汽車“三高”環(huán)境適應(yīng)性試驗(yàn)開發(fā)和驗(yàn)證

程源，劉培培，趙林平，盧生林，徐有忠

（1.奇瑞汽車股份有限公司，安徽蕪湖 241000；2.安徽德孚轉(zhuǎn)向系統(tǒng)股份有限公司，安徽蕪湖 241000）

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汽車“三高”環(huán)境適應(yīng)性試驗(yàn)開發(fā)和驗(yàn)證

程源1，劉培培2，趙林平1，盧生林1，徐有忠1

（1.奇瑞汽車股份有限公司，安徽蕪湖 241000；2.安徽德孚轉(zhuǎn)向系統(tǒng)股份有限公司，安徽蕪湖 241000）

摘要：汽車環(huán)境適應(yīng)性試驗(yàn)作為整車試驗(yàn)開發(fā)和驗(yàn)證中一個不可缺少的環(huán)節(jié)，已受到國內(nèi)外汽車生產(chǎn)廠家的重視。文中介紹了汽車環(huán)境適應(yīng)性試驗(yàn)的概念，說明了環(huán)境適應(yīng)性試驗(yàn)的目的和試驗(yàn)類型，重點(diǎn)介紹了“三高”（高原、高溫、高寒）環(huán)境適應(yīng)性試驗(yàn)的主要試驗(yàn)地點(diǎn)及試驗(yàn)開發(fā)和驗(yàn)證項(xiàng)目；通過對比國外環(huán)境適應(yīng)性試驗(yàn)的測試地點(diǎn)和氣候環(huán)境，說明了國內(nèi)測試地點(diǎn)的合理性；最后說明了環(huán)境適應(yīng)性試驗(yàn)在試驗(yàn)開發(fā)中的重要性。

關(guān)鍵詞：汽車；環(huán)境適應(yīng)性試驗(yàn)；高原試驗(yàn)；高溫試驗(yàn)；高寒試驗(yàn)；開發(fā)和驗(yàn)證

隨著汽車技術(shù)及行業(yè)的日益發(fā)展，汽車的綜合性能越來越受到汽車廠家的重視。中國是一個地大物博、幅員遼闊的國家，因跨緯度較廣，距海遠(yuǎn)近差距較大，加之地勢高低不同，地形類型及山脈走向多樣，形成了多種多樣的地域和氣候特點(diǎn)。汽車在不同地域和氣候環(huán)境下其相關(guān)性能會發(fā)生變化，如汽車的非金屬件、橡膠件、燃油和潤滑油等容易受到高、低溫環(huán)境的影響，汽車的動力性能、駕駛性能和制動性能容易受到海拔高度的影響，進(jìn)行汽車環(huán)境適應(yīng)性試驗(yàn)開發(fā)和驗(yàn)證非常重要且有必要。

1　汽車環(huán)境適應(yīng)性試驗(yàn)簡介

1.1環(huán)境適應(yīng)性試驗(yàn)概念

在汽車開發(fā)過程中，因?yàn)榈赜蚝蜌夂颦h(huán)境等因素的影響，汽車的相關(guān)性能可能會發(fā)生變化。為了避免這些情況的發(fā)生，同時(shí)保證汽車在各種環(huán)境下的綜合性能，汽車廠家通過在各種環(huán)境下開展汽車性能測試和驗(yàn)證確保汽車的綜合性能，這樣的測試稱之為汽車環(huán)境適應(yīng)性試驗(yàn)。

1.2環(huán)境適應(yīng)性試驗(yàn)?zāi)康?/p>

在各種極端環(huán)境條件下，通過對整車、系統(tǒng)及零部件進(jìn)行性能開發(fā)階段的測試、驗(yàn)證及相應(yīng)的主觀評價(jià)，發(fā)現(xiàn)容易受環(huán)境影響的潛在的和已存在的問題并加以解決，提高汽車在各種環(huán)境下的綜合性能，滿足用戶在各種環(huán)境下的使用需求，最終達(dá)到令用戶滿意的目的。

1.3環(huán)境適應(yīng)性試驗(yàn)類型

根據(jù)中國地域和氣候環(huán)境特點(diǎn)，環(huán)境適應(yīng)性試驗(yàn)一般包括高溫、低溫、高海拔、低海拔、干燥、潮濕、淋雨、冰雪、沙漠、防塵和腐蝕性等極端環(huán)境下的測試。為了充分測試和驗(yàn)證汽車在各種環(huán)境下的綜合性能，提升產(chǎn)品的質(zhì)量和用戶的滿意度，在汽車上市之前，一般都要經(jīng)歷這些與環(huán)境相關(guān)的試驗(yàn)。在這些環(huán)境性試驗(yàn)中，大氣溫度、空氣濕度和海拔高度對汽車綜合性能的影響較大。因此，許多汽車制造和生產(chǎn)廠家都在汽車開發(fā)過程中或上市之前開展高溫、高原、高寒即“三高”環(huán)境適應(yīng)性試驗(yàn)，對車輛的綜合性能進(jìn)行測試和驗(yàn)證。

2　“三高”環(huán)境適應(yīng)性試驗(yàn)開發(fā)與驗(yàn)證要點(diǎn)

2.1高原環(huán)境適應(yīng)性試驗(yàn)開發(fā)

2.1.1高原環(huán)境介紹

中國高原地區(qū)面積廣闊，海拔1 000 m以上的地區(qū)占國土面積的58%，海拔2 000 m以上的地區(qū)占國土面積33%以上，有延綿數(shù)千公里的高原覆蓋區(qū)域。在中國的四大高原中，青藏高原的平均海拔為4 000～5 000 m，是世界海拔最高的高原，有“世界屋脊”和“第三極”之稱。因此，高原試驗(yàn)一般在青藏高原開展，所選擇的海拔在4 500 m左右。但因?yàn)榍嗖馗咴窌蛳卵┤曛兄挥邪肽甑臅r(shí)間允許通行，有些汽車廠家會在青藏公路不利于汽車高原環(huán)境試驗(yàn)時(shí)選擇在云貴高原海拔4 200 m左右的地區(qū)進(jìn)行汽車測試。

2.1.2高原環(huán)境主要測試地點(diǎn)選擇

高原環(huán)境適應(yīng)性試驗(yàn)主要測試地點(diǎn)為青海昆侖山口（海拔4 768 m）或云南白茫雪山（海拔4 210 m）。

2.1.3高原環(huán)境特點(diǎn)對整車的影響

高原地區(qū)環(huán)境由于海拔高、空氣稀薄、大氣壓力低，會造成發(fā)動機(jī)的動力性能下降，燃油經(jīng)濟(jì)性變差，起動性能也會受到海拔高低的影響。因?yàn)楦咴h(huán)境空氣含氧量稀薄，同樣會導(dǎo)致真空助力器中的真空度不足，從而影響制動性能，主要表現(xiàn)為制動踏板力變大、制動距離變長、整車的制動效果變差。在高原環(huán)境中，由于海拔高度不斷變化，會對自動變速箱的換擋時(shí)機(jī)、換擋質(zhì)量和換擋策略提出更高的要求。這些都需要在高原環(huán)境中進(jìn)行測試和驗(yàn)證。

2.1.4高原環(huán)境試驗(yàn)開發(fā)與驗(yàn)證要點(diǎn)

高原環(huán)境試驗(yàn)開發(fā)與驗(yàn)證要點(diǎn)包括整車的動力性、經(jīng)濟(jì)性、駕駛性、制動性和自動變速箱的換擋及冷機(jī)起動等性能。

2.2高溫環(huán)境適應(yīng)性試驗(yàn)開發(fā)

2.2.1高溫環(huán)境介紹

吐魯番屬于獨(dú)特的暖溫帶大陸性干旱荒漠氣候。因地處盆地之中，四周高山環(huán)抱，增熱迅速、散熱慢，形成了日照長、氣溫高、降水少等特點(diǎn)，素有“火洲”之稱。一年之中，7月份最為酷熱，氣溫達(dá)到35～50℃。因此，高溫試驗(yàn)一般在吐魯番進(jìn)行，時(shí)間在7月份左右。

三亞位于海南的最南端，地處低緯度，屬于典型的熱帶海洋性季風(fēng)氣候。許多汽車廠家也會在7月份在三亞進(jìn)行高溫、濕熱適應(yīng)性試驗(yàn)，考察汽車的相關(guān)性能。

2.2.2高溫環(huán)境主要測試地點(diǎn)選擇

高溫環(huán)境適應(yīng)性試驗(yàn)主要測試地點(diǎn)為新疆吐魯番或海南三亞。

2.2.3高溫環(huán)境特點(diǎn)對整車的影響

高溫和濕熱環(huán)境下，溫度上升很快，且不容易降低，高溫環(huán)境對汽車空調(diào)的降溫性能是一個巨大的考驗(yàn)。如何讓車輛在高溫環(huán)境下迅速降溫，并保持在一個相對舒適的溫度，是空調(diào)系統(tǒng)需要重點(diǎn)考慮的。同時(shí)在高溫環(huán)境下，由于進(jìn)氣溫度和燃油溫度上升，會影響發(fā)動機(jī)的輸出功率，進(jìn)而影響整車的動力性。在高溫環(huán)境下持續(xù)行駛，也是對整車、系統(tǒng)和零部件、橡膠件和塑料件耐熱性能的考驗(yàn)，同時(shí)還要驗(yàn)證這些橡膠件、塑料件和內(nèi)飾件在高溫環(huán)境下是否會散發(fā)出讓人難以忍受的氣味。

2.2.4高溫環(huán)境試驗(yàn)開發(fā)與驗(yàn)證要點(diǎn)

高溫環(huán)境試驗(yàn)開發(fā)與驗(yàn)證要點(diǎn)包括整車的動力性、舒適性、耐熱性、內(nèi)飾件氣味和空調(diào)的降溫及冷機(jī)起動等性能。

2.3高寒環(huán)境適應(yīng)性試驗(yàn)開發(fā)

2.3.1高寒環(huán)境介紹

漠河縣位于中國版圖的最北部、黑龍江省最北端，屬于寒溫帶大陸性氣候，是中國緯度最高、氣溫最低的地區(qū)。因此，漠河是國內(nèi)汽車廠家進(jìn)行汽車高寒環(huán)境試驗(yàn)場地。但漠河位于大興安嶺北麓，進(jìn)出漠河的交通不是非常便利，且漠河的寒帶試驗(yàn)場地配套設(shè)施不是非常完善，許多汽車廠家也會選擇在黑河進(jìn)行寒帶試驗(yàn)測試。黑河位于中國東北邊陲，屬于寒溫帶大陸性季風(fēng)氣候，臨近冷空氣發(fā)源地西伯利亞大草原，氣溫達(dá)到-25～-40℃，加上黑河交通便利，每年冬季會建有專門的汽車測試場地，故黑河逐漸成為汽車廠家高寒環(huán)境測試的一個熱門地點(diǎn)。與此同時(shí)，與黑河差不多緯度的內(nèi)蒙古呼倫貝爾牙克石也逐漸形成了冬季汽車測試的氛圍和場地。2008年博世集團(tuán)在此建立了“博世（呼倫貝爾）汽車測試技術(shù)中心”，該測試中心成為博世集團(tuán)在全球范圍內(nèi)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)最高的冬季試車測試場。

2.3.2高寒環(huán)境主要測試地點(diǎn)選擇

高寒環(huán)境適應(yīng)性試驗(yàn)主要測試地點(diǎn)為黑龍江漠河、黑河或內(nèi)蒙古牙克石。

2.3.3高寒環(huán)境特點(diǎn)對整車的影響

由于高寒環(huán)境下氣溫較低，對發(fā)動機(jī)是一個很大的考驗(yàn)，尤其是發(fā)動機(jī)的低溫冷機(jī)起動性能，通過高寒環(huán)境適應(yīng)性試驗(yàn)可了解汽車能否在高寒環(huán)境下正常起動。在驗(yàn)證低溫冷起動性能之后，需測試在低溫環(huán)境下的起步性能及冷機(jī)駕駛性能。因?yàn)楦吆h(huán)境的特殊性，同時(shí)需要對整車的采暖性能、整車車內(nèi)除霜、除霧及通風(fēng)性能進(jìn)行測試；還需要對橡膠件、塑料件的耐低溫性能進(jìn)行測試，對受氣溫變化影響的潤滑油和油脂的功能進(jìn)行測試和驗(yàn)證，對電加熱座椅、雨刮器、玻璃升降、觸屏按鍵等系統(tǒng)的功能和附件的功能進(jìn)行測試，確認(rèn)受溫度影響后的相關(guān)功能是否能正常運(yùn)行。

2.3.4高寒環(huán)境試驗(yàn)開發(fā)與驗(yàn)證要點(diǎn)

高寒環(huán)境試驗(yàn)開發(fā)與驗(yàn)證要點(diǎn)包括整車的低溫冷機(jī)起動性能、駕駛性、整車的采暖、除霜、除霧和通風(fēng)、橡膠件、塑料件、燃油和潤滑油脂的耐低溫等性能及相關(guān)附件的功能。此外，在高寒環(huán)境下，還需要對汽車的制動性能、ABS、ESP等專項(xiàng)性能進(jìn)行匹配、試驗(yàn)和驗(yàn)證，在不同附著系數(shù)下對整車的制動性能進(jìn)行測試；也需要對輪胎的抓地性能進(jìn)行試驗(yàn)，特別是冬季輪胎的性能測試和驗(yàn)證，這也是各輪胎廠家開發(fā)冬季輪胎必須經(jīng)過的測試。

3　國內(nèi)外“三高”環(huán)境適應(yīng)性試驗(yàn)地點(diǎn)和試驗(yàn)條件對比（見表1）

從表1來看，文中所選擇的國內(nèi)“三高”環(huán)境適應(yīng)性試驗(yàn)地點(diǎn)和試驗(yàn)條件達(dá)到了國內(nèi)外環(huán)境適應(yīng)性試驗(yàn)的要求。

表1　國內(nèi)外“三高”試驗(yàn)主要試驗(yàn)地點(diǎn)和試驗(yàn)條件對比

4　結(jié)語

隨著科技和技術(shù)的日益進(jìn)步，汽車的使用日益廣泛，汽車已不再是一件簡單的代步工具，客戶也不再只是簡單地關(guān)注汽車的功能，而是對汽車的性能，特別是汽車的綜合性能提出了更加嚴(yán)格的要求，要求其滿足在各種不同環(huán)境下的使用要求。因此，汽車環(huán)境適應(yīng)性試驗(yàn)，特別是“高原、高溫、高寒”試驗(yàn)作為檢驗(yàn)汽車綜合性能的一個重要手段，日益受到國內(nèi)汽車生產(chǎn)廠家的重視，相信在后續(xù)車輛開發(fā)過程中也將會起著更加重要的作用。

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中圖分類號：U461.7

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號：1671-2668（2016）03-0011-03

收稿日期：2016-01-03