以下技術(shù)文章轉(zhuǎn)至《環(huán)境技術(shù)》第149期，作者：張成才，特此感謝《環(huán)境技術(shù)》提供！
機(jī)動(dòng)車零部件產(chǎn)品防塵試驗(yàn)概述以及防塵設(shè)備選型探討
Vehicle parts IP code protection against dust and IP test equipment selection
中國(guó)電器科學(xué)研究院威凱檢測(cè)技術(shù)研究所機(jī)動(dòng)車零部件檢測(cè)部 張成才ZHANG Cheng-cai
摘 要：機(jī)動(dòng)車零部件產(chǎn)品通過防塵試驗(yàn)來驗(yàn)證產(chǎn)品的可靠性能，本文簡(jiǎn)單介紹了國(guó)內(nèi)外機(jī)動(dòng)車 零部件產(chǎn)品IP防塵等級(jí)試驗(yàn)的基本要求，在此基礎(chǔ)上對(duì)防塵試驗(yàn)設(shè)備選型方面做出了一點(diǎn)探討。
關(guān)鍵詞：機(jī)動(dòng)車零部件；防水試驗(yàn)
Abstract: IP protection test against dust for vehicle parts provide quality verification, this article give an outline of fundamental request about IP code protection against dust, and make a simple study of IP code test equipment selection.
Keywords: vehicle part; IP code protection test against dust
1 前言
汽車、摩托車等機(jī)動(dòng)車零部件產(chǎn)品試驗(yàn)中IP （International Protection）防護(hù)等級(jí)試驗(yàn)是考察這些產(chǎn)品可靠性能力的重要一環(huán)，IP防塵試驗(yàn)為整車以及零部件產(chǎn)品密封性提供可靠性依據(jù)。分析國(guó)內(nèi)外的機(jī)動(dòng)車零部件標(biāo)準(zhǔn)有助于熟悉各種標(biāo)準(zhǔn)的差異，從而可以為防塵試驗(yàn)設(shè)備選型提供有益的幫助。
2 機(jī)動(dòng)車零部件產(chǎn)品防塵試驗(yàn)要求
2.1 汽車電氣設(shè)備產(chǎn)品的防塵試驗(yàn)要求
我國(guó)汽車行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)汽車電氣設(shè)備產(chǎn)品的防塵試驗(yàn)具體按GB/T 4942。1和GB/T4942。2中IP2X、IP3X、和IP5X相應(yīng)條款要求進(jìn)行計(jì)劃和試驗(yàn)后的合格評(píng)判[1]：
IP2X是指防止中等大小的固體侵入（直徑大于12㎜）；IP3X是指防止小固體侵入（直徑大于2.5㎜）；IP56X是指防止有害的粉塵堆積（直徑小于75μm的滑石粉按2kg/m3 濃度懸浮在試驗(yàn)箱內(nèi)8小時(shí)），試驗(yàn)箱按圖1所示類型。[2][3]
ISO 16750系列標(biāo)準(zhǔn)提供了國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)中關(guān)于汽車電器零部件的環(huán)境試驗(yàn)要求，其中2003版標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)防塵試驗(yàn)的要求引用自德國(guó)標(biāo)準(zhǔn)DIN 40050-9中的相關(guān)部分，2006版標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)防塵試驗(yàn)的要求則等到同于ISO標(biāo)準(zhǔn)ISO20653中的相關(guān)要求。對(duì)于針對(duì)公路車輛中的電器設(shè)備防塵試驗(yàn)要求主要為IP5KX和IP6KX。[4] [5]
IP5KX的具體要求試驗(yàn)樣品雖然不能完全防止灰塵進(jìn)入，但是進(jìn)入的灰塵量不得影響設(shè)備的正常運(yùn)行，不得影響**；IP6KX則要求不得有任何灰塵進(jìn)入樣品內(nèi)部。
IP5KX和IP6KX使用的測(cè)試裝置主要有兩種可供選擇：圖2所示的由下往下的垂直吹塵方式（測(cè)試灰塵濃度2kg/m3，試驗(yàn)共20個(gè)循環(huán)，每循環(huán)吹塵6s后停止吹塵15min）和圖3所示的水平吹塵方式（測(cè)試灰塵濃度5±2g/m3 流速保持1.5m/s，試驗(yàn)持續(xù)0.5h到24h，旋轉(zhuǎn)速度0-3rpm）.水平吹塵方式用設(shè)備基于家電方面標(biāo)準(zhǔn)IEC 60068-2-68。
不管是采用垂直吹塵方式還是水平吹塵方式，DIN 40050-9標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定IP5KX和IP6KX使用的試驗(yàn)用灰塵成分由50%的石灰石和50%的飛塵組成，按質(zhì)量比計(jì)算其中33份的灰塵顆粒大小為不大于32μm；67份為大于32μm但是不大于250μm的顆粒組成；ISO20653標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定使用美國(guó)亞利桑那灰塵即ISO 標(biāo)準(zhǔn)ISO12103-1規(guī)定的A2型號(hào)灰塵。[6] [7][8]
我國(guó)車用電線束插接器方面的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)防塵試驗(yàn)要求為樣品放入灰塵濃度為2kg/m3的實(shí)驗(yàn)箱（圖4）內(nèi)進(jìn)行5h的試驗(yàn)，灰塵每15min攪動(dòng)6s。試驗(yàn)灰塵從下面顆粒分中選擇一種：材料應(yīng)為不分解的長(zhǎng)石，微粒大小如下（按重量計(jì)算百分比）：
*小于150μm，100%～99%
*小于105μm，86%～76%
*小于75μm，70%～60%
*小于40μm，46%～35%
*小于20μm，30%～20%
*小于10μm，19%～11%
*小于5μm，11%～5%
*小于2μm，5%～1.5%
2.2 汽車燈具產(chǎn)品防塵試驗(yàn)要求
1989年的汽車燈具環(huán)境試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)要求各種類型汽車燈防塵試驗(yàn)（封閉式燈除外）均應(yīng)經(jīng)受以下試驗(yàn)[10]：
在長(zhǎng)、寬、高為900～1200mm的密封防塵試驗(yàn)箱內(nèi)使用充分干燥的普通硅酸鹽水泥5㎏，每隔10～15min吹氣2～5s共進(jìn)行5h試驗(yàn)，試驗(yàn)過程中實(shí)行間歇點(diǎn)燈模式：試驗(yàn)電壓下15min點(diǎn)燈15min熄燈。此要求等同于日本標(biāo)準(zhǔn)JISD0207中的F1類防塵試驗(yàn)要求[11]。
將要在2007年12月1日開始實(shí)施的新版GB 10485-2007標(biāo)準(zhǔn)對(duì)汽車外部照明燈具防塵試驗(yàn)的要求如下[12]：
采用垂直吹塵方式等同于DIN 40050-9標(biāo)準(zhǔn)中IP5KX和IP6KX的要求。
美國(guó)SAE標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)燈具防塵試驗(yàn)（試驗(yàn)見圖5）的要求如下一步[13]：
試驗(yàn)灰塵使用符合美國(guó)ASTM C-150的波特蘭水泥（即硅酸鹽水泥），使用灰塵質(zhì)量為3～5kg，試驗(yàn)箱體積*大2 m3，試驗(yàn)周期5h，使用鼓風(fēng)機(jī)或者壓縮空氣等方式使灰塵每15min攪動(dòng)2～15s.[14]
2.3 汽車企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)防塵試驗(yàn)的要求
一般來說規(guī)模和知名度比較大的汽車公司的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要嚴(yán)酷于國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，不過具體到防塵試驗(yàn)上，基本上是在本國(guó)汽車行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或者ISO標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上改進(jìn)。
德國(guó)大眾汽車公司對(duì)汽車電器電子產(chǎn)品的通用試驗(yàn)要求中對(duì)防塵試驗(yàn)的要求就是引用自德是DIN40050-9標(biāo)準(zhǔn)的基本要求。
美國(guó)通用汽車公司則引用ISO 20653標(biāo)準(zhǔn)的IP防塵等級(jí)。
法國(guó)標(biāo)志公司對(duì)汽車燈具的環(huán)境試驗(yàn)要求中引用了SAE J575標(biāo)準(zhǔn)中防塵試驗(yàn)要求，不過于點(diǎn)燈方式有自己的具體規(guī)定而已。
日系汽車標(biāo)準(zhǔn)基本采用JIS D0207的測(cè)試方式，其分類（圖6）和具體要求如下：
試驗(yàn)灰塵統(tǒng)一采用符合JIS Z8901標(biāo)準(zhǔn)的8類或6類規(guī)格，試驗(yàn)溫度和濕度為20℃±15℃和45%～85%。[15]
F類為浮塵試驗(yàn)（采用圖6中左邊的設(shè)備），其工作原狀理是利用空氣壓或風(fēng)扇等攪拌粉塵一定時(shí)間，使粉塵在試驗(yàn)槽內(nèi)變得均勻，然后按指定時(shí)間停止。把這作為一個(gè)周期反復(fù)進(jìn)行；C類為循環(huán)試驗(yàn)（采用圖6中右邊的設(shè)備），其工作原理是讓指定濃度的粉塵按指定的流速循環(huán)。
F1類試驗(yàn)要求等同于GB/T10485-1989標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)要求，前面已有描述。主要適用于車燈等零部件防塵試驗(yàn)。
F2類試驗(yàn)采用粉塵的濃度為3g/ m3，試驗(yàn)箱內(nèi)容積0.5m3以上，試驗(yàn)時(shí)樣品離箱內(nèi)表面80mm以上安裝，試驗(yàn)周期8h，灰塵每10min或者15min攪動(dòng)2s或者5s。主要適用于各種汽車開關(guān)、雨刮等零部件防塵試驗(yàn)。
F3類試驗(yàn)采用粉塵的濃度為0.1g/ m3，試驗(yàn)箱內(nèi)容積和試驗(yàn)時(shí)樣品離箱內(nèi)表面距離不做要求，試驗(yàn)周期8h，灰塵每10min或者15min攪動(dòng)2s或者5s。主要適用于汽車門鎖、雨刮電機(jī)和儀表等零部件防塵試驗(yàn)。
C1類試驗(yàn)采用粉塵的濃度為5g/ m3，試驗(yàn)箱內(nèi)容積和試驗(yàn)時(shí)樣品離箱內(nèi)表面距離也不做要求，試驗(yàn)周期2h，流速為5m/s。主要適用于機(jī)械組件等零部件防塵試驗(yàn)。
C2類試驗(yàn)采用粉塵的濃度為0.1 g/ m3，試驗(yàn)箱內(nèi)容積和試驗(yàn)時(shí)樣品離箱內(nèi)表面距離也不做要求，試驗(yàn)周期6h，流速為10m/s。主要適用于其他汽車電器附件防塵試驗(yàn)。
3 機(jī)動(dòng)車零部件產(chǎn)品防塵試驗(yàn)設(shè)備選型要求
綜合國(guó)內(nèi)外汽車零部件標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試要求，可以選擇單一功能的試驗(yàn)箱或者集幾種功能于一體的綜合試驗(yàn)裝置。在一臺(tái)箱式綜合試驗(yàn)裝置里實(shí)現(xiàn)要考慮以下問題：
不同標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的灰塵進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)的灰塵更換問題，即試驗(yàn)箱內(nèi)的灰塵能不能完全清理干凈是個(gè)關(guān)鍵問題，如果更換不同的灰塵時(shí)不能做到完全清理，對(duì)不同樣品試驗(yàn)的準(zhǔn)確性會(huì)有一定影響。
GB/T10485-1989和日本JISD0207標(biāo)準(zhǔn)中F類測(cè)試要求合并做成一套?？刂品矫鎳?yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)要求就可滿足需要。
SAE J575標(biāo)準(zhǔn)中防塵試驗(yàn)要求可在DIN 40050-9垂直吹塵方式試驗(yàn)箱基礎(chǔ)上增加輔助裝置實(shí)現(xiàn)。
由于許多樣品測(cè)試均要通電進(jìn)行，各種**防護(hù)措施顯得尤為重要。設(shè)備要滿足流量可調(diào)；轉(zhuǎn)臺(tái)速度、高度可調(diào)；溫濕度、時(shí)間可控；通、斷電方便轉(zhuǎn)換。這一臺(tái)綜合防塵試驗(yàn)裝置技術(shù)含量較高，與單一功能設(shè)備相比總體上節(jié)約成本。
4 結(jié)束語
現(xiàn)在人們?cè)絹碓街匾?/span>IP防塵試驗(yàn)對(duì)質(zhì)量控制方面的作用，零部件廠給各大整車廠配套相關(guān)產(chǎn)品必須要滿足相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)要求，世界汽車產(chǎn)業(yè)日益全球化采購，我國(guó)汽車零配件產(chǎn)業(yè)要跟上國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)的步伐，就必須要忠實(shí)做好自己的產(chǎn)品，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段就按各種相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)做好驗(yàn)證工作，通過IP防塵試驗(yàn)以及其他相關(guān)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)問題馬上解決，企業(yè)才能立于不敗之地。
參考文獻(xiàn)：
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------Test dust for filter evaluation
------Part 1: Arizona test dust
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[15]JIS Z 8901-2006測(cè)試粉塵末和測(cè)試微粒
