淺談汽車道路可靠性試驗

摘 要：汽車道路可靠性試驗是汽車主機廠在產(chǎn)品開發(fā)過程中至關(guān)重要的試驗驗證環(huán)節(jié)，汽車通過在特定的試驗場地開展可靠性試驗驗證，可以快速找出汽車產(chǎn)品設(shè)計的薄弱點，及時進行汽車產(chǎn)品的優(yōu)化與改進，以及提升汽車產(chǎn)品的可靠性和穩(wěn)定性。本文詳細分析了汽車道路可靠性試驗的目的與意義，方法以及過程等。

關(guān)鍵詞：汽車 道路可靠性 試驗

0 引言

2023年，我國汽車產(chǎn)銷量分別達到3016.1萬輛和3009.4萬輛，同比增長分別為11.6%和12%，產(chǎn)銷量創(chuàng)下歷史新高，并實現(xiàn)兩位數(shù)較高增長，這一系列數(shù)據(jù)表明，當(dāng)前我國汽車行業(yè)已經(jīng)進入快速發(fā)展階段。然而，隨著汽車產(chǎn)銷數(shù)據(jù)的增長，汽車質(zhì)量投訴指數(shù)也在不斷攀升，汽車質(zhì)量問題已經(jīng)成為消費者關(guān)注的焦點之一，因此汽車主機廠高度重視汽車產(chǎn)品開發(fā)過程中的整車試驗，尤其是開發(fā)驗證階段的整車道路可靠性試驗，并將其作為評估車輛的可靠性和穩(wěn)定性的重要驗證手段。本文從開展汽車道路可靠性試驗的目的與意義出發(fā)，介紹與分析道路可靠性試驗的方法與過程，對于提升和優(yōu)化汽車產(chǎn)品性能具有一定的參考作用。

1 道路可靠性試驗的目的與意義

1.1 目的

在汽車產(chǎn)品開發(fā)過程中，為了驗證車輛在各種道路條件、氣候環(huán)境和行駛工況下的動力性、經(jīng)濟性、駕駛性、制動性等性能表現(xiàn)，通過對車輛進行長時間、高強度的行駛測試，以發(fā)現(xiàn)潛在的設(shè)計缺陷和生產(chǎn)質(zhì)量問題，確保車輛在實際使用中的可靠性。

1.2 意義

首先，通過道路可靠性試驗可以全面檢測車輛在各種路況和環(huán)境下的性能表現(xiàn)，從而針對性地優(yōu)化車輛的設(shè)計和生產(chǎn)工藝，提高車輛的整體性能。其次，可以幫助檢測車輛在行駛過程中可能遇到各種突發(fā)情況，如突然的剎車、避讓等情況下的反應(yīng)和表現(xiàn)，從而評估車輛的安全性。最后，通過道路可靠性試驗可以在早期研發(fā)階段發(fā)現(xiàn)和解決車輛潛在的問題和故障，避免這些問題在車輛量產(chǎn)后期使用中引發(fā)更大的故障或安全隱患。

2 試驗條件

2.1 試驗場地

通常情況下，汽車產(chǎn)品開發(fā)、定型以及產(chǎn)品投放市場后不斷地改進等，都需要在汽車試驗場進行可靠性試驗[1]。然而汽車可靠性試驗分為整車臺架可靠性試驗、虛擬仿真可靠性測試，以及整車道路可靠性試驗。其中，道路可靠性試驗是需在專業(yè)的汽車試驗場（包含各種典型路面，如：高速環(huán)道、凹凸不平路、場區(qū)山路、越野路等）內(nèi)進行[2]。本文將以鹽城汽車試驗場的試驗工況來進行分析。

鹽城汽車試驗場由中國汽車技術(shù)研究中心（CATARC）投資控股，總占地面積約6300畝，場內(nèi)共有13種類工況路面，試驗道路總長約60公里，是國內(nèi)領(lǐng)先的第三方汽車試驗場地。場地情況見下圖1。

2.2 試驗樣品狀態(tài)

在汽車開發(fā)驗證階段和投產(chǎn)階段開展的整車驗證的零部件狀態(tài)各有所不同。在開發(fā)驗證階段，一般一款車型有多種配置的情況下，需按每種車型配置至少一臺樣車進行策劃道路可靠性試驗，其零部件采用非全工作和全工裝狀態(tài)進行驗證，且整車則必須滿足道路試驗安全條件，以及需確保車輛狀態(tài)良好，電池電量、輪胎氣壓、剎車系統(tǒng)等符合使用要求。在投產(chǎn)階段，試驗樣車的零部件采用量產(chǎn)狀態(tài)，并進行整車一致性驗證。一般需開展多輪次的整車道路可靠性試驗，施以驗證和考核整車及其零部 件符合設(shè)計要求，整車驗證策略如下圖2所示。

3 試驗方法與過程

3.1 試驗前準(zhǔn)備

在正式開展汽車道路可靠性試驗之前，試驗工程師需確認車輛各項技術(shù)狀態(tài)符合路試要求。需有關(guān)部門在提交符合路試要求的車輛至試驗部門后，由試驗工程師接收樣車并組織對車輛進行常規(guī)的靜態(tài)質(zhì)量檢查，以及四輪定位、儀表校對、底盤關(guān)鍵部件扭矩檢測、磨合行駛等必要性工作，并記錄車輛基本信息。

3.2 試驗內(nèi)容

汽車道路可靠性試驗要測試的里程，一般要幾萬公里以至幾十萬公里，才能將產(chǎn)品的薄弱環(huán)節(jié)找出[3]。其實，在汽車試驗場開展的道路可靠性試驗，某種程度上也算是一種加速疲勞試驗，一般一車/輪次道路可靠性試驗的結(jié)構(gòu)損傷目標(biāo)相當(dāng)于等效最嚴(yán)苛銷售區(qū)域90%用戶在24萬公里條件下的使用強度。根據(jù)汽車主機廠結(jié)合汽車試驗場特定的場地情況，制定相應(yīng)的測試規(guī)范，試驗工況與里程如下表1所示，試驗工況采用在試驗場內(nèi)以高速環(huán)道和變速工況路面為主，其他各種典型路面為輔，進行依次且反復(fù)的循環(huán)道路試驗，試驗里程累計完成至40000km。

通常試驗任務(wù)要求，樣車需在一定標(biāo)準(zhǔn)的試驗載荷下，主要完成高速環(huán)道和變速工況，此兩種工況里程合計占總試驗里程的70%。樣車通過在高速環(huán)道上進行特定的速度完成特定的試驗里程，以檢驗汽車的動力性、經(jīng)濟性；其次變速工況，則是在特定的直段路和彎路況下完成特定的試驗里程，以檢驗樣車的加速、減速、變道、停車等操作性能。

此外，在汽車道路可靠性試驗行駛項目全部結(jié)束之后，為了檢測車輛各總成內(nèi)部結(jié)構(gòu)有無其他異?，F(xiàn)象，需要對車輛進行拆解檢查[4]。

3.3 試驗過程

3.3.1 行駛工況統(tǒng)計

在汽車道路可靠性試驗進行中，每日每班次的試驗駕駛員需填寫行車記錄單，并詳細記錄汽車行駛里程、速度、加油/充電時間等關(guān)鍵信息。試驗工程師依據(jù)試驗駕駛員填寫的行車記錄單（試驗工程師每天都應(yīng)檢查行車記錄單，確認當(dāng)日發(fā)生的確實情況）[5]進行車輛行駛工況的統(tǒng)計，并且將當(dāng)日試驗完成情況，通過試驗日報的方式，通報至相關(guān)部門。

3.3.2 故障信息反饋

試驗駕駛員需每天對車輛進行常規(guī)的功能性檢查，以及定期的維修保養(yǎng)。一旦在檢查過程中發(fā)現(xiàn)車輛存在任何故障，都需要立即進行相應(yīng)的故障信息反饋[6]。故障信息的反饋通常是以照片加文字描述的形式，試驗駕駛員通過即時通訊設(shè)備反饋給試驗工程師處理。

3.3.3 故障處理與統(tǒng)計

當(dāng)車輛在試驗過程中發(fā)生故障時，須立即停止行駛。試驗駕駛員對故障進行初步排查并據(jù)實記錄故障現(xiàn)象，且將初步排查結(jié)果反饋至試驗工程師；試驗工程師第一時間對故障表現(xiàn)再加以分析，并判定故障類別（通常分為致命故障、嚴(yán)重故障、一般故障、輕微故障四種類別），并將故障信息傳遞至相關(guān)專業(yè)部門，在得到專業(yè)人員的故障處理指令或故障消除后，試驗駕駛員才能繼續(xù)開始可靠性試驗。

在故障統(tǒng)計時，應(yīng)遵循以下原則：首先，試驗過程中未排除的故障按只統(tǒng)計一次的原則要求不重復(fù)統(tǒng)計同一故障，且將故障按最嚴(yán)重的情況進行分類。其次，車輛磨合行駛期間發(fā)生的故障需納入故障統(tǒng)計并參與評定。最后，同一零部件出現(xiàn)不同狀態(tài)的故障需分別統(tǒng)計，如果同一個零部件發(fā)生多處相同狀態(tài)的故障，應(yīng)當(dāng)只統(tǒng)計一次，故障按最嚴(yán)重的情況進行分類。

當(dāng)故障統(tǒng)計完成后，需計算平均首次故障里程和平均故障間隔里程，用以判定故障評價指標(biāo)的符合性，其計算方法如下。

平均首次故障里程計算公式：

式中：Tf---平均首次故障里程，km；

n---樣車數(shù)；

ti---第i輛樣車的首次 故障里程 ，km。在試驗期間第i 輛樣車未發(fā)生故障時，ti需按試驗截至里程計，公式中的“ ＝ ”應(yīng)改為“ ＞ ”。

平均故障間隔里程計算公式：

式中：Tb-平均故障間隔里程，km；

n ---樣車數(shù)；

t ---檢驗截至里程（包括磨合里程），km；

r ---所有樣車發(fā)生的故障 總數(shù) ，當(dāng)r=0時，需按r=1計 ，公式中的“ ＝ ”應(yīng)改為“ ＞ ”。

4 試驗結(jié)果

當(dāng)汽車道路可靠性試驗結(jié)束后，試驗工程師對試驗數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計和處理。對于試驗結(jié)論的判定，通常情況下，當(dāng)可靠性指標(biāo)符合整車屬性目標(biāo)要求則判定為合格；針對某些特殊零部件或系統(tǒng)搭載整車的試驗結(jié)果的判定，往往是在整個試驗過程中該零部件或系統(tǒng)未出現(xiàn)故障判定為合格。最后，試驗工程師編寫可靠性試驗報告，試驗報告的主要內(nèi)容包括：試驗任務(wù)來源及目的、試驗依據(jù)、試驗對象、試驗開始和結(jié)束時間、試驗地點、實際完成里程、故障統(tǒng)計情況、試驗結(jié)果等信息。

5 結(jié)束語

在汽車產(chǎn)品開發(fā)驗證過程中，通過開展汽車道路可靠性試驗，用以科學(xué)的試驗方法和數(shù)據(jù)分析，為汽車產(chǎn)品設(shè)計優(yōu)化和改進提供了有力的支持；與此同時，通過開展汽車道路可靠性試驗，不僅大幅縮短汽車產(chǎn)品開發(fā)驗證周期，也為汽車產(chǎn)品快速地推向市場起到了關(guān)鍵作用。

參考文獻：

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[5]劉玉燦.淺談提高汽車可靠性的試驗方法[J].中國高新技術(shù)企業(yè)，2011（13）：82-83.

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