以下技術文章轉至《環(huán)境技術》第149期，作者：張成才，特此感謝《環(huán)境技術》提供！
機動車零部件產(chǎn)品防塵試驗概述以及防塵設備選型探討
Vehicle parts IP code protection against dust and IP test equipment selection
中國電器科學研究院威凱檢測技術研究所機動車零部件檢測部 張成才ZHANG Cheng-cai
摘 要：機動車零部件產(chǎn)品通過防塵試驗來驗證產(chǎn)品的可靠性能，本文簡單介紹了國內(nèi)外機動車 零部件產(chǎn)品IP防塵等級試驗的基本要求，在此基礎上對防塵試驗設備選型方面做出了一點探討。
關鍵詞：機動車零部件；防水試驗
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、摩托車等機動車零部件產(chǎn)品試驗中IP （International Protection）防護等級試驗是考察這些產(chǎn)品可靠性能力的重要一環(huán)，IP防塵試驗為整車以及零部件產(chǎn)品密封性提供可靠性依據(jù)。分析國內(nèi)外的機動車零部件標準有助于熟悉各種標準的差異，從而可以為防塵試驗設備選型提供有益的幫助。
2 機動車零部件產(chǎn)品防塵試驗要求
2.1 汽車電氣設備產(chǎn)品的防塵試驗要求
我國汽車行業(yè)標準對汽車電氣設備產(chǎn)品的防塵試驗具體按GB/T 4942。1和GB/T4942。2中IP2X、IP3X、和IP5X相應條款要求進行計劃和試驗后的合格評判[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 濃度懸浮在試驗箱內(nèi)8小時），試驗箱按圖1所示類型。[2][3]
ISO 16750系列標準提供了國際標準中關于汽車電器零部件的環(huán)境試驗要求，其中2003版標準中對防塵試驗的要求引用自德國標準DIN 40050-9中的相關部分，2006版標準中對防塵試驗的要求則等到同于ISO標準ISO20653中的相關要求。對于針對公路車輛中的電器設備防塵試驗要求主要為IP5KX和IP6KX。[4] [5]
IP5KX的具體要求試驗樣品雖然不能完全防止灰塵進入，但是進入的灰塵量不得影響設備的正常運行，不得影響**；IP6KX則要求不得有任何灰塵進入樣品內(nèi)部。
IP5KX和IP6KX使用的測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（測試灰塵濃度2kg/m3，試驗共20個循環(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（測試灰塵濃度5±2g/m3 流速保持1.5m/s，試驗持續(xù)0.5h到24h，旋轉速度0-3rpm）.水平吹塵方式用設備基于家電方面標準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標準中規(guī)定IP5KX和IP6KX使用的試驗用灰塵成分由50%的石灰石和50%的飛塵組成，按質量比計算其中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標準規(guī)定使用美國亞利桑那灰塵即ISO 標準ISO12103-1規(guī)定的A2型號灰塵。[6] [7][8]
我國車用電線束插接器方面的行業(yè)標準中對防塵試驗要求為樣品放入灰塵濃度為2kg/m3的實驗箱（圖4）內(nèi)進行5h的試驗，灰塵每15min攪動6s。試驗灰塵從下面顆粒分中選擇一種：材料應為不分解的長石，微粒大小如下（按重量計算百分比）：
*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)品防塵試驗要求
1989年的汽車燈具環(huán)境試驗標準要求各種類型汽車燈防塵試驗（封閉式燈除外）均應經(jīng)受以下試驗[10]：
在長、寬、高為900～1200mm的密封防塵試驗箱內(nèi)使用充分干燥的普通硅酸鹽水泥5㎏，每隔10～15min吹氣2～5s共進行5h試驗，試驗過程中實行間歇點燈模式：試驗電壓下15min點燈15min熄燈。此要求等同于日本標準JISD0207中的F1類防塵試驗要求[11]。
將要在2007年12月1日開始實施的新版GB 10485-2007標準對汽車外部照明燈具防塵試驗的要求如下[12]：
采用垂直吹塵方式等同于DIN 40050-9標準中IP5KX和IP6KX的要求。
美國SAE標準中對燈具防塵試驗（試驗見圖5）的要求如下一步[13]：
試驗灰塵使用符合美國ASTM C-150的波特蘭水泥（即硅酸鹽水泥），使用灰塵質量為3～5kg，試驗箱體積*大2 m3，試驗周期5h，使用鼓風機或者壓縮空氣等方式使灰塵每15min攪動2～15s.[14]
2.3 汽車企業(yè)標準對防塵試驗的要求
一般來說規(guī)模和知名度比較大的汽車公司的企業(yè)標準要嚴酷于國際標準，不過具體到防塵試驗上，基本上是在本國汽車行業(yè)標準或者ISO標準的基礎上改進。
德國大眾汽車公司對汽車電器電子產(chǎn)品的通用試驗要求中對防塵試驗的要求就是引用自德是DIN40050-9標準的基本要求。
美國通用汽車公司則引用ISO 20653標準的IP防塵等級。
法國標志公司對汽車燈具的環(huán)境試驗要求中引用了SAE J575標準中防塵試驗要求，不過于點燈方式有自己的具體規(guī)定而已。
日系汽車標準基本采用JIS D0207的測試方式，其分類（圖6）和具體要求如下：
試驗灰塵統(tǒng)一采用符合JIS Z8901標準的8類或6類規(guī)格，試驗溫度和濕度為20℃±15℃和45%～85%。[15]
F類為浮塵試驗（采用圖6中左邊的設備），其工作原狀理是利用空氣壓或風扇等攪拌粉塵一定時間，使粉塵在試驗槽內(nèi)變得均勻，然后按指定時間停止。把這作為一個周期反復進行；C類為循環(huán)試驗（采用圖6中右邊的設備），其工作原理是讓指定濃度的粉塵按指定的流速循環(huán)。
F1類試驗要求等同于GB/T10485-1989標準相關要求，前面已有描述。主要適用于車燈等零部件防塵試驗。
F2類試驗采用粉塵的濃度為3g/ m3，試驗箱內(nèi)容積0.5m3以上，試驗時樣品離箱內(nèi)表面80mm以上安裝，試驗周期8h，灰塵每10min或者15min攪動2s或者5s。主要適用于各種汽車開關、雨刮等零部件防塵試驗。
F3類試驗采用粉塵的濃度為0.1g/ m3，試驗箱內(nèi)容積和試驗時樣品離箱內(nèi)表面距離不做要求，試驗周期8h，灰塵每10min或者15min攪動2s或者5s。主要適用于汽車門鎖、雨刮電機和儀表等零部件防塵試驗。
C1類試驗采用粉塵的濃度為5g/ m3，試驗箱內(nèi)容積和試驗時樣品離箱內(nèi)表面距離也不做要求，試驗周期2h，流速為5m/s。主要適用于機械組件等零部件防塵試驗。
C2類試驗采用粉塵的濃度為0.1 g/ m3，試驗箱內(nèi)容積和試驗時樣品離箱內(nèi)表面距離也不做要求，試驗周期6h，流速為10m/s。主要適用于其他汽車電器附件防塵試驗。
3 機動車零部件產(chǎn)品防塵試驗設備選型要求
綜合國內(nèi)外汽車零部件標準測試要求，可以選擇單一功能的試驗箱或者集幾種功能于一體的綜合試驗裝置。在一臺箱式綜合試驗裝置里實現(xiàn)要考慮以下問題：
不同標準規(guī)定的灰塵進行試驗時的灰塵更換問題，即試驗箱內(nèi)的灰塵能不能完全清理干凈是個關鍵問題，如果更換不同的灰塵時不能做到完全清理，對不同樣品試驗的準確性會有一定影響。
GB/T10485-1989和日本JISD0207標準中F類測試要求合并做成一套?？刂品矫鎳栏癜凑諛藴室缶涂蓾M足需要。
SAE J575標準中防塵試驗要求可在DIN 40050-9垂直吹塵方式試驗箱基礎上增加輔助裝置實現(xiàn)。
由于許多樣品測試均要通電進行，各種**防護措施顯得尤為重要。設備要滿足流量可調(diào)；轉臺速度、高度可調(diào)；溫濕度、時間可控；通、斷電方便轉換。這一臺綜合防塵試驗裝置技術含量較高，與單一功能設備相比總體上節(jié)約成本。
4 結束語
現(xiàn)在人們越來越重視IP防塵試驗對質量控制方面的作用，零部件廠給各大整車廠配套相關產(chǎn)品必須要滿足相關的標準試驗要求，世界汽車產(chǎn)業(yè)日益全球化采購，我國汽車零配件產(chǎn)業(yè)要跟上國際競爭的步伐，就必須要忠實做好自己的產(chǎn)品，在產(chǎn)品設計階段就按各種相關標準做好驗證工作，通過IP防塵試驗以及其他相關試驗發(fā)現(xiàn)問題馬上解決，企業(yè)才能立于不敗之地。
參考文獻：
[1]QC/T 413-2002汽車電氣設備基本技術條件
[2]GB/T 4942.1-2001旋轉電機外殼防護等級
[3]GB/T 4942.2-1993低壓電器外殼防護等級
[4]ISO 16750.1-2006道路車輛電氣及電子設備的環(huán)境條件和試驗 第1部分:一般規(guī)定
[5]ISO 16750.1-2003道路車輛電氣及電子設備的環(huán)境條件和試驗 第1部分:一般規(guī)定
[6]DIN 40050-9:1993 Road vehicles Degrees of protection (IP-code) protection against foreign objects, water and contact Electrical equipment
[7]ISO 20653-2006 Road vehicles Degrees of protection (IP-Code) Protection of electrical equipment against foreign objects, water and access
[8] ISO 12103-1-1997 Road vehicles
------Test dust for filter evaluation
------Part 1: Arizona test dust
[9] QC/T 417.1-2001車用電線束插接器具第1部分 定義 試驗方法和一般性能要求
[10] GB/T 10485-1989 汽車及掛車外部照明和信號裝置的基本環(huán)境試驗
[11] JIS D0207-1994自動車部品耐塵試驗方法
[12]GB/T 10485-2007 道路車輛外部照明和光信號裝置環(huán)境耐久性
[13] SAE J575-2006 總寬度小于2032mm的車輛用照明裝置和部件的試驗方法和裝備
[14]ASTM c150-2005波特蘭（硅酸鹽）水泥的技術規(guī)范
[15]JIS Z 8901-2006測試粉塵末和測試微粒
