汽車“三高”環境適應性試驗開發和驗證

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.安徽德孚轉向系統股份有限公司，安徽蕪湖 241000）

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汽車“三高”環境適應性試驗開發和驗證

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.安徽德孚轉向系統股份有限公司，安徽蕪湖 241000）

摘要：汽車環境適應性試驗作為整車試驗開發和驗證中一個不可缺少的環節，已受到國內外汽車生產廠家的重視。文中介紹了汽車環境適應性試驗的概念，說明了環境適應性試驗的目的和試驗類型，重點介紹了“三高”（高原、高溫、高寒）環境適應性試驗的主要試驗地點及試驗開發和驗證項目；通過對比國外環境適應性試驗的測試地點和氣候環境，說明了國內測試地點的合理性；最后說明了環境適應性試驗在試驗開發中的重要性。

關鍵詞：汽車；環境適應性試驗；高原試驗；高溫試驗；高寒試驗；開發和驗證

隨著汽車技術及行業的日益發展，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。汽車在不同地域和氣候環境下其相關性能會發生變化，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，進行汽車環境適應性試驗開發和驗證非常重要且有必要。

1　汽車環境適應性試驗簡介

1.1環境適應性試驗概念

在汽車開發過程中，因為地域和氣候環境等因素的影響，汽車的相關性能可能會發生變化。為了避免這些情況的發生，同時保證汽車在各種環境下的綜合性能，汽車廠家通過在各種環境下開展汽車性能測試和驗證確保汽車的綜合性能，這樣的測試稱之為汽車環境適應性試驗。

1.2環境適應性試驗目的

在各種極端環境條件下，通過對整車、系統及零部件進行性能開發階段的測試、驗證及相應的主觀評價，發現容易受環境影響的潛在的和已存在的問題并加以解決，提高汽車在各種環境下的綜合性能，滿足用戶在各種環境下的使用需求，最終達到令用戶滿意的目的。

1.3環境適應性試驗類型

根據中國地域和氣候環境特點，環境適應性試驗一般包括高溫、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境下的測試。為了充分測試和驗證汽車在各種環境下的綜合性能，提升產品的質量和用戶的滿意度，在汽車上市之前，一般都要經歷這些與環境相關的試驗。在這些環境性試驗中，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廠家都在汽車開發過程中或上市之前開展高溫、高原、高寒即“三高”環境適應性試驗，對車輛的綜合性能進行測試和驗證。

2　“三高”環境適應性試驗開發與驗證要點

2.1高原環境適應性試驗開發

2.1.1高原環境介紹

中國高原地區面積廣闊，海拔1 000 m以上的地區占國土面積的58%，海拔2 000 m以上的地區占國土面積33%以上，有延綿數千公里的高原覆蓋區域。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，高原試驗一般在青藏高原開展，所選擇的海拔在4 500 m左右。但因為青藏高原公路會因下雪全年中只有半年的時間允許通行，有些汽車廠家會在青藏公路不利于汽車高原環境試驗時選擇在云貴高原海拔4 200 m左右的地區進行汽車測試。

2.1.2高原環境主要測試地點選擇

高原環境適應性試驗主要測試地點為青海昆侖山口（海拔4 768 m）或云南白茫雪山（海拔4 210 m）。

2.1.3高原環境特點對整車的影響

高原地區環境由于海拔高、空氣稀薄、大氣壓力低，會造成發動機的動力性能下降，燃油經濟性變差，起動性能也會受到海拔高低的影響。因為高原環境空氣含氧量稀薄，同樣會導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。在高原環境中，由于海拔高度不斷變化，會對自動變速箱的換擋時機、換擋質量和換擋策略提出更高的要求。這些都需要在高原環境中進行測試和驗證。

2.1.4高原環境試驗開發與驗證要點

高原環境試驗開發與驗證要點包括整車的動力性、經濟性、駕駛性、制動性和自動變速箱的換擋及冷機起動等性能。

2.2高溫環境適應性試驗開發

2.2.1高溫環境介紹

吐魯番屬于獨特的暖溫帶大陸性干旱荒漠氣候。因地處盆地之中，四周高山環抱，增熱迅速、散熱慢，形成了日照長、氣溫高、降水少等特點，素有“火洲”之稱。一年之中，7月份最為酷熱，氣溫達到35～50℃。因此，高溫試驗一般在吐魯番進行，時間在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氣候。許多汽車廠家也會在7月份在三亞進行高溫、濕熱適應性試驗，考察汽車的相關性能。

2.2.2高溫環境主要測試地點選擇

高溫環境適應性試驗主要測試地點為新疆吐魯番或海南三亞。

2.2.3高溫環境特點對整車的影響

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

2.2.4高溫環境試驗開發與驗證要點

高溫環境試驗開發與驗證要點包括整車的動力性、舒適性、耐熱性、內飾件氣味和空調的降溫及冷機起動等性能。

2.3高寒環境適應性試驗開發

2.3.1高寒環境介紹

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。因此，漠河是國內汽車廠家進行汽車高寒環境試驗場地。但漠河位于大興安嶺北麓，進出漠河的交通不是非常便利，且漠河的寒帶試驗場地配套設施不是非常完善，許多汽車廠家也會選擇在黑河進行寒帶試驗測試。黑河位于中國東北邊陲，屬于寒溫帶大陸性季風氣候，臨近冷空氣發源地西伯利亞大草原，氣溫達到-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境測試的一個熱門地點。與此同時，與黑河差不多緯度的內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年博世集團在此建立了“博世（呼倫貝爾）汽車測試技術中心”，該測試中心成為博世集團在全球范圍內技術標準最高的冬季試車測試場。

2.3.2高寒環境主要測試地點選擇

高寒環境適應性試驗主要測試地點為黑龍江漠河、黑河或內蒙古牙克石。

2.3.3高寒環境特點對整車的影響

由于高寒環境下氣溫較低，對發動機是一個很大的考驗，尤其是發動機的低溫冷機起動性能，通過高寒環境適應性試驗可了解汽車能否在高寒環境下正常起動。在驗證低溫冷起動性能之后，需測試在低溫環境下的起步性能及冷機駕駛性能。因為高寒環境的特殊性，同時需要對整車的采暖性能、整車車內除霜、除霧及通風性能進行測試；還需要對橡膠件、塑料件的耐低溫性能進行測試，對受氣溫變化影響的潤滑油和油脂的功能進行測試和驗證，對電加熱座椅、雨刮器、玻璃升降、觸屏按鍵等系統的功能和附件的功能進行測試，確認受溫度影響后的相關功能是否能正常運行。

2.3.4高寒環境試驗開發與驗證要點

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

3　國內外“三高”環境適應性試驗地點和試驗條件對比（見表1）

從表1來看，文中所選擇的國內“三高”環境適應性試驗地點和試驗條件達到了國內外環境適應性試驗的要求。

表1　國內外“三高”試驗主要試驗地點和試驗條件對比

4　結語

隨著科技和技術的日益進步，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格的要求，要求其滿足在各種不同環境下的使用要求。因此，汽車環境適應性試驗，特別是“高原、高溫、高寒”試驗作為檢驗汽車綜合性能的一個重要手段，日益受到國內汽車生產廠家的重視，相信在后續車輛開發過程中也將會起著更加重要的作用。

參考文獻：

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［4］ 許翔，張眾杰，鳳蘊，等.汽車環境適應性試驗綜述［J］.裝備環境工程，2013，10（1）.

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中圖分類號：U461.7

文獻標志碼：A

文章編號：1671-2668（2016）03-0011-03

收稿日期：2016-01-03