انعكاس أشعة الشمس والسلوك الحراري لمواد السيارات من نوع دايملر PAPP PWT 7333
يصف معيار "دايملر PAPP PWT 7333 سلوك تسخين المواد"، الذي طورته شركة دايملر-بنز للسيارات، إجراءً يُستخدم لتقييم السلوك الحراري وانعكاس سطح المواد المعرضة لأشعة الشمس، وخاصةً الجلد ومكونات تنجيد المقاعد الداخلية. وباعتباره جزءًا من نظام تأهيل المواد المستخدمة في تصميمات السيارات الداخلية، يكتسب هذا المعيار أهمية خاصة في تصميمات السيارات الفاخرة، حيث تُعد راحة المقصورة، والإدارة الحرارية، وثبات اللون من عوامل الأداء الحاسمة.
Daimler PAPP PWT 7333 هي مواصفات اختبار المواد المتعلقة بما يلي:
- قياس انعكاسية السطح
- سلوك امتصاص الحرارة الشمسية
- ترتفع درجة حرارة المواد الداخلية تحت أشعة الشمس
- تقييم المواد الجلدية والألياف الجلدية.
قد ترتفع درجة حرارة المقصورة الداخلية للسيارات الحديثة بشكل مفرط عند تعرضها لأشعة الشمس المباشرة. وتمتص المواد ذات الألوان الداكنة، على وجه الخصوص، الأشعة تحت الحمراء القريبة، مما يؤدي إلى ما يلي:
- درجات حرارة سطحية عالية
- عدم راحة الركاب
- زيادة حمل تكييف الهواء
- تقادم المواد بشكل أسرع.
صُمم هذا المعيار لقياس كمية الطاقة الشمسية التي تعكسها المادة وكمية الطاقة التي تمتصها. تبقى المواد ذات الانعكاسية العالية باردةً عمومًا عند تعرضها لأشعة الشمس. تقيس طريقة الاختبار الموصوفة انعكاسية سطح المواد، عادةً في نطاق الأشعة تحت الحمراء القريبة.
تتضمن المنهجية العامة ما يلي:
- تحضير عينات المواد
- التعرض لضوء أو إشعاع تحت أحمر خاضع للتحكم.
- قياس الطاقة المنعكسة باستخدام معدات قياس الطيف الضوئي.
- حساب خصائص الانعكاس
- تقييم السلوك الحراري
تُستخدم هذه الطريقة عادةً في الحالات التالية:
- جلد
- مركبات ألياف الجلد
- مواد تأثيث داخلي
- أسطح البوليمر
- المكونات الداخلية المطلية
بشكل عام، يتم إدراج هذا المعيار جنبًا إلى جنب مع مواصفات مصنعي المعدات الأصلية للسيارات الأخرى، مثل:
- بي إم دبليو بي آر 358
- ISO 17502
- معايير مرسيدس المزدوجة
تصف العديد من المختبرات المعتمدة هذا الاختبار بأنه مشابه لقياسات انعكاس أشعة الشمس عند طول موجي للأشعة تحت الحمراء يبلغ حوالي 980 نانومتر. وهذا يشير إلى أن مصنعي السيارات يستخدمون أساليب مماثلة للتحكم في درجة حرارة المقصورة وراحة الركاب.
يشير السلوك الحراري لمواد السيارات إلى كيفية امتصاص المواد داخل السيارة وخارجها للحرارة، واحتفاظها بها، وإطلاقها عند تعرضها لأشعة الشمس أو درجات الحرارة العالية. وتُعد هذه الخاصية بالغة الأهمية في هندسة السيارات، إذ تؤثر بشكل مباشر على الراحة والسلامة والمتانة وكفاءة استهلاك الطاقة. على سبيل المثال،
- راحة الركاب: من أبرز الأسباب راحة المقصورة. فالأسطح الداخلية، كالمقاعد وعجلة القيادة ولوحة العدادات وألواح الأبواب، قد ترتفع حرارتها بشكل مفرط بعد تعرضها لأشعة الشمس. وتمتص المواد الداكنة، على وجه الخصوص، كمية أكبر من الإشعاع الشمسي. فقد تتجاوز درجة حرارة مقعد من الجلد الأسود 70 درجة مئوية تحت أشعة الشمس المباشرة. كما قد تصبح اللمسات المعدنية غير مريحة أو حتى مؤلمة عند اللمس. أما المواد ذات الانعكاسية الشمسية الأفضل، فتبقى باردة، مما يُحسّن تجربة الركاب بشكل عام.
- كفاءة الطاقة وتوفير الوقود: تتطلب الكبائن الحارة تكييف هواء أكثر قوة. وهذا يؤدي إلى:
- زيادة استهلاك الوقود في المركبات ذات محركات الاحتراق الداخلي.
- انخفاض مدى القيادة في المركبات الكهربائية.
- زيادة حمل عمل الضاغط
في السيارات الكهربائية تحديداً، قد يؤدي تبريد المقصورة إلى تقليل مدى البطارية بشكل ملحوظ أثناء القيادة في فصل الصيف. ويساعد استخدام مواد ذات امتصاص حراري أقل على:
- يقلل من الحاجة إلى التبريد.
- يزيد ذلك من كفاءة الطاقة.
- فهو يوسع نطاق المركبات الكهربائية.
متانة المواد وتلفها مع مرور الوقت: الحرارة تُسرّع من تدهور المواد. التعرض لدرجات حرارة عالية جدًا قد يُسبب ما يلي:
- تشقق الجلد
- بهتان اللون
- التشوه اللدن
- فشل الالتصاق
- هشاشة السطح
تُسبب دورات التسخين والتبريد المتكررة إجهادًا حراريًا. ويختبر المصنّعون سلوك المواد عند التسخين لضمان احتفاظها بمظهرها وقوتها الميكانيكية وملمسها وخصائص أدائها الآمنة على مدار سنوات من الاستخدام.
- اعتبارات السلامة: قد تشكل درجات الحرارة المرتفعة للأسطح مخاطر على السلامة. على سبيل المثال، قد تتسبب في حروق نتيجة سخونة أبازيم أحزمة الأمان أو عجلة القيادة، أو تؤدي إلى درجات حرارة مرتفعة بشكل خطير على الأطفال أو الحيوانات الأليفة، أو تقلل من راحة السائق وتركيزه. كما أن بعض المواد قد تطلق مركبات عضوية متطايرة (VOCs) بسرعة أكبر عند درجات الحرارة المرتفعة، مما يؤثر على جودة هواء المقصورة.
- إدارة الحرارة في المركبات الكهربائية: تعتمد المركبات الكهربائية الحديثة بشكل كبير على التصميم الحراري الفعال. على عكس مركبات البنزين، لا تستطيع المركبات الكهربائية الاستفادة بسهولة من الحرارة المهدرة من المحرك أو تحمل فقدان الطاقة المفرط في نظام التدفئة والتهوية وتكييف الهواء. لذلك،
- تُعد الأحمال الحرارية للخزائن أكثر أهمية.
- أصبحت المواد العاكسة للحرارة ذات قيمة متزايدة.
- تساهم إدارة الطاقة الشمسية في تحسين الكفاءة العامة.
لذلك، يسعى مصنعو السيارات بشكل متزايد إلى استخدام تقنيات جديدة لتوفير أصباغ عاكسة للأشعة تحت الحمراء، وطلاءات باردة الملمس، ومواد مركبة متطورة من أجل تعزيز الحماية.
- أهداف المناخ والاستدامة: يساهم خفض درجة حرارة المقصورة في تحقيق الاستدامة. انخفاض متطلبات التبريد يعني:
- انخفاض استهلاك الوقود
- انخفاض انبعاثات ثاني أكسيد الكربون
- تحسين كفاءة البطارية
- تأثير بيئي أقل
وهذا يدعم أهداف صناعة السيارات الأوسع نطاقاً المتعلقة بكفاءة الطاقة، والحد من الانبعاثات، والتنقل المستدام.
- مفهوم جودة السيارات الفاخرة: تولي مجموعة مرسيدس-بنز وغيرها من العلامات التجارية الفاخرة اهتماماً بالغاً بالراحة الحرارية، لما لها من تأثير على الجودة المتصورة. فسطح المقعد أو مسند الذراع أو عجلة القيادة الأكثر برودة يُضفي تجربة أكثر رقياً على تجربة العميل.
وختاماً، يُعدّ سلوك التسخين أمراً بالغ الأهمية لأنه يؤثر على جميع جوانب أداء المركبة وتجربة المستخدم تقريباً:
- الراحة: أسطح المقصورة أكثر برودة.
- الكفاءة: انخفاض استهلاك الطاقة لتكييف الهواء.
- المتانة: عمر أطول للمواد.
- السلامة: انخفاض خطر الإصابة بالحروق.
- أداء المركبات الكهربائية: تحسين مدى القيادة.
- الاستدامة: انخفاض الانبعاثات
مع ازدياد تطور المركبات وكهربائها، أصبحت هندسة المواد الحرارية جزءًا متزايد الأهمية في تصميم السيارات.
على مدى سنوات عديدة، دأبت مؤسستنا، بفضل كوادرها المؤهلة وذات الخبرة، على فهم احتياجات عملائها، وتوفير خدمات الاختبار المتقدمة التي تتطلبها، ومساعدتهم في إنشاء أنظمة الإدارة وتطبيقها وتحسينها. وفي هذا الإطار، نقدم أيضًا خدمات الاختبار للشركات وفقًا لمعيار دايملر PAPP PWT 7333.
