งานวิจัยเกี่ยวกับหลักการทดสอบและการประยุกต์ใช้เครื่องทดสอบการเผาไหม้วัสดุภายในรถยนต์

นามธรรม
วัสดุภายในรถยนต์เป็นสื่อกลางหลักที่ทำให้ไฟลุกลามอย่างรวดเร็วภายในรถ และประสิทธิภาพในการหน่วงไฟของวัสดุเหล่านั้นเป็นตัวกำหนดความปลอดภัยในการหนีออกจากรถของผู้ขับขี่และผู้โดยสารโดยตรง เครื่องทดสอบการเผาไหม้ของวัสดุภายในรถยนต์ สามารถจำลองสถานการณ์เปลวไฟเปิดภายในยานพาหนะ ควบคุมตัวแปรหลักสามตัวได้อย่างแม่นยำ ได้แก่ ความสูงของเปลวไฟ ระยะเวลาการเผาไหม้ และมุมการวางตัวอย่าง และวัดตัวชี้วัดสำคัญเชิงปริมาณ เช่น อัตราการเผาไหม้ของวัสดุ ความยาวของการลุกลามของเปลวไฟ และประสิทธิภาพการดับไฟเอง รวมถึงความเสี่ยงของการจุดติดไฟซ้ำที่เกิดจากการหยดของวัสดุหลอมเหลว LISUN ZRS-4H บทความนี้ศึกษาโครงสร้างของอุปกรณ์ทดสอบการเผาไหม้ภายในรถยนต์ โดยเน้นที่โครงสร้าง หลักการทดสอบ และขั้นตอนการทดสอบมาตรฐาน เมื่อนำข้อมูลการทดสอบจริงมาเปรียบเทียบคุณลักษณะการเผาไหม้ของวัสดุภายในรถยนต์ชนิดต่างๆ และวิเคราะห์คุณค่าการใช้งานของอุปกรณ์ในอุตสาหกรรมการผลิตรถยนต์ การทดสอบโดยบุคคลที่สาม และระบบขนส่งทางราง ซึ่งจะเป็นประโยชน์อย่างยิ่งต่อการวิจัยและพัฒนาวัสดุภายในรถยนต์ที่ทนไฟและการทดสอบการปฏิบัติตามมาตรฐาน

ฮิต: ความรู้เบื้องต้น
ด้วยการขยายตัวอย่างรวดเร็วของอุตสาหกรรมยานยนต์พลังงานใหม่ การบริโภคพลาสติก ฟองน้ำ ผ้า หนัง และวัสดุตกแต่งภายในรถยนต์อื่นๆ จึงเพิ่มสูงขึ้นอย่างต่อเนื่อง และความเสี่ยงจากไฟไหม้ของวัสดุภายในรถยนต์ที่เกิดจากการชนกันของรถยนต์และการเกิดความร้อนสูงเกินไปของแบตเตอรี่ได้รับความสนใจอย่างกว้างขวาง มาตรฐานบังคับของจีน GB 8410-2006 กำหนดไว้อย่างชัดเจนว่า อัตราการติดไฟของวัสดุภายในรถยนต์ต้องไม่เกิน 100 มม./นาที และชิ้นส่วนภายในรถยนต์ที่ผลิตจำนวนมากทั้งหมดต้องผ่านการทดสอบความไวไฟก่อนวางจำหน่ายในตลาด

อุปกรณ์การเผาไหม้แบบง่ายทั่วไปประสบปัญหาเรื่องความสูงของเปลวไฟที่ไม่คงที่ ความแม่นยำของจังหวะเวลาต่ำ และการรบกวนของกระแสลมโดยรอบต่อข้อมูลการทดสอบ ซึ่งไม่สามารถตอบสนองความต้องการการทดสอบพร้อมกันของมาตรฐานภายในประเทศและสากลหลายมาตรฐาน เช่น ISO 3795, FMVSS 302 และ ASTM D5132 ได้ เครื่องทดสอบการเผาไหม้วัสดุภายในรถยนต์ (LISUN ZRS-4Hเครื่องมือนี้ใช้ห้องเผาไหม้แบบปิดที่ผสานรวม ระบบควบคุมเปลวไฟแบบปรับเทียบคู่ และโมดูลจับเวลาความแม่นยำสูง เพื่อดำเนินการกระบวนการทั้งหมดโดยอัตโนมัติ ตั้งแต่การจุดไฟ การพ่นเปลวไฟ การจับเวลา และการตัดสินการเผาไหม้ ช่วยขจัดสิ่งรบกวนจากสิ่งแวดล้อม และทำให้การทดสอบประสิทธิภาพการหน่วงไฟสำหรับวัสดุภายในต่างๆ เป็นไปอย่างได้มาตรฐาน จึงเป็นอุปกรณ์ทดสอบหลักสำหรับการตรวจสอบความปลอดภัยของยานยนต์

2. โครงสร้างอุปกรณ์และพารามิเตอร์หลักของ LISUN ZRS-4H เครื่องทดสอบการเผาไหม้ของวัสดุภายในรถยนต์
2.1 การออกแบบโครงสร้างโดยรวม
ZRS-4H เครื่องทดสอบการเผาไหม้วัสดุภายในรถยนต์ หรือที่เรียกว่า เครื่องทดสอบการเผาไหม้วัสดุภายในรถยนต์ (Automotive Interior Materials Burning Tester) ประกอบด้วย ตู้เผาไหม้แบบปิดกันลม อุปกรณ์ยึดชิ้นงานปรับได้ 30° หัวเผาแก๊สโพรเพนแบบผสม ระบบสอบเทียบการไหลของแก๊ส โมดูลจับเวลาดิจิทัลหลายช่อง หน่วยตรวจสอบอุณหภูมิ หน้าต่างสังเกตการณ์ทนความร้อน และถังเก็บกากของเสีย ตู้เผาไหม้มีขนาด 1000×500×800 มม. พร้อมฉนวนกันความร้อนและชั้นกันลมในตัว และมีช่องระบายควันด้านข้างสำหรับเชื่อมต่อท่อเพื่อระบายก๊าซไอเสียจากการเผาไหม้ หน้าต่างสังเกตการณ์ทนความร้อนแบบล็อคได้ติดตั้งอยู่ที่แผงด้านหน้าเพื่อให้สามารถสังเกตการลุกลามของเปลวไฟ การหยดของวัสดุหลอมเหลว และกระบวนการดับไฟได้อย่างเต็มที่

แผงควบคุมประกอบด้วยปุ่มสำหรับสตาร์ทเครื่อง จ่ายแก๊ส จุดระเบิด และปรับตั้งเวลา หน้าจอแสดงผลดิจิทัลอิสระสามจอแสดงเวลาการเกิดเปลวไฟ เวลาการลุกไหม้ต่อเนื่อง และอุณหภูมิของเปลวไฟแบบเรียลไทม์ ความสูงของเปลวไฟสามารถปรับเทียบได้สองครั้งโดยใช้เครื่องวัดการไหลและเครื่องชั่งเพื่อให้คงที่ที่ 20±2 มม. และอุณหภูมิของเปลวไฟที่ระยะ 20 มม. เหนือหัวฉีดสามารถรักษาให้อยู่เหนือ 820 ℃ ได้อย่างเสถียร ซึ่งตรงตามข้อกำหนดด้านความเข้มของความร้อนของมาตรฐานการทดสอบความไวไฟภายในรถยนต์ระดับโลกอย่างครบถ้วน

2.2 พารามิเตอร์ทางเทคนิคหลัก
ตัวอย่างจะถูกยึดด้วยอุปกรณ์โลหะที่มีมุมทดสอบมาตรฐาน 30° ข้อกำหนดมาตรฐานของตัวอย่างคือ 356±2 มม. × 100±2 มม. โดยมีความหนา ≤13 มม. เข้ากันได้กับวัสดุภายในส่วนใหญ่ รวมถึงหนังหุ้มเบาะ ผ้าบุฝ้าเพดาน พลาสติกแผงประตู และพรมปูพื้นแบบโฟม ใช้ก๊าซโพรเพนที่มีความบริสุทธิ์ ≥95% เป็นเชื้อเพลิง โดยสามารถปรับอัตราการไหลได้ตั้งแต่ 0.1 ถึง 1 ลิตร/นาที เวลาควบคุมการเผาไหม้สามารถปรับได้อย่างต่อเนื่องตั้งแต่ 0 ถึง 999.9 วินาที โดยมีเวลาการใช้งานเปลวไฟมาตรฐาน 15 วินาที รองรับการจุดไฟอัตโนมัติและการตัดเปลวไฟอัตโนมัติ มีมาตรวัดความละเอียด 1 มม. เพื่อบันทึกระยะการลุกลามของเปลวไฟ และในขณะเดียวกันก็ตรวจสอบว่าสำลีดูดซับที่อยู่ห่างจากตัวอย่าง 300 มม. ติดไฟจากหยดหลอมเหลวหรือไม่ เพื่อให้สามารถประเมินความเสี่ยงการลุกลามของไฟทุติยภูมิของวัสดุได้อย่างครบถ้วน

2.3 ระบบมาตรฐานที่ใช้บังคับ
เครื่องทดสอบการทนไฟของวัสดุภายในรถยนต์นี้ ครอบคลุมมาตรฐานการหน่วงไฟหลักทั้งในและต่างประเทศสำหรับวัสดุภายในรถยนต์ ได้แก่ มาตรฐานภายในประเทศ GB 8410-2006 และ GB/T 27904-2011; มาตรฐานสากล FMVSS 302, ISO 3795 และ ASTM D5132; มาตรฐานระบบขนส่งทางราง BS 6853 และ DIN 75200 สามารถตอบสนองความต้องการการทดสอบของรถยนต์นั่งส่วนบุคคล รถยนต์เพื่อการพาณิชย์ รถไฟความเร็วสูง และยานพาหนะพิเศษได้พร้อมกัน และสนับสนุนงานทดสอบของห้องปฏิบัติการรับรองจากภายนอก เช่น CCC, TÜV และ SGS

3. หลักการทดสอบและขั้นตอนการทดสอบมาตรฐานของเครื่องทดสอบการเผาไหม้วัสดุภายในรถยนต์
3.1 หลักการทดสอบหลัก
เครื่องทดสอบการเผาไหม้วัสดุภายในรถยนต์จำลองสถานการณ์การติดไฟของเปลวไฟขนาดเล็กภายในรถยนต์ ตัวอย่างจะถูกยึดไว้ที่มุมเอียง 30° และปลายอิสระของตัวอย่างจะถูกเผาด้วยเปลวไฟโพรเพนที่มีความสูงและอุณหภูมิคงที่เป็นเวลา 15 วินาที หลังจากนำแหล่งกำเนิดไฟออกแล้ว ตัวชี้วัดหลักสามตัวจะถูกบันทึกอย่างต่อเนื่อง:
• ความยาวของเปลวไฟ: ระยะทางทั้งหมดที่เปลวไฟแผ่ขยายจากจุดติดไฟไปจนถึงปลายชิ้นงาน
• ระยะเวลาการดับไฟเอง: ระยะเวลาที่วัสดุยังคงลุกไหม้ต่อไปจนกว่าจะดับสนิทหลังจากนำแหล่งกำเนิดไฟออกไปแล้ว
• อัตราการเผาไหม้: คำนวณจากสูตร V=60L/T (L คือระยะทางการเผาไหม้ในหน่วยมิลลิเมตร, T คือเวลาการเผาไหม้ทั้งหมดในหน่วยวินาที) โดยมีหน่วยเป็นมิลลิเมตร/นาที และค่ามาตรฐานแห่งชาติกำหนดไว้ที่ 100 มิลลิเมตร/นาที

ในขณะเดียวกัน จะมีการสังเกตการณ์แบบพร้อมกันเพื่อตรวจสอบว่าหยดของเหลวที่หลอมเหลวจะจุดไฟเผาสำลีดูดซับที่อยู่ด้านล่างหรือไม่ หากเกิดการจุดไฟ วัสดุนั้นจะถูกตัดสินว่าไม่ผ่านเกณฑ์สำหรับการประเมินความเสี่ยงในการลุกลามของไฟรอง โครงสร้างกันลมแบบปิดจะแยกการไหลของอากาศภายนอกเพื่อให้แน่ใจว่ารูปร่างของเปลวไฟคงที่ และโมดูลจับเวลาจะมีความแม่นยำถึง 0.1 วินาที เพื่อขจัดข้อผิดพลาดในการจับเวลาด้วยตนเองและรับประกันความสามารถในการทำซ้ำและความถูกต้องของข้อมูลการทดสอบ

3.2 ขั้นตอนการปฏิบัติงานทดสอบมาตรฐาน
• การเตรียมตัวอย่าง: นำตัวอย่างมาตรฐานที่ตัดแล้วไปวางไว้ในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิ 23 ℃±2 ℃ และความชื้นสัมพัทธ์ 45%~55% เป็นเวลา 24 ชั่วโมง เพื่อขจัดผลกระทบของอุณหภูมิและความชื้นต่อประสิทธิภาพการเผาไหม้
• การปรับเทียบอุปกรณ์: ต่อถังแก๊สโพรเพน ปรับมิเตอร์วัดการไหลเพื่อปรับเทียบความสูงของเปลวไฟให้เป็น 20±2 มม. อุ่นหัวเผาเป็นเวลา 1 นาที และตรวจสอบให้แน่ใจว่าอุณหภูมิของเปลวไฟคงที่อยู่เหนือ 820 ℃
• การยึดตัวอย่าง: ยึดตัวอย่างบนแท่นโลหะทำมุม 30° ดันเข้าไปในตู้เผาไหม้และปิดประตูให้สนิท จากนั้นวางสำลีดูดซับลงในถังเก็บตัวอย่างที่ระดับ 300 มม. ใต้ตัวอย่าง
• การทดสอบการจุดไฟอัตโนมัติ: ตั้งระยะเวลาการจุดไฟเป็น 15 วินาที และเริ่มการทำงานของอุปกรณ์เพื่อจุดไฟอัตโนมัติ เปลวไฟจะสัมผัสกับปลายอิสระของชิ้นงานทดสอบและดับลงโดยอัตโนมัติหลังจาก 15 วินาที อุปกรณ์จะบันทึกเวลาที่เปลวไฟยังคงลุกไหม้และระยะการลุกลามของเปลวไฟไปพร้อมกัน
• การบันทึกข้อมูลและการประเมินผล: หลังจากเปลวไฟดับสนิทแล้ว ให้บันทึกระยะการเผไหม้และเวลาการเผไหม้ทั้งหมด คำนวณอัตราการเผไหม้ บันทึกสภาวะการติดไฟของหยดโลหะหลอมเหลว และประเมินระดับคุณสมบัติเทียบกับมาตรฐานที่เกี่ยวข้อง

เครื่องทดสอบการเผาไหม้วัสดุตกแต่งภายในรถยนต์ ZRS-4H

4. ข้อมูลการทดสอบจริงอ้างอิงจาก LISUN ZRS-4H เครื่องทดสอบการเผาไหม้ของวัสดุภายในรถยนต์
วัสดุตกแต่งภายในรถยนต์หลัก 4 ชนิดถูกทดสอบพร้อมกันโดยใช้เครื่องทดสอบการเผาไหม้วัสดุตกแต่งภายในรถยนต์ โดยแต่ละกลุ่มมีตัวอย่าง 5 ชิ้น เพื่อหาค่าเฉลี่ย สภาพแวดล้อมการทดสอบคืออุณหภูมิ 23 องศาเซลเซียส ความชื้น 50% และระยะเวลาการให้เปลวไฟ 15 วินาที ข้อมูลการทดสอบแสดงในตารางที่ 1
ตารางที่ 1 ผลการทดสอบสมรรถนะการเผาไหม้ของวัสดุตกแต่งภายในรถยนต์ชนิดต่างๆ (ZRS-4H ผู้ทดสอบมาตรฐาน GB 8410-2006)

จากข้อมูลการทดสอบพบว่า หนังและผ้าที่ดัดแปลงให้ทนไฟมีระยะการลามไฟสั้น ดับไฟได้เร็ว และไม่มีความเสี่ยงต่อการลุกไหม้ซ้ำ ซึ่งเป็นไปตามมาตรฐานแห่งชาติ ส่วนพลาสติก PP และโฟม EVA ที่ไม่ได้ดัดแปลงนั้น มีระยะการลามไฟยาว และหยดของเหลวที่หลอมเหลวมีโอกาสสูงที่จะติดไฟผ้าฝ้ายดูดซับ ทำให้เกิดอันตรายจากไฟไหม้อย่างมาก ผู้ผลิตรถยนต์สามารถใช้เครื่องทดสอบการเผาไหม้วัสดุภายในรถยนต์เพื่อคัดกรองวัตถุดิบเป็นชุดๆ ปรับสูตรสารหน่วงไฟให้เหมาะสม และลดความเสี่ยงจากไฟไหม้ภายในตั้งแต่ต้นเหตุ

5 ตัวอย่างการประยุกต์ใช้เครื่องทดสอบการเผาไหม้วัสดุภายในรถยนต์ในอุตสาหกรรม
5.1 การตรวจสอบคุณภาพสำหรับรถยนต์สำเร็จรูปและการผลิตชิ้นส่วนภายใน
ผู้ผลิตรถยนต์หลายราย รวมถึง BYD, Volkswagen และ Tesla ต่างนำมาใช้ LISUN ZRS-4H เครื่องทดสอบการเผาไหม้ของวัสดุภายในรถยนต์ ใช้สำหรับการตรวจสอบตัวอย่างชิ้นส่วนขาเข้า โดยทำการทดสอบความไวไฟเป็นประจำกับผ้าหุ้มเบาะ แผงหน้าปัด และช่องระบายอากาศพลาสติกของระบบปรับอากาศ เพื่อป้องกันไม่ให้วัสดุภายในที่ไม่ได้มาตรฐานเข้าสู่สายการผลิต ผู้ผลิตชิ้นส่วนภายในใช้เครื่องมือนี้เพื่อปรับปรุงสารเคลือบหน่วงไฟและสูตรพลาสติกที่ดัดแปลง และปรับอัตราส่วนการเติมสารหน่วงไฟสำหรับวัสดุโฟม เพื่อรักษาระดับอัตราการเผาไหม้ของผลิตภัณฑ์ให้คงที่

5.2 สถาบันทดสอบและรับรองจากภายนอก
ห้องปฏิบัติการทดสอบ เช่น SGS, CQC และ TÜV ใช้เครื่องมือนี้ในการออกรายงานการทดสอบการปฏิบัติตามมาตรฐาน โดยดำเนินการรับรองยานยนต์ตามมาตรฐาน CCC ภายในประเทศ และ ECE, EPA ระหว่างประเทศ ตามมาตรฐาน GB 8410 และ FMVSS 302 เพื่อให้ข้อมูลที่ถูกต้องสำหรับการส่งออกผลิตภัณฑ์ภายในรถยนต์ เครื่องมือเพียงเครื่องเดียวรองรับการทดสอบหลายมาตรฐานพร้อมกัน และช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการทดสอบได้อย่างมาก

5.3 การตรวจสอบระบบขนส่งทางรางและยานพาหนะพิเศษ
สำหรับแผงภายในของรถไฟความเร็วสูงและรถไฟฟ้าใต้ดิน ตลอดจนภายในของรถบ้านและยานพาหนะใช้งานพิเศษพลังงานใหม่ จะมีการทดสอบตามมาตรฐาน BS 6853 และ DIN 75200 เพื่อประเมินความสามารถในการหน่วงไฟของภายในภายใต้สภาวะการเกิดความร้อนสูงเกินจากแบตเตอรี่และสภาพแวดล้อมภายในตู้โดยสารที่ปิดสนิท และเพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนดด้านการป้องกันอัคคีภัยที่เข้มงวดสำหรับการขนส่งทางราง

ข้อสรุป 6
การขอ เครื่องทดสอบการเผาไหม้ของวัสดุภายในรถยนต์ (LISUN ZRS-4Hเครื่องมือนี้ (ชื่อเครื่องมือ) อาศัยระบบเปลวไฟที่ควบคุมได้อย่างแม่นยำ โครงสร้างปิดกันลม และฟังก์ชันการเก็บข้อมูลเวลาอัตโนมัติอย่างสมบูรณ์ เพื่อจำลองสถานการณ์การเผาไหม้ของเปลวไฟในห้องโดยสารรถยนต์ได้อย่างเสถียร และวัดตัวชี้วัดการหน่วงไฟหลักสามประการได้อย่างแม่นยำ ได้แก่ อัตราการเผาไหม้ ความยาวของการลามของเปลวไฟ และประสิทธิภาพการดับไฟเอง ซึ่งช่วยเอาชนะข้อเสียของอุปกรณ์ทดสอบแบบดั้งเดิม เช่น ข้อมูลการทดสอบที่ไม่แน่นอน การใช้งานที่ซับซ้อน และความเข้ากันได้กับมาตรฐานเพียงมาตรฐานเดียว

ข้อมูลการทดสอบจริงยืนยันว่าอุปกรณ์สามารถแยกแยะความแตกต่างของการเผาไหม้ระหว่างวัสดุภายในที่ดัดแปลงให้ทนไฟและวัสดุภายในทั่วไปได้อย่างชัดเจน และผลการทดสอบทั้งหมดเป็นไปตามมาตรฐานความปลอดภัยของยานยนต์ทั้งในประเทศและต่างประเทศอย่างครบถ้วน สามารถนำไปประยุกต์ใช้ได้อย่างกว้างขวางในอุตสาหกรรมการผลิตยานยนต์ การวิจัยและพัฒนาวัสดุ การทดสอบโดยบุคคลที่สาม ระบบขนส่งทางราง และสาขาอื่นๆ สอดคล้องกับแนวโน้มการยกระดับความปลอดภัยของยานยนต์พลังงานใหม่ เครื่องทดสอบการเผาไหม้วัสดุภายในรถยนต์ที่นำเสนอโดย... ZRS-4H จะกลายเป็นอุปกรณ์ทดสอบหลักที่ขาดไม่ได้สำหรับการประเมินประสิทธิภาพการหน่วงไฟของวัสดุภายในรถยนต์ ซึ่งจะให้การสนับสนุนทางเทคนิคที่เชื่อถือได้สำหรับการป้องกันอัคคีภัยในรถยนต์และการปกป้องชีวิตของผู้ขับขี่และผู้โดยสาร