國(guó)產(chǎn)某軍用越野車(chē)高溫（干熱）試驗(yàn)研究

劉 策，王玉磊，呂 巖

國(guó)產(chǎn)某軍用越野車(chē)高溫（干熱）試驗(yàn)研究

劉 策，王玉磊，呂 巖

（中國(guó)汽車(chē)技術(shù)研究中心有限公司，天津 300300）

為檢驗(yàn)國(guó)產(chǎn)某軍用越野車(chē)高溫干熱地區(qū)的環(huán)境適應(yīng)性能力。在吐魯番地區(qū)對(duì)樣車(chē)進(jìn)行熱平衡能力、隔熱通風(fēng)性能、空調(diào)制冷系統(tǒng)、自救互救以及適應(yīng)性行駛試驗(yàn)。結(jié)果該樣車(chē)最大許用環(huán)境溫度為46.2 ℃，隔熱性能良好但通風(fēng)性能主觀評(píng)價(jià)為較悶熱，41.5 ℃環(huán)境下制冷20 min之后的后排乘員肩部與車(chē)外溫差8.2 ℃，能夠?qū)崿F(xiàn)沙漠地面的自救和互救，3 000 km適應(yīng)性行駛試驗(yàn)無(wú)致命故障及嚴(yán)重故障出現(xiàn)。通過(guò)結(jié)果分析為該車(chē)型的設(shè)計(jì)定型提供依據(jù)，并結(jié)合試驗(yàn)過(guò)程及產(chǎn)品特點(diǎn)為類似汽車(chē)企業(yè)的高溫試驗(yàn)提供技術(shù)參考及合理建議。

越野車(chē)；試驗(yàn)；高溫地區(qū)；適應(yīng)性

引言

高溫（干熱）地區(qū)汽車(chē)適應(yīng)性試驗(yàn)主要是評(píng)價(jià)汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)、供油系統(tǒng)和駕駛室通風(fēng)隔熱裝置、空調(diào)裝置及其他各種使用性能是否滿足戈壁、沙漠地區(qū)特殊氣候、地理?xiàng)l件下的使用要求[1]。表1為國(guó)內(nèi)某軍工企業(yè)研制任務(wù)中對(duì)其生產(chǎn)的越野車(chē)干熱沙漠地區(qū)適應(yīng)性試驗(yàn)的相關(guān)項(xiàng)目及結(jié)果的設(shè)計(jì)要求，為檢驗(yàn)其滿足要求規(guī)定的相關(guān)能力，依據(jù)設(shè)計(jì)要求對(duì)其進(jìn)行高溫（干熱）地區(qū)適應(yīng)性道路試驗(yàn)，包括熱平衡能力、隔熱通風(fēng)性能、空調(diào)制冷系統(tǒng)、自救互救以及適應(yīng)性行駛試驗(yàn)，闡述各試驗(yàn)過(guò)程并通過(guò)對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的分析對(duì)該車(chē)的相關(guān)能力進(jìn)行評(píng)價(jià)研究，為該車(chē)型的設(shè)計(jì)定型提供依據(jù)，并結(jié)合試驗(yàn)過(guò)程及產(chǎn)品特點(diǎn)為類似汽車(chē)企業(yè)的高溫試驗(yàn)提供技術(shù)參考及合理建議。

表1 設(shè)計(jì)要求

序號(hào)試驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)要求 1熱平衡能力道路試驗(yàn)整車(chē)許用環(huán)境溫度≥46 ℃ 2隔熱通風(fēng)性能試驗(yàn)評(píng)價(jià)人員主觀評(píng)價(jià)為良好及以上 3空調(diào)制冷系統(tǒng)試驗(yàn)35 ℃以上環(huán)境制冷20 min，后排乘員肩部與車(chē)外溫差不低于8 ℃ 4自救互救試驗(yàn)使用自身動(dòng)力輔助絞盤(pán)能夠?qū)崿F(xiàn)沙漠地面的自救和互救 5適應(yīng)性行駛試驗(yàn)3 000 km適應(yīng)性行駛試驗(yàn)無(wú)致命故障及嚴(yán)重故障出現(xiàn)

1 試驗(yàn)概況

1.1 試驗(yàn)準(zhǔn)備

試驗(yàn)樣車(chē)2臺(tái)（1#，2#）配置相同，試驗(yàn)前完成磨合行駛并進(jìn)行了必要的調(diào)整、保養(yǎng)和調(diào)試，技術(shù)狀況良好，配置齊全，其整車(chē)主要技術(shù)參數(shù)如下見(jiàn)表2：

表2 樣車(chē)主要技術(shù)參數(shù)

項(xiàng)目參數(shù) 發(fā)動(dòng)機(jī)型式直列、六缸柴油機(jī)，渦輪增壓帶空空中冷器 排量/ml6 700 額定功率及相應(yīng)轉(zhuǎn)速/（kW/r/min）180/2 500 最大總質(zhì)量/kg8 000 最高車(chē)速/（km/h）125 變速器型式手動(dòng)6擋 驅(qū)動(dòng)型式4×4 全時(shí)驅(qū)動(dòng) 輪胎型號(hào)335/80 R20

1.2 試驗(yàn)地點(diǎn)及氣象條件

試驗(yàn)在新疆吐魯番地區(qū)及鄯善縣周邊社會(huì)道路及自然路面完成，試驗(yàn)時(shí)間為8月份上旬，最高溫度36.3 ℃～43.5 ℃，氣壓95.4 kPa～100.1 kPa，試驗(yàn)期間風(fēng)速不大于1.5 m/s。

1.3 試驗(yàn)用測(cè)試儀器及準(zhǔn)確度

高溫地區(qū)適應(yīng)性試驗(yàn)主要采用溫度數(shù)采及相關(guān)設(shè)備，主要測(cè)試儀器及準(zhǔn)確度見(jiàn)表3：

表3 主要測(cè)試儀器及準(zhǔn)確度

序號(hào)儀器名稱準(zhǔn)確度 1速度傳感器速度：±0.5% FS距離：±0.1% FS 2數(shù)據(jù)采集器±0.2% FS 3溫度傳感器Ⅱ級(jí) 4多點(diǎn)測(cè)溫儀±0.1 ℃ 5輪胎氣壓表±0.2 kPa

2 試驗(yàn)過(guò)程

根據(jù)設(shè)計(jì)要求，車(chē)輛在干熱地區(qū)要進(jìn)行熱平衡能力、隔熱通風(fēng)性能、空調(diào)制冷系統(tǒng)及自救互救4項(xiàng)專項(xiàng)性能試驗(yàn)及3 000 km適應(yīng)性行駛試驗(yàn)。專項(xiàng)試驗(yàn)選取1#樣車(chē)依次進(jìn)行，適應(yīng)性行駛試驗(yàn)2臺(tái)樣車(chē)同時(shí)進(jìn)行且貫穿始終，其專項(xiàng)試驗(yàn)期間發(fā)生的試驗(yàn)里程記入適應(yīng)性行駛試驗(yàn)里程。

2.1 熱平衡能力道路試驗(yàn)

試驗(yàn)樣車(chē)滿載，試驗(yàn)分別在高速工況、怠速工況、熄火靜置及爬坡工況四個(gè)常規(guī)工況下進(jìn)行。高速工況樣車(chē)以根據(jù)實(shí)際道路限制最高不超過(guò)100 km/h行駛；高速工況結(jié)束后迅速停車(chē)完成熄火靜置工況；發(fā)動(dòng)機(jī)怠速工況樣車(chē)先以50 km/h車(chē)速行駛20 min后停車(chē)，散熱器迎風(fēng)面正對(duì)風(fēng)向，發(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)；爬坡工況根據(jù)實(shí)際道路情況，控制油門(mén)轉(zhuǎn)速盡可能在1 825 r/min～1 925 r/min行駛。各工況試驗(yàn)開(kāi)始后使用數(shù)據(jù)采集器設(shè)置時(shí)間間隔2 s，分別對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)出水、機(jī)油、變速箱、主減速器等重要部件溫度進(jìn)行記錄至試驗(yàn)溫度接近平衡。各工況溫度曲線如圖1至圖2所示。計(jì)算主要冷卻介質(zhì)在各工況下的許用環(huán)境溫度，以其最小值作為整車(chē)許用環(huán)境溫度的試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4。

圖2 怠速及爬坡工況

表4 熱平衡能力道路試驗(yàn)結(jié)果 單位：℃

工況最高溫度冷卻介質(zhì)整車(chē)最大許用環(huán)境溫度 環(huán)境溫度機(jī)油冷卻液分動(dòng)箱變速箱 許用溫度 138.0120.0135.0120.0 高速工況42.2110.889.4130.6116.046.2 怠速工況38.390.189.565.680.168.8 熄火靜置42.175.584.374.878.077.8 爬坡工況43.0112.496.3115.7116.646.4

2.2 隔熱通風(fēng)性能試驗(yàn)

試驗(yàn)樣車(chē)搭載評(píng)價(jià)人員4人（包含駕駛員）以50 km/h速度勻速行駛，監(jiān)測(cè)樣車(chē)頂蓋外表面二個(gè)溫度測(cè)量點(diǎn)的直射溫度達(dá)到穩(wěn)定后，試驗(yàn)開(kāi)始。所有通風(fēng)裝置處于全開(kāi)位置，溫度達(dá)到穩(wěn)定后，測(cè)定并記錄駕駛員側(cè)底部頂部?jī)?nèi)外、副駕駛員側(cè)頂部?jī)?nèi)外、前圍板內(nèi)外以及后排乘員頂部?jī)?nèi)外的溫度值，見(jiàn)表5。提升速度至80 km/h勻速行駛，關(guān)閉車(chē)窗打開(kāi)全部空調(diào)至外循環(huán)位置，行駛至溫度接近穩(wěn)定。分別記錄各評(píng)價(jià)人員對(duì)車(chē)輛的隔熱、車(chē)窗通風(fēng)及空調(diào)通風(fēng)的主觀評(píng)價(jià)結(jié)果后，交換評(píng)價(jià)人位置重復(fù)試驗(yàn)。樣車(chē)隔熱通風(fēng)性能試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表6。

表5 隔熱通風(fēng)性能試驗(yàn)結(jié)果 單位：℃

測(cè)點(diǎn)結(jié)果測(cè)點(diǎn)結(jié)果 駕駛員側(cè)底部機(jī)艙內(nèi)48.1副駕駛側(cè)頂部頂蓋外39.5 室內(nèi)43.7頂棚處35.7 前圍機(jī)艙內(nèi)62.0后排乘員頂部頂蓋外39.6 室內(nèi)36.6頂棚處36.0 駕駛員頂部頂蓋外39.5駕駛員頭部36.8 頂棚處35.7副駕駛員頭部36.7 中間乘員頭部36.3后排乘員頭部36.2

表6 隔熱通風(fēng)主觀評(píng)價(jià)結(jié)果

項(xiàng)目評(píng)價(jià)結(jié)果 隔熱性能評(píng)價(jià)駕駛員良好 副駕駛員良好 后排座椅良好 總評(píng)良好 車(chē)窗通風(fēng)評(píng)價(jià)駕駛員悶熱 副駕駛員較悶熱 后排座椅良好 總評(píng)較悶熱 空調(diào)通風(fēng)評(píng)價(jià)駕駛員較悶熱 副駕駛員較悶熱 后排座椅良好 總評(píng)較悶熱

2.3 空調(diào)制冷系統(tǒng)試驗(yàn)

試驗(yàn)樣車(chē)在室外條件下暴曬90 min后啟動(dòng)車(chē)輛，速度至40 km/h后打開(kāi)空調(diào)，車(chē)輛分別以40 km/h勻速、60 km/h勻速、100 km/h勻速及怠速四個(gè)工況下進(jìn)行。記錄各個(gè)測(cè)溫點(diǎn)的溫度情況，包括主副駕駛員頭部膝部、后排乘員頭部肩部膝部以及各個(gè)空調(diào)出風(fēng)口等測(cè)溫度。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，對(duì)各個(gè)工況進(jìn)行20 min時(shí)的后排乘員肩部溫度結(jié)果進(jìn)行記錄及比對(duì)見(jiàn)表7。

表7 20 min后排乘員肩部溫度結(jié)果 單位：℃

工況環(huán)境溫度試驗(yàn)結(jié)果溫差 40 km/h勻速41.533.38.2 60 km/h勻速41.329.111.2 100 km/h勻速39.828.411.4 怠速41.331.110.2

2.4 自救互救試驗(yàn)

自救互救試驗(yàn)在中交火焰山汽車(chē)試驗(yàn)場(chǎng)附近沙漠區(qū)域進(jìn)行，試驗(yàn)需2#樣車(chē)配合進(jìn)行，兩臺(tái)樣車(chē)均滿載。1#樣車(chē)行駛至車(chē)輪陷入沙漠無(wú)法自行駛出，放松絞盤(pán)拉繩，連接在2#樣車(chē)上，接通絞盤(pán)，將拉繩拉直后，絞離陷車(chē)地段，經(jīng)試驗(yàn)樣車(chē)成功完成自救試驗(yàn)；將2#樣車(chē)行駛至車(chē)輪陷入沙漠無(wú)法自行駛出后，將1#樣車(chē)停放在陷入樣車(chē)的正前方，各車(chē)輪用三角木墊住，放松絞盤(pán)拉繩，掛在陪試樣車(chē)的前拖鉤上。接通絞盤(pán)，將拉繩拉直后，將2#樣車(chē)從松軟地段絞出，經(jīng)試驗(yàn)樣車(chē)成功完成互救試驗(yàn)。

2.5 適應(yīng)性行駛試驗(yàn)

試驗(yàn)樣車(chē)2臺(tái)（1#，2#），計(jì)劃試驗(yàn)里程均為3 000 km，選取沙地、三級(jí)公路、戈壁灘及山路四種當(dāng)?shù)氐湫偷缆?，其中沙地主要在鄯善縣庫(kù)木塔格沙漠附近沙地進(jìn)行；山路主要在G312（3972）旁新疆吐魯番自然環(huán)境試驗(yàn)研究中心附近山路進(jìn)行；三級(jí)公路主要在G312（2972）至鄯善東收費(fèi)站往返方向進(jìn)行；戈壁灘主要在中交火焰山汽車(chē)檢測(cè)有限公司至七泉湖鎮(zhèn)進(jìn)行；實(shí)際行駛里程統(tǒng)計(jì)結(jié)果見(jiàn)表8。

表8 實(shí)際行駛里程及工況統(tǒng)計(jì)

試驗(yàn)道路項(xiàng)目試驗(yàn)結(jié)果 1#2# 沙地行駛里程/km552551 平均車(chē)速/（km/h）53.451.7 三級(jí)公路行駛里程/km577548 平均車(chē)速/（km/h）78.075.5 戈壁灘行駛里程/km1 0511 074 平均車(chē)速/（km/h）41.844.0 山路行駛里程/km1 0731 053 平均車(chē)速/（km/h）47.853.0

試驗(yàn)期間除每日點(diǎn)檢外，每行駛500 km進(jìn)行設(shè)備的適應(yīng)性功能檢查，包括車(chē)身與附件檢查、照明系統(tǒng)、制動(dòng)系統(tǒng)等各個(gè)功能進(jìn)行檢查。試驗(yàn)過(guò)程根據(jù)QC/T 900—1997汽車(chē)整車(chē)產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定方法進(jìn)行檢驗(yàn)，統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)過(guò)程中發(fā)生故障統(tǒng)計(jì)表見(jiàn)表9。

表9 故障統(tǒng)計(jì)表

樣車(chē)零部件名稱故障模式故障類別處理措施 1#雨刷器水壺松動(dòng)輕微故障重新固定 1#雨刷器出水管脫落一般故障更換水管

3 試驗(yàn)結(jié)果分析及相關(guān)建議

3.1 結(jié)果分析

根據(jù)各項(xiàng)試驗(yàn)的結(jié)果與其樣車(chē)的設(shè)計(jì)要求比對(duì)分析如下：

（1）樣車(chē)熱平衡能力道路試驗(yàn)在常規(guī)工況下，其整車(chē)最大許用環(huán)境溫度為46.2 ℃，滿足設(shè)計(jì)要求。

（2）樣車(chē)在干熱地區(qū)環(huán)境條件下隔熱性能主觀評(píng)價(jià)結(jié)果為良好；車(chē)窗通風(fēng)主觀評(píng)價(jià)較悶熱；空調(diào)通風(fēng)主觀評(píng)價(jià)悶熱。隔熱性能結(jié)果滿足設(shè)計(jì)要求，車(chē)窗通風(fēng)及空調(diào)通風(fēng)不滿足設(shè)計(jì)要求。分析原因?yàn)檐?chē)身結(jié)構(gòu)導(dǎo)致，該車(chē)型為非承載式裝甲防彈鋼板車(chē)身，在防彈鋼板車(chē)體內(nèi)側(cè)有隔熱層和防彈纖維組成的隔熱防彈帆布，側(cè)窗固定在車(chē)門(mén)上無(wú)法打開(kāi)，僅有射擊孔可以打開(kāi)進(jìn)行通風(fēng)，所以其隔熱性能良好而通風(fēng)性能較差。

（3）樣車(chē)空調(diào)制冷系統(tǒng)性能試驗(yàn)，各工況條件制冷20 min時(shí)，其后排乘員肩部溫度與車(chē)外溫差最小為8.2 ℃，滿足設(shè)計(jì)要求。

（4）樣車(chē)在使用自身動(dòng)力輔助絞盤(pán)的情況下，能夠?qū)崿F(xiàn)沙漠地面的自救和互救，滿足設(shè)計(jì)要求。

（5）樣車(chē)經(jīng)3 000 km干熱地區(qū)適應(yīng)性行駛試驗(yàn)，出現(xiàn)一般故障1個(gè)、輕微故障1個(gè)，無(wú)致命故障及嚴(yán)重故障問(wèn)題，滿足設(shè)計(jì)要求。

綜上，該國(guó)產(chǎn)越野車(chē)型除車(chē)窗通風(fēng)和空調(diào)通風(fēng)性能的主觀評(píng)價(jià)之外，其余性能均滿足產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求，建議企業(yè)對(duì)車(chē)窗結(jié)構(gòu)及空調(diào)設(shè)定進(jìn)行調(diào)整或設(shè)計(jì)變更以滿足其產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求。

3.2 相關(guān)建議

汽車(chē)在高溫環(huán)境下溫度上升快且不容易降低，高溫環(huán)境對(duì)汽車(chē)的通風(fēng)性能及空調(diào)性能都是一個(gè)巨大的考驗(yàn)[2]。如何讓車(chē)輛在高溫環(huán)境下迅速通風(fēng)或降溫，并保持在一個(gè)相對(duì)合適的溫度，是企業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)需要重點(diǎn)考慮的。

熱平衡能力道路試驗(yàn)的試驗(yàn)過(guò)程受實(shí)際道路及車(chē)流量等條件影響較大，且試驗(yàn)中的極限工況需配有負(fù)荷拖車(chē)或拖掛車(chē)輛才可進(jìn)行（本文試驗(yàn)車(chē)輛根據(jù)設(shè)計(jì)要求未進(jìn)行該工況試驗(yàn)），在社會(huì)道路上進(jìn)行危險(xiǎn)系數(shù)大且不易操控，建議在密閉的試驗(yàn)場(chǎng)內(nèi)進(jìn)行試驗(yàn)。而目前國(guó)內(nèi)的干熱地區(qū)試驗(yàn)場(chǎng)僅有中交火焰山汽車(chē)試驗(yàn)場(chǎng)和上汽大眾新疆試驗(yàn)場(chǎng)兩個(gè)，其中上汽大眾試驗(yàn)場(chǎng)主要為M1類汽車(chē)試驗(yàn)使用，中交火焰山汽車(chē)試驗(yàn)場(chǎng)還處于建設(shè)之中[3]，建議汽車(chē)企業(yè)進(jìn)行熱平衡能力道路試驗(yàn)盡可能在符合條件的試驗(yàn)場(chǎng)中進(jìn)行，試驗(yàn)場(chǎng)的建設(shè)也要同時(shí)考慮各車(chē)型的使用情況，并提供相應(yīng)配套服務(wù)。

在高溫地區(qū)試驗(yàn)期間，由于溫度傳感器長(zhǎng)期布置于車(chē)內(nèi)及各總成部件內(nèi)，受長(zhǎng)時(shí)間的顛簸影響，設(shè)備不可避免的會(huì)出現(xiàn)信號(hào)缺失等問(wèn)題，且高溫地區(qū)修理設(shè)備還會(huì)降低效率增加成本，增加試驗(yàn)人員額外工作量。建議汽車(chē)企業(yè)在發(fā)車(chē)前，在廠內(nèi)合理有效地布置溫度傳感器，部分位置為防止?jié)B漏可涂好油堵密封膠，線束接頭可打結(jié)處理[4]。

4 結(jié)束語(yǔ)

除前文所述的各項(xiàng)試驗(yàn)之外，對(duì)于軍用越野車(chē)，在考慮其越野性的同時(shí)，還應(yīng)與本國(guó)的道路、地形以及氣候情況相結(jié)合，與汽車(chē)的主要用途相結(jié)合，建議盡量提高軍車(chē)與民用車(chē)通用性[5-6]。在高溫環(huán)境下由于進(jìn)氣溫度和燃油溫度的上升，會(huì)影響發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率，整車(chē)的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)也會(huì)受到相關(guān)影響；高溫環(huán)境下的持續(xù)行駛，除了考驗(yàn)整車(chē)、系統(tǒng)和零部件耐熱性能，同時(shí)還要考慮車(chē)內(nèi)內(nèi)飾件是否會(huì)散發(fā)出讓人難以忍受的氣味等問(wèn)題。建議該樣車(chē)生產(chǎn)企業(yè)及類似車(chē)企在進(jìn)行干熱地區(qū)適應(yīng)性試驗(yàn)可充分考慮車(chē)輛所有潛在問(wèn)題，完善產(chǎn)品設(shè)計(jì)。

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High Temperature (Dry Heat) Test Research on a Domestic Military Off-road vehicle

LIU Ce, WANG Yulei, LV Yan

( China Automotive Technology and Research Center Co., Ltd., Tianjin 300300 )

In order to test the adaptability of a domestic military off-road vehicle in high temperature (dry heat) area. Thermal balance capacity test, ventilation and heat insulation capacity test, air-conditioning refrigeration system performances test, self rescue and mutual rescue test, and adaptive driving test were carried out in Turpan area. The maximum allowable ambient temperature of the sample vehicle is 46.2 ℃; the thermal insulation performance is good but the ventilation performance is relatively sultry; the temperature difference between the shoulder of the rear passengers and the outside of the vehicle is 8.2 ℃ after 20 minutes of refrigeration at 41.5 ℃; self rescue and mutual rescue can be realized on the desert ground; no fatal fault and serious fault in the 3000 km adaptive driving test. The test process was described and the test results were analyzed to provide basis for the design and finalization of the vehicle type, and the vehicle was classified according to the test process and product characteristics The high temperature test of similar automobile enterprises provides technical reference and reasonable suggestions.

Military off-road vehicle; Test; High temperature area; Adaptability

U469.3

A

1671-7988(2022)02-102-05

U469.3

A

1671-7988(2022)02-102-05

10.16638/j.cnki.1671-7988.2022.002.023

劉策（1989—），男，工程師，就職于中國(guó)汽車(chē)技術(shù)研究中心有限公司，研究方向?yàn)檎?chē)性能及環(huán)境適應(yīng)性試驗(yàn)。