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随着生活水平的提高,人们对车内美观、功能性要求越来越高,汽车内饰材料不断增多,增加了车内VOC的释放源,对车内乘员的健康造成危害。故本文开展了零部件组成材料的VOC释放研究,环境因素对零部件VOC释放影响研究,以及空调通风模式对车内VOC浓度衰减的研究。
本文首先对不同材料组成的汽车方向盘进行测试,得到8种VOC释放量数据,对比大众标准,发现测试方向盘均存在VOC超标现象。在此基础上,研究汽车方向盘的VOC释放源。结果表明:PU聚氨酯发泡是方向盘最主要的VOC释放源。除此之外,皮革材料也是方向盘VOC的重要来源。数据表明:在PU聚氨酯发泡材料制成的方向盘上包覆皮革材料后,VOC释放量增加了67.4%;使用水基型脱模剂和胶粘剂代替溶剂型脱模剂和胶粘剂能够减少15.6%的VOC释放量。
对不同环境条件下方向盘的VOC释放数据进行分析,发现不同VOC气体受环境因素的影响程度不同。温度对零部件VOC释放的影响较大,当温度从25℃升高到45℃时,8种VOC总量变为原来的2.8倍,其中甲醛浓度增大到原来的6.6倍。进一步分析发现随着温度的升高,乙醛、苯、甲苯、二甲苯和乙苯5种物质的散发受温度变化的影响增大,而甲醛、苯乙烯和丙烯醛受温度变化影响变小;相对湿度增大能够加快VOC释放,且相对湿度对甲醛、乙醛、丙烯醛三种VOC释放的影响大,而对苯烃类物质的影响较小;增大空气交换率能够减少舱内的VOC浓度,舱内换气次数从0.5/h增大到1/h时,舱内VOC浓度下降明显,而继续增大到1.5/h,舱内VOC浓度出现略微上升。当风速过大时,舱内容易出现回流区,导致局部区域VOC浓度不均匀,故环境舱的设计要综合考虑空气交换率对舱内空气均匀性的影响。
本文最后对7种空调通风工况进行计算流体力学分析,研究不同送风量、不同送风方向对车内VOC浓度衰减的影响。结果发现,通风量对车内的气流组织形式影响不大,增大送风量会导致车内空气流速加大,从而使车内的VOC浓度下降变快;而不同送风方向对车内的气流组织形式影响很大,直接导致VOC浓度分布、VOC衰减情况差异很大。通过对比发现,当送风方向垂直于送风口时,车内VOC浓度下降最快,当送风方向为水平向上45度时,车内VOC衰减最慢。
综合以上研究,可以通过使用环保材料、减少车内皮革材质的内饰件等来减少VOC的释放源。在车辆使用前可以适当的增加车内的温度、相对湿度以及空气交换率来加快材料内的VOC释放,然后开启空调将其排放出去。最后研究表明合理优化空调的风量以及吹风方向能够加快车内VOC浓度的衰减。
本文首先对不同材料组成的汽车方向盘进行测试,得到8种VOC释放量数据,对比大众标准,发现测试方向盘均存在VOC超标现象。在此基础上,研究汽车方向盘的VOC释放源。结果表明:PU聚氨酯发泡是方向盘最主要的VOC释放源。除此之外,皮革材料也是方向盘VOC的重要来源。数据表明:在PU聚氨酯发泡材料制成的方向盘上包覆皮革材料后,VOC释放量增加了67.4%;使用水基型脱模剂和胶粘剂代替溶剂型脱模剂和胶粘剂能够减少15.6%的VOC释放量。
对不同环境条件下方向盘的VOC释放数据进行分析,发现不同VOC气体受环境因素的影响程度不同。温度对零部件VOC释放的影响较大,当温度从25℃升高到45℃时,8种VOC总量变为原来的2.8倍,其中甲醛浓度增大到原来的6.6倍。进一步分析发现随着温度的升高,乙醛、苯、甲苯、二甲苯和乙苯5种物质的散发受温度变化的影响增大,而甲醛、苯乙烯和丙烯醛受温度变化影响变小;相对湿度增大能够加快VOC释放,且相对湿度对甲醛、乙醛、丙烯醛三种VOC释放的影响大,而对苯烃类物质的影响较小;增大空气交换率能够减少舱内的VOC浓度,舱内换气次数从0.5/h增大到1/h时,舱内VOC浓度下降明显,而继续增大到1.5/h,舱内VOC浓度出现略微上升。当风速过大时,舱内容易出现回流区,导致局部区域VOC浓度不均匀,故环境舱的设计要综合考虑空气交换率对舱内空气均匀性的影响。
本文最后对7种空调通风工况进行计算流体力学分析,研究不同送风量、不同送风方向对车内VOC浓度衰减的影响。结果发现,通风量对车内的气流组织形式影响不大,增大送风量会导致车内空气流速加大,从而使车内的VOC浓度下降变快;而不同送风方向对车内的气流组织形式影响很大,直接导致VOC浓度分布、VOC衰减情况差异很大。通过对比发现,当送风方向垂直于送风口时,车内VOC浓度下降最快,当送风方向为水平向上45度时,车内VOC衰减最慢。
综合以上研究,可以通过使用环保材料、减少车内皮革材质的内饰件等来减少VOC的释放源。在车辆使用前可以适当的增加车内的温度、相对湿度以及空气交换率来加快材料内的VOC释放,然后开启空调将其排放出去。最后研究表明合理优化空调的风量以及吹风方向能够加快车内VOC浓度的衰减。