDS，發現其丙酮含量占比70%～90%。

針對樣品中存在的問題，提出了改進方案：膠水可根據不同部位的基材來選擇合適的水性膠及相應工藝，從而降低甲苯與丙酮的含量;禁止使用溶劑型清洗劑來清洗零件，改用酒精擦拭;禁止使用修補漆，通過修改模具來減少外觀缺陷，該問題在前期開發時即應避免。

3 結束語

對整車及總成零部件進行客觀化學分析，借助氣味物質嗅閾值與氣味強度相結合的氣味強度等級模型，得出整車氣味關鍵影響物質，并將其與總成零件中的化學物質一一對應起來，從而選出最具有整改價值的零件，進一步根據化學分析手段得到的化學物質，快速找到正確的整改方向，使整車氣味改善由主觀走向客觀。