汽車環(huán)境適應(yīng)性試驗(yàn)綜述

劉偉建 任麗敏 盧宗寶 郭偉

摘 要：環(huán)境適應(yīng)性作為現(xiàn)代汽車的重要性能越來越受到重視，隨著汽車環(huán)境試驗(yàn)技術(shù)的進(jìn)步，汽車環(huán)境適應(yīng)性試驗(yàn)也得到了飛速的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：汽車；環(huán)境適應(yīng)性；試驗(yàn)技術(shù)；模擬試驗(yàn)

汽車是一種在露天的環(huán)境下不斷工作的交通工具，在戶外的環(huán)境中，就會(huì)面臨著高低溫、光照、風(fēng)沙等不同的環(huán)境，甚至很多時(shí)候需要在惡劣環(huán)境中長期工作，這些環(huán)境會(huì)對(duì)汽車的壽命以及性能造成嚴(yán)重的影響，甚至?xí)屍嚨囊恍┕δ苁?。因此，環(huán)境適應(yīng)性如今是汽車性能的重要考察方面。

一、汽車環(huán)境適應(yīng)性

環(huán)境適應(yīng)性在GJB4239中的定義是裝備在壽命的預(yù)期內(nèi)，在各類環(huán)境條件的作用下，實(shí)現(xiàn)預(yù)定功能以及性能并不受到破壞的能力，這是裝備的一種質(zhì)量特性。環(huán)境適應(yīng)性對(duì)汽車來說是重要的方面，直接決定著汽車是否具備足夠的環(huán)境適應(yīng)性。若是汽車生產(chǎn)完成，環(huán)境適應(yīng)性也就是固定下來了，不同的環(huán)境對(duì)產(chǎn)品有著不同的作用機(jī)理，對(duì)環(huán)境適應(yīng)性進(jìn)行準(zhǔn)確表述，還是有著一定的難度，環(huán)境適應(yīng)性通常來說是要求在產(chǎn)品研制中，對(duì)環(huán)境適應(yīng)性進(jìn)行明確和定位，需要汽車在一定的條件下保持良好的運(yùn)行，不會(huì)受到損壞。各類性能可以保持正常的參數(shù)。國內(nèi)的地域非常遼闊，在不同的地區(qū)有著不同的氣候環(huán)境，不同的地理?xiàng)l件下往往也是有著不同的地域特征，汽車在各類環(huán)境的相互作用下，往往性能以及壽命都是會(huì)受到一定的影響，長期的作用下，對(duì)環(huán)境適應(yīng)性造成一定影響的氣候因素，主要是氣溫、氣壓、輻射、風(fēng)沙以及溫度。

二、汽車環(huán)境適應(yīng)性試驗(yàn)類型

汽車環(huán)境適應(yīng)性試驗(yàn)是在自然或人工模擬環(huán)境中，對(duì)與環(huán)境密切相關(guān)的汽車材料、總成與零部件以及整車進(jìn)行的環(huán)境試驗(yàn)。通過特定環(huán)境條件下的試驗(yàn)，測(cè)量汽車各項(xiàng)性能參數(shù)的變化規(guī)律，并檢驗(yàn)是否符合設(shè)計(jì)要求，從而對(duì)汽車在各種環(huán)境條件下的適應(yīng)能力進(jìn)行評(píng)價(jià)。依據(jù)試驗(yàn)?zāi)康摹⒃囼?yàn)場(chǎng)所和試驗(yàn)條件，汽車環(huán)境適應(yīng)性試驗(yàn)可以分為汽車氣候老化試驗(yàn)、地區(qū)環(huán)境適應(yīng)性試驗(yàn)、電磁環(huán)境適應(yīng)性試驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)室環(huán)境模擬試驗(yàn)等。

1.汽車氣候老化試驗(yàn)。汽車氣候老化試驗(yàn)是將汽車長期暴露在典型自然環(huán)境中，研究汽車氣候老化的演變規(guī)律，驗(yàn)證與評(píng)價(jià)汽車整車、零部件及材料在典型大氣環(huán)境條件下的耐候性和穩(wěn)定性。進(jìn)行氣候老化試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)根據(jù)汽車可能遇到的各種自然環(huán)境，確定試驗(yàn)的場(chǎng)地和時(shí)間，以及試驗(yàn)的材料、構(gòu)件、部件和設(shè)備等。根據(jù)我國實(shí)際氣候環(huán)境條件，應(yīng)著重考慮的典型嚴(yán)酷自然環(huán)境有寒冷環(huán)境、濕熱環(huán)境、高原環(huán)境、干熱沙漠環(huán)境。自然氣候老化試驗(yàn)。自然氣候老化試驗(yàn)也稱為自然環(huán)境暴露試驗(yàn)，它是一種將材料和產(chǎn)品長期暴露于某種自然環(huán)境中，以確定該種自然環(huán)境對(duì)材料和產(chǎn)品老化影響的試驗(yàn)。自然氣候老化試驗(yàn)通?？梢苑譃橹苯颖┞对囼?yàn)、太陽跟蹤聚光暴露試驗(yàn)和特殊暴露試驗(yàn)。老化試驗(yàn)的典型氣候。世界各地的氣候存在很大的差異，選擇適當(dāng)?shù)淖匀画h(huán)境條件進(jìn)行試驗(yàn)非常重要。美國經(jīng)過長期的研究發(fā)現(xiàn)，亞熱帶氣候與干熱沙漠氣候具有廣泛的代表性，在這兩種典型自然環(huán)境下進(jìn)行氣候老化試驗(yàn)，老化效果明顯。某型汽車正在進(jìn)行自然環(huán)境暴露試驗(yàn)，如圖1所示。

圖1汽車自然環(huán)境暴露試驗(yàn)

2.地區(qū)環(huán)境適應(yīng)性試驗(yàn)?，F(xiàn)代汽車應(yīng)滿足全天候、多地域復(fù)雜自然環(huán)境條件下的使用要求。因此，必須在實(shí)際使用環(huán)境條件下或者極端自然環(huán)境條件下，考察汽車的耐環(huán)境能力以及正常工作的能力。汽車地區(qū)環(huán)境適應(yīng)性試驗(yàn)也稱為使用環(huán)境試驗(yàn)，目的是確定汽車在實(shí)際使用過程中，各種自然環(huán)境對(duì)其性能產(chǎn)生的影響。汽車地區(qū)環(huán)境適應(yīng)性試驗(yàn)是考核、驗(yàn)證和研究汽車環(huán)境適應(yīng)性的重要手段，在汽車的研制、生產(chǎn)和使用階段均有廣泛的應(yīng)用。地區(qū)環(huán)境適應(yīng)性試驗(yàn)一般考核低溫、高溫、高原、濕熱、戈壁、沙漠、淋雨、冰雪、鹽霧等各種大氣環(huán)境條件對(duì)汽車性能的影響。在進(jìn)行地區(qū)環(huán)境適應(yīng)性試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)針對(duì)不同的試驗(yàn)環(huán)境條件，制定試驗(yàn)大綱，明確試驗(yàn)條件、測(cè)量參數(shù)、試驗(yàn)方法以及環(huán)境失效判據(jù)等。試驗(yàn)結(jié)束后，應(yīng)提交使用環(huán)境試驗(yàn)報(bào)告，并針對(duì)不同類型的汽車，確定使用環(huán)境及要求。

3.電磁環(huán)境適應(yīng)性試驗(yàn)。汽車的電磁兼容性（EM C）是指汽車及零部件或獨(dú)立技術(shù)單元在電磁環(huán)境中能可靠工作，不對(duì)該環(huán)境中任何事物造成不應(yīng)有的電磁干擾的能力。隨著現(xiàn)代電子技術(shù)在汽車上的廣泛應(yīng)用，汽車性能得到提升的同時(shí)其電磁敏感性也愈發(fā)明顯。汽車電磁兼容性對(duì)于現(xiàn)代汽車和軍用車輛至關(guān)重要，它關(guān)系到汽車的安全性、排放控制的有效性、節(jié)能的有效性、智能控制的可靠性以及軍用車輛的作戰(zhàn)效能和生存能力等?，F(xiàn)代戰(zhàn)場(chǎng)的電磁環(huán)境空前復(fù)雜，靜電、雷電、電磁輻射、電磁脈沖等各種自然的或人為的效應(yīng)交互作用。軍用車輛裝備作為重要的作戰(zhàn)平臺(tái)，必然受到戰(zhàn)場(chǎng)復(fù)雜電磁環(huán)境的影響，使其生存與工作面臨嚴(yán)重的威脅。汽車電磁環(huán)境適應(yīng)性試驗(yàn)就是通過對(duì)靜電參數(shù)、電磁兼容性的測(cè)試來衡量汽車及元器件的抗電磁干擾能力。汽車電磁環(huán)境適應(yīng)性試驗(yàn)一般分為以下幾個(gè)等級(jí)進(jìn)行：整車電磁輻射騷擾試驗(yàn)、整車輻射抗擾性試驗(yàn)（抗外界電磁騷擾、抗車內(nèi)電磁騷擾）、整車及零部件靜電放電試驗(yàn)、電氣部件的騷擾試驗(yàn)、電子部件或電子控制系統(tǒng)的電磁抗擾試驗(yàn)。

4.實(shí)驗(yàn)室模擬環(huán)境試驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)室模擬環(huán)境試驗(yàn)也稱為人工模擬環(huán)境試驗(yàn)，是指在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)按規(guī)定的環(huán)境條件和負(fù)載條件進(jìn)行的環(huán)境試驗(yàn)，按其目的可分為環(huán)境適應(yīng)性研制試驗(yàn)、環(huán)境響應(yīng)特性調(diào)查試驗(yàn)、安全性環(huán)境試驗(yàn)、環(huán)境鑒定試驗(yàn)、環(huán)境驗(yàn)收和環(huán)境例行試驗(yàn)等。汽車環(huán)境模擬實(shí)驗(yàn)室可以模擬汽車在道路上行駛的氣候條件（風(fēng)速、溫度、濕度、氣壓、日照、淋雨等）和汽車運(yùn)行狀態(tài)（車速、行駛阻力、冷熱負(fù)荷、振動(dòng)等），以測(cè)定整車、總成與零部件的實(shí)車運(yùn)行情況。在環(huán)境模擬實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行整車、總成、零部件及材料試驗(yàn)具有不受地區(qū)、季節(jié)及時(shí)間限制，可復(fù)現(xiàn)自然條件、模擬極限環(huán)境條件，可在相同環(huán)境條件下多次重復(fù)試驗(yàn)，便于評(píng)估和詳細(xì)分析試驗(yàn)數(shù)據(jù)等優(yōu)點(diǎn)。

5.汽車環(huán)境試驗(yàn)仿真技術(shù)。隨著環(huán)境對(duì)汽車影響的廣泛深入，以及汽車的結(jié)構(gòu)和技術(shù)日趨復(fù)雜，汽車環(huán)境適應(yīng)性試驗(yàn)工作量和難度越來越大。汽車環(huán)境適應(yīng)性試驗(yàn)不僅組織實(shí)施困難，而且需要高額的經(jīng)費(fèi)支持，很多試驗(yàn)項(xiàng)目難以在實(shí)驗(yàn)室或試驗(yàn)場(chǎng)進(jìn)行。環(huán)境試驗(yàn)仿真技術(shù)作為一種經(jīng)濟(jì)、有效的手段，已經(jīng)成為汽車環(huán)境適應(yīng)性試驗(yàn)中一個(gè)重要發(fā)展方向。汽車環(huán)境試驗(yàn)仿真技術(shù)（又稱汽車虛擬環(huán)境仿真試驗(yàn)技術(shù)）是應(yīng)用數(shù)字仿真技術(shù)，對(duì)汽車在實(shí)際環(huán)境中產(chǎn)生的環(huán)境效應(yīng)及其對(duì)汽車性能的影響進(jìn)行分析、評(píng)價(jià)和預(yù)測(cè)的技術(shù)。由于環(huán)境試驗(yàn)仿真技術(shù)能夠提高環(huán)境試驗(yàn)與評(píng)價(jià)的有效性，不受氣候環(huán)境影響、試驗(yàn)周期短、費(fèi)用少，是進(jìn)行汽車環(huán)境適應(yīng)性研究的有效手段。在發(fā)達(dá)國家，該技術(shù)被廣泛應(yīng)用于武器裝備系統(tǒng)的論證、試驗(yàn)與評(píng)價(jià)。然而，由于汽車環(huán)境適應(yīng)性問題的復(fù)雜性和特殊性，如何發(fā)揮環(huán)境試驗(yàn)仿真技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，彌補(bǔ)現(xiàn)有環(huán)境試驗(yàn)的不足，更好地滿足汽車設(shè)計(jì)研制、生產(chǎn)和使用中對(duì)汽車環(huán)境適應(yīng)性的評(píng)價(jià)要求，是汽車環(huán)境試驗(yàn)技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要課題。

環(huán)境適應(yīng)性對(duì)汽車來說是重要的性能。在這方面開展汽車試驗(yàn)，可以確定汽車的實(shí)際使用環(huán)境限制，也是對(duì)汽車性能做出更加準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)，這方面的研究在不斷豐富。

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（作者單位：陜西重型汽車有限公司）