汽車開發中的整車可靠性試驗研究

張月星　馮曉通

摘 要：隨著經濟社會與科學技術的不斷發展，人們生活質量得到一個質的提升。汽車成為了人們日常出行的重要工具之一。汽車開發過程中，整車可靠性試驗可謂是十分重要的一環節，主要是對整車可靠性進行有效試驗，以此確保整車性能。如何有效驗證汽車在整個設計生命周期內的可靠性已然成為了當前有關研究人員最為值得深入思考的問題。本文從道路試驗、試車場道路試驗等多個方面進行汽車可靠性試驗以及整體可靠性試驗，以此為汽車開發中整車可靠性試驗提供一些具有參考價值的建議。

關鍵詞：汽車開發；整車可靠性；試驗

所謂整車可靠性試驗，主要是對整車設計成果通過一系列試驗進行驗證其可靠性，以此確保汽車在整個設計生命周期內的可靠性。當下按照汽車使用年限而言，汽車開發中的可靠性試驗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，例如金屬、電子以及橡膠等。與此同時，由于汽車使用條件較為復雜，諸如高溫、高寒以及高海拔等，在整車試驗過程中，也需要重視該方面的試驗。為此，在整車可靠性試驗過程中，則需要選擇多種場地開展試驗，以此確保試驗的有效性。鑒于此，本文對“汽車開發中的整車可靠性試驗”進行更深層次的分析具有極為重要的現實意義。

1.汽車開發中的整車可靠性試驗種類分析

現如今，汽車數量不斷增多。為給人們提供一個安全、舒適的行車環境，則需要對汽車整車進行必要的可靠性試驗，以此確保汽車整體性能的優越性。當下汽車開發中的整車可靠性試驗主要分為四類。分別是道路試驗、試車場道路試驗、環境可靠性試驗以及虛擬試驗[1]。汽車開發中的整車可靠性試驗，之所以需要進行多種場地的試驗，是因為汽車需要行車環境具有復雜性，例如高溫、高寒以及高海拔等。與此同時，汽車整體涉及到諸多行業，例如金屬、電子以及橡膠等。為此在實際可靠性試驗過程中，則需要選擇不同的地點進行相關可靠性試驗，以此確保整車可靠性試驗的有效性。

2.汽車開發中的整車可靠性試驗分析

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

2.1道路試驗分析

汽車開發中的整車可靠性試驗當中，常用的試驗方式便是道路試驗。按照道路的不同，則可以劃分為試車場道路試驗與公共道路試驗兩種類型。所謂試車場道路試驗，主要是在汽車試驗專用車道，相關工作人員嚴格按照規定試驗規范駕駛，以此驗證汽車在設計周期內實際使用過程中的可靠性[2]。值得注意的是在此過程中，駕駛一定要嚴格按照相關規范，以此確保試驗結果的準確性。試車場道路主要有卵石路、比利時路、破損路以及標準波道等，以上各種典型道路便能夠重現汽車行駛過程中遇到的各種路面，從而在試車場道路上進行相關試驗，便可以切實模仿真實道路情況，從而有助于確保可靠性試驗結果的有效性。每家汽車企業均有著自己不同的試驗規范，試驗規范的制定一般由目標市場中的目標客戶實際使用情況，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數量，重現上述工況，同時需要累計汽車考核周期內使用條件下的可靠性積累，以此有效提升整車可靠性試驗的有效性[3]。當下市場發展迅速，汽車企業為有效提升市場核心競爭力，就需要加快新產品的開發進度，從而就需要縮短試驗周期，進而在試驗場可靠性試驗的一公里可靠性行駛設置為等效客戶在實際使用環境下4公里甚至更高的可靠性。

所謂公共道路試驗，主要是指車輛在公共道路上按照駕駛人員一般的駕駛習慣，同時按照產品實際使用情況下的在山路、農村公路、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，在試驗過程中，還會結合汽車產品的銷售區域，具體為優先選擇銷售量比較大的區域的路面特征。然而公共道路試驗所需要的時間較長，并且所需要的試驗成本較高，最為主要的是在公共道路上試驗具有諸多不可控危險。

2.2模擬道路試驗分析

所謂模擬道路試驗，主要是指通過相關人員采集汽車在各種道路上執行道路靠性試驗規范時，四個車輪的力或者是扭矩作為輸入與基準，之后將上述數據轉化為道路模擬機所需液壓伺服系統的驅動程序，重現汽車在相應的道路試驗規范中受力或者是扭矩的情況。值得注意的是在實際模式測試過程中，還需要選擇其他關鍵硬點的應力，作為參考基準，這樣便于提升模擬道路試驗與實際道路試驗的關聯度。

道路模擬試驗臺架早期設置4個通道，為此實際模擬過程中，只能選擇不同路面試驗垂直載荷造成的疲勞損傷，試驗結果與道路試驗的關聯度較差。現如今，試驗臺架增加為16個通道，便于測試車輪縱向、垂直以及側向三個方向的受力情況。這樣一來，便可以對整個的結構進行全面分析，從而有助于提升整車可靠性試驗的有效性。

2.3虛擬試驗分析

所謂虛擬試驗，主要是借助現代技術在汽車開發中的一項應用，將整車結構搭建為一個混合多體動力學理論模型，將道路試驗中的典型路面以及行駛工況作為輸入條件，同時需要結合各種零部件材料的疲勞數據預測其使用年限。虛擬試驗主要具有試驗周期短、不需要制造物理樣車等優勢，在科學技術不斷發展的背景下，在汽車開發中整車可靠性試驗中得到了廣泛的應用[5]。試驗過程具體為在設計初期需要收集好汽車整車相關數據，便于及時發現潛在問題，從而有助于下一步的優化。值得注意的是虛擬試驗注重虛擬技術的應用，為此在具體的應用過程中，則需要該汽車企業具有一定的資質，才能確保虛擬試驗數據的有效性。

2.4環境可靠性試驗分析

上述可靠性試驗，均是考核道路環境對汽車可靠性的影響。然而一個完整的可靠性試驗，則需要綜合考慮各種氣候環境的影響，例如溫度、濕度以及氣壓等。除此之外，汽車可靠性試驗還需要進行不同季節試驗與腐蝕試驗等。只有經過了全面的可靠性試驗，才能確保汽車整體性能。夏季試驗，主要是將汽車暴露在高溫高濕的環境下，一段時間之后，對汽車各零部件性能的分析，以此判斷汽車整體結構的可靠性。通常情況下，環境溫度設置在35攝氏度以上，以此有效檢驗汽車冷卻系統以及汽車內飾等各構件的耐高溫情況。縱觀我國地理環境與氣候情況，可以得出一個結論便是海南汽車試驗場最佳。具體而言，海南汽車試驗場處于熱帶季風氣候區北源，年均降雨量2米多一點，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生物理特性的變化。冬季試驗，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境當中。冬季試驗所選擇的地點，通常選擇在我國黑龍江地區，該地區的主要特點便是常年處于雪天氣，溫度一直保持在零下，極端溫度可達零下50度。為此，在黑龍江選擇冬季試驗，能夠有效提升汽車冬季可靠性試驗的有效性。腐蝕試驗，主要是通過人工配比的不同濃度的鹽水來模擬汽車實際使用過程中所受到的電化學腐蝕，同時利用高溫高濕環境艙加速腐蝕過程。

3.結語

綜上所述，汽車開發過程中整車試驗的主要目的在于及時發現設計中存在的問題。為此，有必要在整車可靠性試驗過程中，增強與實際環境的關聯性，以此增強整車可靠性試驗的有效性。

參考文獻：

[1]王磊，鐘瑞，裴永琪，王華棟.基于有限元的車輛可靠性增長方法的研究[J].汽車實用技術，2017（18）：69-70.

[2]王鐵，武文超.基于道路試驗的整車耐久性評估方法研究[J].上海汽車，2016（08）：34-38.

[3]王強.芻議如何驗證動車組整車的可靠性[J].科技與企業，2015（06）：189.

[4]陳創.重型載貨汽車道路可靠性試驗初探[J].汽車實用技術，2014（05）：102-105.

[5]唐柳林.淺議汽車整車和發動機的可靠性試驗[J].裝備制造技術，2012（06）：117-118+124.