Investigación sobre el principio de ensayo y la aplicación del probador de combustión de materiales para interiores de automóviles

Resumen
Los materiales del interior de los automóviles son el principal medio para la rápida propagación del fuego dentro de los vehículos, y su rendimiento ignífugo determina directamente la seguridad de escape de conductores y pasajeros. Probador de combustión de materiales para interiores de automóviles Puede simular escenarios de llama abierta dentro de vehículos, controlar con precisión tres variables principales, incluyendo la altura de la llama, la duración de la combustión y el ángulo de colocación de la muestra, y medir cuantitativamente indicadores clave como la velocidad de combustión del material, la longitud de propagación de la llama y el rendimiento de autoextinción, así como los riesgos de ignición secundaria causados ​​por el goteo de material fundido. LISUN ZRS-4H Este artículo, que toma como objeto de estudio un aparato de ensayo de combustión para interiores de automóviles, describe su estructura, principio de ensayo y procedimientos estandarizados. Se comparan las características de combustión de diferentes materiales interiores con datos reales de ensayo y se analiza la utilidad del equipo en la fabricación de vehículos, ensayos por terceros y el transporte ferroviario. Proporciona una referencia técnica para la investigación y el desarrollo de materiales ignífugos para interiores de automóviles y ensayos de conformidad.

1 Introducción
Con la rápida expansión de la industria de vehículos de nueva energía, el consumo de plástico, espuma, tela, cuero y otros materiales para el interior de los vehículos sigue aumentando, y los riesgos de incendio de estos materiales, causados ​​por colisiones y sobrecalentamiento de las baterías, han generado gran preocupación. La norma china obligatoria GB 8410-2006 estipula claramente que la velocidad de combustión de los materiales del interior de los automóviles no debe superar los 100 mm/min, y todas las piezas del interior de los automóviles producidas en masa deben superar la prueba de inflamabilidad antes de su comercialización.

Los dispositivos de combustión simples convencionales sufren de altura de llama inestable, baja precisión de tiempo e interferencia del flujo de aire ambiente en los datos de prueba, que no cumplen con los requisitos de prueba simultánea de múltiples normas nacionales e internacionales como ISO 3795, FMVSS 302 y ASTM D5132. El probador de combustión de materiales para interiores de automóviles (LISUN ZRS-4HEste sistema incorpora una cámara de combustión cerrada integrada, un sistema de control de llama de doble calibración y un módulo de sincronización de alta precisión para completar automáticamente todo el proceso de ignición, aplicación de la llama, sincronización y evaluación de la combustión. Elimina las interferencias ambientales y permite realizar pruebas estandarizadas de resistencia al fuego para diversos materiales interiores, convirtiéndose así en el equipo de prueba fundamental para la inspección de seguridad automotriz.

2 Estructura del equipo y parámetros principales de LISUN ZRS-4H Probador de combustión de materiales para interiores de automóviles
2.1 Diseño estructural general
ZRS-4H El aparato de prueba de combustión para interiores de automóviles, denominado Probador de Combustión de Materiales para Interiores de Automóviles, se compone de una cámara de combustión cerrada y resistente al viento, un soporte de muestra ajustable a 30°, un quemador de premezcla de propano, un sistema de calibración de flujo de gas, un módulo de temporización digital multicanal, una unidad de monitoreo de temperatura, una ventana de observación resistente a altas temperaturas y un tanque de recolección de residuos. La cámara de combustión mide 1000 × 500 × 800 mm e incorpora aislamiento térmico y capas resistentes al viento. En el lateral se reserva una interfaz de escape de humos para conectar tuberías para la descarga de gases de combustión. En el panel frontal se instala una ventana de observación resistente a altas temperaturas con cerradura para facilitar la observación completa de la propagación de la llama, el goteo del material fundido y los procesos de autoextinción.

El panel de control integra botones para el arranque, el suministro de gas, el encendido y el ajuste del tiempo. Tres pantallas digitales independientes muestran, respectivamente, el tiempo de aplicación de la llama, el tiempo de postcombustión y la temperatura de la llama en tiempo real. La altura de la llama se puede calibrar mediante un caudalímetro y una escala para estabilizarla en 20 ± 2 mm, y la temperatura de la llama a 20 mm por encima de la boquilla se mantiene estable por encima de 820 °C, cumpliendo plenamente los requisitos de intensidad térmica de las principales normas internacionales de ensayo de inflamabilidad para interiores de automóviles.

2.2 Parámetros técnicos básicos
Las muestras se fijan mediante soportes metálicos con un ángulo de prueba estándar de 30°. La especificación unificada de la muestra es de 356±2 mm × 100±2 mm con un espesor ≤13 mm, compatible con la mayoría de los materiales interiores, incluyendo cuero de asientos, tela de techo, plástico de paneles de puertas y alfombrillas de espuma. Se utiliza gas propano con una pureza ≥95% como combustible, con un caudal ajustable de 0.1 a 1 L/min. El tiempo de control de combustión es continuamente ajustable de 0 a 999.9 s con un tiempo de aplicación de llama estándar de 15 s, compatible con encendido automático y apagado automático de la llama. Se incorpora una escala graduada con una precisión de 1 mm para registrar la distancia de propagación de la llama y, simultáneamente, determinar si el algodón absorbente situado a 300 mm por debajo de la muestra se incendia por gotas fundidas, para así restaurar completamente el riesgo de propagación secundaria del fuego de los materiales.

2.3 Sistema estándar aplicable
Este probador de combustión de materiales para interiores de automóviles abarca las principales normas nacionales e internacionales de resistencia al fuego para interiores de vehículos: normas nacionales GB 8410-2006 y GB/T 27904-2011; normas internacionales FMVSS 302, ISO 3795 y ASTM D5132; y normas de transporte ferroviario BS 6853 y DIN 75200. Puede satisfacer simultáneamente las necesidades de ensayo de vehículos de pasajeros, vehículos comerciales, trenes de alta velocidad y vehículos especiales, y respaldar el trabajo de ensayo de laboratorios de certificación de terceros como CCC, TÜV y SGS.

3. Principio de ensayo y procedimientos de ensayo estándar del probador de combustión de materiales para interiores de automóviles
3.1 Principio fundamental de las pruebas
El probador de combustión de materiales para interiores de automóviles simula el escenario de ignición de pequeñas llamas abiertas dentro de los vehículos. La muestra se fija en un ángulo de inclinación de 30°, y su extremo libre se quema con una llama de propano de altura y temperatura constantes durante 15 s. Después de retirar la fuente de fuego, se registran continuamente tres indicadores clave:
• Longitud de propagación de la llama: la distancia total que se extiende la llama desde el punto de ignición hasta el final de la muestra;
• Tiempo de autoextinción: duración durante la cual el material continúa ardiendo hasta extinguirse por completo después de retirar la fuente de fuego;
• Velocidad de combustión: calculada mediante la fórmula V=60L/T (donde L representa la distancia de combustión en mm y T el tiempo total de combustión en s), con la unidad de mm/min y el límite estándar nacional de 100 mm/min.

Mientras tanto, se realiza una observación simultánea para comprobar si las gotas fundidas incendian el algodón absorbente de la base. Si se produce la ignición, el material se considera directamente no apto para evaluar el riesgo de propagación secundaria del fuego. La estructura cerrada a prueba de viento aísla el flujo de aire externo para garantizar una morfología de llama estable, y el módulo de temporización alcanza una precisión de 0.1 s para eliminar los errores de temporización manual y garantizar la repetibilidad y exactitud de los datos de la prueba.

3.2 Procedimientos estándar de operación de pruebas
• Acondicionamiento previo de la muestra: Las muestras estándar cortadas se colocan en un ambiente de 23 ℃ ± 2 ℃ y una humedad relativa del 45 % al 55 % durante 24 h para eliminar la interferencia de la temperatura y la humedad en el rendimiento de la combustión.
• Calibración del equipo: Conecte el cilindro de propano, ajuste el caudalímetro para calibrar la altura de la llama a 20±2 mm, precaliente el quemador durante 1 minuto y confirme que la temperatura de la llama se estabilice por encima de 820 ℃.
• Sujeción de la muestra: Fije la muestra en el soporte metálico de 30°, introdúzcala en la cámara de combustión y cierre la puerta de sellado; a continuación, coloque algodón absorbente en el depósito de recogida, 300 mm por debajo de la muestra.
• Prueba de aplicación automática de llama: Ajuste la duración de la ignición a 15 s e inicie el equipo para la ignición automática. La llama entra en contacto con el extremo libre de la muestra y se apaga automáticamente después de 15 s. El equipo registra sincrónicamente el tiempo de postcombustión y la distancia de propagación de la llama.
• Registro y evaluación de datos: Una vez extinguida completamente la llama, lea la distancia de combustión y el tiempo total de combustión, calcule la velocidad de combustión, registre la condición de ignición de la gota fundida y evalúe el nivel de calificación según las normas pertinentes.

Probador de quema de material interior del coche ZRS-4H

4 Datos de prueba reales basados ​​en LISUN ZRS-4H Probador de combustión de materiales para interiores de automóviles
Se prueban simultáneamente cuatro materiales comunes para interiores de automóviles con el probador de combustión de materiales para interiores de automóviles, con 5 muestras en cada grupo para obtener valores promedio. El entorno de prueba es de 23 °C con una humedad del 50 % y un tiempo de aplicación de la llama de 15 s. Los datos de la prueba se muestran en la Tabla 1.
Tabla 1 Resultados de las pruebas de rendimiento de combustión de diferentes materiales para interiores de automóviles (ZRS-4H Probador, estándar GB 8410-2006)

Los datos de las pruebas demuestran que el cuero y la tela modificados con retardantes de llama presentan una corta distancia de propagación de la llama, una rápida autoextinción y ausencia de riesgo de ignición secundaria, cumpliendo así con los requisitos de las normas nacionales. El plástico PP y la espuma EVA sin modificar tienen una gran distancia de combustión, y sus gotas fundidas son altamente propensas a incendiar el algodón absorbente, lo que representa un grave riesgo de incendio. Los fabricantes de vehículos pueden utilizar el probador de combustión de materiales para interiores de automóviles para evaluar las materias primas por lotes, optimizar las fórmulas ignífugas y reducir los riesgos de incendio internos desde su origen.

5 escenarios de aplicación industrial del probador de combustión de materiales para interiores de automóviles
5.1 Inspección de calidad para la producción de vehículos completos y piezas interiores
Los fabricantes de vehículos, incluidos BYD, Volkswagen y Tesla, adoptan LISUN ZRS-4H El analizador de inflamabilidad de materiales para interiores de automóviles se utiliza para la inspección de muestras de entrada de piezas, realizando pruebas de inflamabilidad periódicas en telas de asientos, revestimientos de paneles de instrumentos y salidas de aire de plástico del aire acondicionado para evitar que materiales interiores no aptos ingresen a las líneas de producción. Los proveedores de interiores utilizan este equipo para optimizar los recubrimientos ignífugos y las fórmulas de plásticos modificados, y ajustar la proporción de adición de retardantes de llama en materiales espumados para estabilizar los indicadores de velocidad de combustión de los productos.

5.2 Instituciones de ensayo y certificación de terceros
Laboratorios de ensayo como SGS, CQC y TÜV utilizan este equipo para emitir informes de pruebas de conformidad, completando las certificaciones nacionales CCC e internacionales ECE y EPA para vehículos, de acuerdo con las normas GB 8410 y FMVSS 302, con el fin de proporcionar datos que respalden la exportación de productos para interiores. Una sola unidad permite realizar pruebas en paralelo según múltiples normas y mejora considerablemente la eficiencia de las pruebas.

5.3 Inspección de vehículos ferroviarios y especiales
Para los paneles interiores de trenes de alta velocidad y metros, así como para los interiores de vehículos recreativos y vehículos especiales de nueva energía, se realizan pruebas de acuerdo con las normas BS 6853 y DIN 75200 para evaluar la capacidad ignífuga de los interiores en condiciones de sobrecalentamiento de la batería y en entornos de vagones cerrados, y para cumplir con las estrictas especificaciones de protección contra incendios para el transporte ferroviario.

Conclusión 6
El Probador de combustión de materiales para interiores de automóviles (LISUN ZRS-4HEste sistema se basa en un sistema de llama de control preciso, una estructura cerrada a prueba de viento y una función de adquisición de tiempo totalmente automática para simular de forma estable escenarios de combustión con llama abierta en interiores de automóviles y medir con precisión tres indicadores clave de resistencia a la llama: velocidad de combustión, longitud de propagación de la llama y capacidad de autoextinción. Supera las limitaciones de los equipos de prueba tradicionales, como la volatilidad de los datos, la complejidad de su funcionamiento y la compatibilidad con un solo estándar.

Los datos de las pruebas reales verifican que el equipo puede distinguir claramente las diferencias de combustión entre materiales interiores modificados con retardante de llama y materiales interiores ordinarios, y todos los resultados de las pruebas cumplen plenamente con las normas de seguridad vehicular nacionales e internacionales. Es ampliamente aplicable a la fabricación completa de vehículos, investigación y desarrollo de materiales, pruebas de terceros, transporte ferroviario y otros campos. Frente a la tendencia de mejora de la seguridad para vehículos de nueva energía, el probador de combustión de materiales interiores automotrices representado por ZRS-4H Se convertirá en un equipo de prueba fundamental e indispensable para evaluar el rendimiento ignífugo de los materiales interiores, proporcionando un apoyo técnico fiable para la prevención de incendios en vehículos y la protección de la vida de conductores y pasajeros.