PRODUCT CLASSIFICATION
汽車(chē)輪胎作為直接接觸戶外環(huán)境的核心部件,長(zhǎng)期承受陽(yáng)光暴曬、溫度波動(dòng)與濕度侵蝕 —— 夏季路面溫度可達(dá) 60℃以上,紫外線(尤其是 UVB 波段)與可見(jiàn)光共同作用,會(huì)導(dǎo)致輪胎橡膠分子鏈斷裂,3 年使用后普通輪胎胎面裂紋率常超 30%,彈性衰減達(dá) 15%,直接影響行車(chē)安全。氙燈加速老化試驗(yàn)箱通過(guò)模擬自然全光譜(含紫外線、可見(jiàn)光、紅外線),可在 2-4 周內(nèi)完成等效戶外 1-2 年的老化測(cè)試,精準(zhǔn)驗(yàn)證輪胎橡膠的抗老化性能,為輪胎配方優(yōu)化、胎面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供關(guān)鍵數(shù)據(jù)支撐。本文從技術(shù)原理、測(cè)試規(guī)范、核心難點(diǎn)及應(yīng)用價(jià)值維度,系統(tǒng)解析其在汽車(chē)輪胎測(cè)試中的核心技術(shù)。
氙燈光源:采用 3000W 水冷式氙燈(壽命≥1000 小時(shí)),光譜分布與自然陽(yáng)光相似度達(dá) 90% 以上;配備濾光片(如 borosilicate 濾光片過(guò)濾短波紫外線,或 quartz 濾光片保留全波段),可根據(jù)測(cè)試需求選擇 “戶外暴曬" 或 “透過(guò)車(chē)窗玻璃暴曬" 的光譜模擬模式。
控溫控濕系統(tǒng):采用熱風(fēng)循環(huán)加熱 + 噴霧加濕,溫度范圍 40℃-100℃(模擬夏季路面高溫),濕度范圍 30%-95% RH(模擬雨天、露水環(huán)境);通過(guò)黑板溫度傳感器(測(cè)量樣品表面溫度)控制輪胎胎面溫度,確保與實(shí)際路面使用溫度偏差≤±3℃。
樣品固定裝置:采用可調(diào)節(jié)式輪胎夾具,可固定 14-22 英寸規(guī)格輪胎(或胎面切塊樣品),并支持 360° 緩慢旋轉(zhuǎn)(轉(zhuǎn)速 5r/h),確保輪胎表面各部位均勻受照,避免局部過(guò)度老化。
技術(shù)指標(biāo) | 要求范圍 | 對(duì)輪胎測(cè)試的意義 |
光譜范圍 | 280-800nm(全光譜覆蓋) | 還原自然陽(yáng)光對(duì)輪胎的全波段老化作用 |
輻照強(qiáng)度 | 0.5-1.5W/m2@340nm(可調(diào)) | 精準(zhǔn)控制老化速率,1W/m2 等效戶外 1 年老化 |
溫度控制范圍 | 40℃-100℃ | 模擬路面高溫,加速橡膠老化進(jìn)程 |
濕度控制范圍 | 30%-95%RH | 模擬潮濕環(huán)境,驗(yàn)證輪胎抗水老化能力 |
循環(huán)模式 | 光照 10h + 噴淋 2h(模擬晝夜 + 降雨) | 貼合自然老化規(guī)律,還原 “暴曬 - 降雨" 循環(huán) |
樣品尺寸適配 | 胎面切塊(100mm×200mm)或完整輪胎 | 滿足不同測(cè)試需求(配方研發(fā) / 成品驗(yàn)證) |
二、汽車(chē)輪胎氙燈加速老化測(cè)試的標(biāo)準(zhǔn)流程
樣品預(yù)處理:選取 3 個(gè)同批次輪胎(或從輪胎胎面均勻截取 5 塊 100mm×200mm 的橡膠樣品),清除表面污漬與胎毛;在標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境(23℃、50% RH)下放置 48 小時(shí),消除生產(chǎn)后橡膠內(nèi)部應(yīng)力對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響;測(cè)試前記錄初始性能數(shù)據(jù)(如拉伸強(qiáng)度≥18MPa、斷裂伸長(zhǎng)率≥500%、硬度 60-70 Shore A)。
設(shè)備校準(zhǔn):測(cè)試前用光譜輻射計(jì)校準(zhǔn)氙燈輻照強(qiáng)度,確保 340nm 波段強(qiáng)度偏差≤±5%;用標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)校準(zhǔn)樣品表面溫度,偏差控制在 ±2℃以內(nèi);檢查噴淋系統(tǒng),確保水霧均勻覆蓋樣品表面,無(wú)局部干區(qū)。
外觀變化:每 100 小時(shí)觀察輪胎表面是否出現(xiàn)龜裂、變色(如泛黃)、表面剝落,用裂紋深度計(jì)測(cè)量裂紋尺寸;
物理性能:測(cè)試結(jié)束后,按 ISO 37 標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試橡膠拉伸強(qiáng)度與斷裂伸長(zhǎng)率,按 GB/T 531.1 測(cè)試硬度變化;
動(dòng)態(tài)性能:對(duì)完整輪胎樣品,額外測(cè)試?yán)匣蟮臐L動(dòng)阻力(增幅≤10% 為合格)、抓地力(濕地抓地力系數(shù)衰減≤5%)。
采用 “弧形反光板 + 可調(diào)角度夾具":在樣品架兩側(cè)加裝弧形反光板,將氙燈光線反射至輪胎側(cè)面;夾具支持 ±30° 角度調(diào)節(jié),配合 360° 旋轉(zhuǎn)功能,確保輪胎表面各點(diǎn)輻照強(qiáng)度偏差控制在 ±8% 以內(nèi);
分區(qū)域測(cè)試驗(yàn)證:對(duì)胎面、胎側(cè)、胎肩分別粘貼輻照強(qiáng)度傳感器,實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)各區(qū)域強(qiáng)度,若偏差超允許范圍,自動(dòng)調(diào)整反光板角度或樣品轉(zhuǎn)速。
新增 “動(dòng)態(tài)性能關(guān)聯(lián)測(cè)試":老化測(cè)試后,將輪胎安裝在模擬行駛測(cè)試臺(tái)上,施加 500kg 載荷(等效乘用車(chē)重量),以 80km/h 速度模擬行駛 1000km,檢測(cè)胎面是否出現(xiàn)脫層、裂紋擴(kuò)展;
引入 “老化 - 疲勞耦合測(cè)試":在氙燈老化循環(huán)中,每 200 小時(shí)穿插一次動(dòng)態(tài)疲勞測(cè)試(模擬輪胎顛簸路況),驗(yàn)證老化與疲勞共同作用下的性能穩(wěn)定性。
采用 “雙溫區(qū)控溫":將箱內(nèi)環(huán)境溫度與樣品表面溫度分開(kāi)控制,環(huán)境溫度設(shè)定為 65-80℃,通過(guò)樣品表面熱電偶實(shí)時(shí)反饋,調(diào)整氙燈紅外線輸出功率,確保橡膠表面溫度不超 90℃;
對(duì)比空白試驗(yàn):同時(shí)設(shè)置 “僅高溫?zé)o氙燈" 的空白對(duì)照組,測(cè)試結(jié)束后對(duì)比兩組樣品的性能差異,剔除單純熱損傷對(duì)結(jié)果的干擾。
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