汽車開發(fā)中的整車可靠性試驗(yàn)研究

張?jiān)滦恰●T曉通

摘 要：隨著經(jīng)濟(jì)社會與科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，人們生活質(zhì)量得到一個(gè)質(zhì)的提升。汽車成為了人們?nèi)粘３鲂械闹匾ぞ咧弧Ｆ囬_發(fā)過程中，整車可靠性試驗(yàn)可謂是十分重要的一環(huán)節(jié)，主要是對整車可靠性進(jìn)行有效試驗(yàn)，以此確保整車性能。如何有效驗(yàn)證汽車在整個(gè)設(shè)計(jì)生命周期內(nèi)的可靠性已然成為了當(dāng)前有關(guān)研究人員最為值得深入思考的問題。本文從道路試驗(yàn)、試車場道路試驗(yàn)等多個(gè)方面進(jìn)行汽車可靠性試驗(yàn)以及整體可靠性試驗(yàn)，以此為汽車開發(fā)中整車可靠性試驗(yàn)提供一些具有參考價(jià)值的建議。

關(guān)鍵詞：汽車開發(fā)；整車可靠性；試驗(yàn)

所謂整車可靠性試驗(yàn)，主要是對整車設(shè)計(jì)成果通過一系列試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證其可靠性，以此確保汽車在整個(gè)設(shè)計(jì)生命周期內(nèi)的可靠性。當(dāng)下按照汽車使用年限而言，汽車開發(fā)中的可靠性試驗(yàn)考核周期通常為十年或者是十幾萬公里，并且考核零件涉及到諸多行業(yè)，例如金屬、電子以及橡膠等。與此同時(shí)，由于汽車使用條件較為復(fù)雜，諸如高溫、高寒以及高海拔等，在整車試驗(yàn)過程中，也需要重視該方面的試驗(yàn)。為此，在整車可靠性試驗(yàn)過程中，則需要選擇多種場地開展試驗(yàn)，以此確保試驗(yàn)的有效性。鑒于此，本文對“汽車開發(fā)中的整車可靠性試驗(yàn)”進(jìn)行更深層次的分析具有極為重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1.汽車開發(fā)中的整車可靠性試驗(yàn)種類分析

現(xiàn)如今，汽車數(shù)量不斷增多。為給人們提供一個(gè)安全、舒適的行車環(huán)境，則需要對汽車整車進(jìn)行必要的可靠性試驗(yàn)，以此確保汽車整體性能的優(yōu)越性。當(dāng)下汽車開發(fā)中的整車可靠性試驗(yàn)主要分為四類。分別是道路試驗(yàn)、試車場道路試驗(yàn)、環(huán)境可靠性試驗(yàn)以及虛擬試驗(yàn)[1]。汽車開發(fā)中的整車可靠性試驗(yàn)，之所以需要進(jìn)行多種場地的試驗(yàn)，是因?yàn)槠囆枰熊嚟h(huán)境具有復(fù)雜性，例如高溫、高寒以及高海拔等。與此同時(shí)，汽車整體涉及到諸多行業(yè)，例如金屬、電子以及橡膠等。為此在實(shí)際可靠性試驗(yàn)過程中，則需要選擇不同的地點(diǎn)進(jìn)行相關(guān)可靠性試驗(yàn)，以此確保整車可靠性試驗(yàn)的有效性。

2.汽車開發(fā)中的整車可靠性試驗(yàn)分析

由上述分析可知，汽車開發(fā)中的整車可靠性試驗(yàn)，需要進(jìn)行多場地試驗(yàn)，以此確保試驗(yàn)的有效性。接下來，對整車可靠性試驗(yàn)加以具體分析。

2.1道路試驗(yàn)分析

汽車開發(fā)中的整車可靠性試驗(yàn)當(dāng)中，常用的試驗(yàn)方式便是道路試驗(yàn)。按照道路的不同，則可以劃分為試車場道路試驗(yàn)與公共道路試驗(yàn)兩種類型。所謂試車場道路試驗(yàn)，主要是在汽車試驗(yàn)專用車道，相關(guān)工作人員嚴(yán)格按照規(guī)定試驗(yàn)規(guī)范駕駛，以此驗(yàn)證汽車在設(shè)計(jì)周期內(nèi)實(shí)際使用過程中的可靠性[2]。值得注意的是在此過程中，駕駛一定要嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范，以此確保試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。試車場道路主要有卵石路、比利時(shí)路、破損路以及標(biāo)準(zhǔn)波道等，以上各種典型道路便能夠重現(xiàn)汽車行駛過程中遇到的各種路面，從而在試車場道路上進(jìn)行相關(guān)試驗(yàn)，便可以切實(shí)模仿真實(shí)道路情況，從而有助于確?？煽啃栽囼?yàn)結(jié)果的有效性。每家汽車企業(yè)均有著自己不同的試驗(yàn)規(guī)范，試驗(yàn)規(guī)范的制定一般由目標(biāo)市場中的目標(biāo)客戶實(shí)際使用情況，篩選出其中代表大部分客戶的最惡劣的行駛情況，從而在試車場通過特定的車速與循環(huán)數(shù)量，重現(xiàn)上述工況，同時(shí)需要累計(jì)汽車考核周期內(nèi)使用條件下的可靠性積累，以此有效提升整車可靠性試驗(yàn)的有效性[3]。當(dāng)下市場發(fā)展迅速，汽車企業(yè)為有效提升市場核心競爭力，就需要加快新產(chǎn)品的開發(fā)進(jìn)度，從而就需要縮短試驗(yàn)周期，進(jìn)而在試驗(yàn)場可靠性試驗(yàn)的一公里可靠性行駛設(shè)置為等效客戶在實(shí)際使用環(huán)境下4公里甚至更高的可靠性。

所謂公共道路試驗(yàn)，主要是指車輛在公共道路上按照駕駛?cè)藛T一般的駕駛習(xí)慣，同時(shí)按照產(chǎn)品實(shí)際使用情況下的在山路、農(nóng)村公路、城市道路、國道、省道以及高速路等典型道路上形式里程[4]。與此同時(shí)，在試驗(yàn)過程中，還會結(jié)合汽車產(chǎn)品的銷售區(qū)域，具體為優(yōu)先選擇銷售量比較大的區(qū)域的路面特征。然而公共道路試驗(yàn)所需要的時(shí)間較長，并且所需要的試驗(yàn)成本較高，最為主要的是在公共道路上試驗(yàn)具有諸多不可控危險(xiǎn)。

2.2模擬道路試驗(yàn)分析

所謂模擬道路試驗(yàn)，主要是指通過相關(guān)人員采集汽車在各種道路上執(zhí)行道路靠性試驗(yàn)規(guī)范時(shí)，四個(gè)車輪的力或者是扭矩作為輸入與基準(zhǔn)，之后將上述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為道路模擬機(jī)所需液壓伺服系統(tǒng)的驅(qū)動程序，重現(xiàn)汽車在相應(yīng)的道路試驗(yàn)規(guī)范中受力或者是扭矩的情況。值得注意的是在實(shí)際模式測試過程中，還需要選擇其他關(guān)鍵硬點(diǎn)的應(yīng)力，作為參考基準(zhǔn)，這樣便于提升模擬道路試驗(yàn)與實(shí)際道路試驗(yàn)的關(guān)聯(lián)度。

道路模擬試驗(yàn)臺架早期設(shè)置4個(gè)通道，為此實(shí)際模擬過程中，只能選擇不同路面試驗(yàn)垂直載荷造成的疲勞損傷，試驗(yàn)結(jié)果與道路試驗(yàn)的關(guān)聯(lián)度較差?，F(xiàn)如今，試驗(yàn)臺架增加為16個(gè)通道，便于測試車輪縱向、垂直以及側(cè)向三個(gè)方向的受力情況。這樣一來，便可以對整個(gè)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行全面分析，從而有助于提升整車可靠性試驗(yàn)的有效性。

2.3虛擬試驗(yàn)分析

所謂虛擬試驗(yàn)，主要是借助現(xiàn)代技術(shù)在汽車開發(fā)中的一項(xiàng)應(yīng)用，將整車結(jié)構(gòu)搭建為一個(gè)混合多體動力學(xué)理論模型，將道路試驗(yàn)中的典型路面以及行駛工況作為輸入條件，同時(shí)需要結(jié)合各種零部件材料的疲勞數(shù)據(jù)預(yù)測其使用年限。虛擬試驗(yàn)主要具有試驗(yàn)周期短、不需要制造物理樣車等優(yōu)勢，在科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的背景下，在汽車開發(fā)中整車可靠性試驗(yàn)中得到了廣泛的應(yīng)用[5]。試驗(yàn)過程具體為在設(shè)計(jì)初期需要收集好汽車整車相關(guān)數(shù)據(jù)，便于及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在問題，從而有助于下一步的優(yōu)化。值得注意的是虛擬試驗(yàn)注重虛擬技術(shù)的應(yīng)用，為此在具體的應(yīng)用過程中，則需要該汽車企業(yè)具有一定的資質(zhì)，才能確保虛擬試驗(yàn)數(shù)據(jù)的有效性。

2.4環(huán)境可靠性試驗(yàn)分析

上述可靠性試驗(yàn)，均是考核道路環(huán)境對汽車可靠性的影響。然而一個(gè)完整的可靠性試驗(yàn)，則需要綜合考慮各種氣候環(huán)境的影響，例如溫度、濕度以及氣壓等。除此之外，汽車可靠性試驗(yàn)還需要進(jìn)行不同季節(jié)試驗(yàn)與腐蝕試驗(yàn)等。只有經(jīng)過了全面的可靠性試驗(yàn)，才能確保汽車整體性能。夏季試驗(yàn)，主要是將汽車暴露在高溫高濕的環(huán)境下，一段時(shí)間之后，對汽車各零部件性能的分析，以此判斷汽車整體結(jié)構(gòu)的可靠性。通常情況下，環(huán)境溫度設(shè)置在35攝氏度以上，以此有效檢驗(yàn)汽車?yán)鋮s系統(tǒng)以及汽車內(nèi)飾等各構(gòu)件的耐高溫情況。縱觀我國地理環(huán)境與氣候情況，可以得出一個(gè)結(jié)論便是海南汽車試驗(yàn)場最佳。具體而言，海南汽車試驗(yàn)場處于熱帶季風(fēng)氣候區(qū)北源，年均降雨量2米多一點(diǎn)，年平均輻射量為每平方118.99千卡，并且全年沒有雪天氣，年平均溫度處于24攝氏度左右，極端溫度可以達(dá)到39攝氏度，汽車中的電子元器件、油液等在高溫條件下均會發(fā)生物理特性的變化。冬季試驗(yàn)，主要是將汽車放置在零下30攝氏度以下的低溫或者是冰雪環(huán)境當(dāng)中。冬季試驗(yàn)所選擇的地點(diǎn)，通常選擇在我國黑龍江地區(qū)，該地區(qū)的主要特點(diǎn)便是常年處于雪天氣，溫度一直保持在零下，極端溫度可達(dá)零下50度。為此，在黑龍江選擇冬季試驗(yàn)，能夠有效提升汽車冬季可靠性試驗(yàn)的有效性。腐蝕試驗(yàn)，主要是通過人工配比的不同濃度的鹽水來模擬汽車實(shí)際使用過程中所受到的電化學(xué)腐蝕，同時(shí)利用高溫高濕環(huán)境艙加速腐蝕過程。

3.結(jié)語

綜上所述，汽車開發(fā)過程中整車試驗(yàn)的主要目的在于及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中存在的問題。為此，有必要在整車可靠性試驗(yàn)過程中，增強(qiáng)與實(shí)際環(huán)境的關(guān)聯(lián)性，以此增強(qiáng)整車可靠性試驗(yàn)的有效性。

參考文獻(xiàn)：

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