中东热带沙漠环境下的大气暴晒试验

现今，民族品牌汽车市场占有率逐渐攀升，向中东地区出口越来越多，为合理的设计汽车产品的耐候性，来研究国内外的气候特点缘由。

本文对沙特吉达地区的热带沙漠气候环境特征进行了分析与对比，并对汽车零部件在此地区的失效行为进行了分析和探讨。结果表明：沙特吉达环境与我国琼海湿热和吐鲁番干热环境相比具有独特性，琼海湿热和吐鲁番干热自然环境试验还不能完全替代中东地区热带沙漠试验，试验结果对国内汽车出口中东地区的耐候性设计具有参考意义。

作者：陈平方, 余晓杰，姜波

单位：吉利汽车研究院（宁波）有限公司

简介：陈平方，工程师，主要从事整车及零部件老化试验验证研究工作。

引言

汽车是广泛使用的户外交通工具，在其寿命期内受到各种气候环境的影响，例如湿热、干热、寒流、高原、沙漠、沿海等，由于气候环境影响导致的汽车性能失效、变形、腐蚀、开裂、粉化、起泡、裂纹、长霉、脱落、褪色等现象，不但会影响消费者的观感和使用舒适性，还会影响汽车的使用寿命，严重时会导致汽车功能失效，对消费者生命和财产安全形成隐患。随着民族品牌汽车向中东区地区出口越来越多，研究中东地区的环境气候就显得尤为重要。本文通过对沙特吉达地区的热带沙漠气候环境特征与我国典型的干热、湿热气候进行比较，并对同一汽车零部件在此不同地区自然暴晒的试验数据进行整理分析，以期为国内汽车品牌出口中东地区产品的耐候性设计提供支持和参考。

沙特吉气候环境特征

表1展示了吉达、吐鲁番和琼海三地的环境基本信息，图1（a）、（b）、（c）、（d）展示了吉达地区1年当中日均最高气温、日均最低气温、日平均温差以及月平均相对湿度变化情况及其与国内吐鲁番和琼海两地的差异。从表1、图1（a）、（b）、（c）、（d）可以看出：吉达太阳光辐射能量高，与吐鲁番辐射总量相差不大，全年平均气温都在30℃以上，年最高温度（49℃）与吐鲁番夏季极端最高温度（48.8℃）相近，年平均降雨量不大，但空气湿度却比较高，月平均相对湿度在50%-70%之间，全年平均相对湿度为62.8%，早晨会出现露水。因此，沙特吉达的气候环境无论在温度还是湿度、辐照总量上与国内的吐鲁番、琼海均存在差异，具有辐射量高，平均温度高、持续高温，降水少，湿度却比较高的独特性。

表1  吉达、吐鲁番和琼海试验场位置及环境特征

吉达自然暴晒试验

01.自然暴晒试验方法

按照某企业的汽车整车自然暴晒试验方法，将某车型的整车放置于沙特吉达热带沙漠自然暴晒试验场内进行为期1年的静态自然暴晒试验，每2个月对整车各零部件外观及功能检测一次以及对要求部位的颜色和光泽等进行测试，并详细记录各种现象变化情况。

02.典型零部件失效行为对比分析

根据吉达为期1年的自然暴晒试验，整车零部件的主要失效行为有发白、玻纤外露、粉化龟裂、开裂脱落、斑点等。图2是吉达地区出现失效的典型零部件。表2对比了同一车型整车的同一零部件在吉达、吐鲁番和琼海三地自然暴晒的不同表现。结果显示：经过1年的老化试验后，散热器下格栅、遮阳板标签、组合大灯以及雨刮条都出现了明显的问题，但在国内吐鲁番和琼海试验过程中这些件都没有明显变化。表2  典型零部件失效行为

图2 吉达地区失效的典型零部件

03.典型零部件色差结果对比分析

表3列举了同一车型自然暴晒1年后，典型的零部件在吉达、吐鲁番、琼海三地色差测量结果（色差值为D65，10°的测量结果），结果表明：吉达地区色差测量结果与国内吐鲁番和琼海存在明显的差异，大部分零部件的色差值明显高于吐鲁番和琼海两地，这可能是吉达高的太阳辐射、连续高温等环境因素作用导致了高分子材料发生了热氧老化。表3  典型零部件色差变化值（ΔE）

04.典型零部件光泽保持率结果对比分析

表4列举了同一车型自然暴晒1年后，典型的零部件在吉达、吐鲁番、琼海三地光泽保持率的测量结果（光泽度值为60°的测量结果），结果表明：前保险杠（右侧）、后保险杠（中）和后保险杠（右侧）光泽度保持率，吉达地区要明显低于吐鲁番和琼海，其余零部件光泽度保持率差异不大，这可能也与吉达高的太阳辐射、高温和风沙等环境导致了油漆表面发生了老化有关。表4  典型零部件光泽度保持率（%）

结语

通过对沙特吉达整车自然暴晒试验相关数据的分析与统计，可以得出以下结论：

1）沙特吉达地区无论是在温度还是湿度、辐照总量上与国内的吐鲁番、琼海均存在差异，具有辐射量高，平均温度高、持续高温，降水少，湿度却比较高的独特性，琼海湿热和吐鲁番干热自然环境试验还不能完全替代中东地区热带沙漠试验。且通过同一车型在吉达、琼海、吐鲁番三地的整车自然暴晒试验，车辆或零部件出现了不一致的失效现象。因此，我们很有必要进一步研究中东典型气候环境老化失效机理，为国内汽车品牌出口中东地区的产品耐候性设计提供技术支持与指导。

2）沙特吉达地区典型零部件的色差测量结果、及光泽度保持率也与吐鲁番、琼海两地存在差异，且大部分零部件的色差值明显高于吐鲁番、琼海两地；前保险杠（右侧）、后保险杠（中）和后保险杠（右侧）光泽度保持率，吉达地区也要明显低于吐鲁番和琼海。因此，吉达地区的高太阳辐射和高温等环境因素对整车的外观性能影响比较明显。

3）沙特吉达地区的整车零部件的主要失效行为有发白、玻纤外露、粉化龟裂、开裂脱落、斑点等。下一步我们可以通过研究样品的微观性能变化，以便深入了解和掌握中东地区的环境特点。

引用本文：

陈平方, 余晓杰，姜波.汽车整车在中东热带沙漠环境下的大气暴晒试验研究[J].环境技术,2022,40(03):90-92+132.