國產某軍用越野車高溫（干熱）試驗研究

劉 策，王玉磊，呂 巖

國產某軍用越野車高溫（干熱）試驗研究

劉 策，王玉磊，呂 巖

（中國汽車技術研究中心有限公司，天津 300300）

為檢驗國產某軍用越野車高溫干熱地區的環境適應性能力。在吐魯番地區對樣車進行熱平衡能力、隔熱通風性能、空調制冷系統、自救互救以及適應性行駛試驗。結果該樣車最大許用環境溫度為46.2 ℃，隔熱性能良好但通風性能主觀評價為較悶熱，41.5 ℃環境下制冷20 min之后的后排乘員肩部與車外溫差8.2 ℃，能夠實現沙漠地面的自救和互救，3 000 km適應性行駛試驗無致命故障及嚴重故障出現。通過結果分析為該車型的設計定型提供依據，并結合試驗過程及產品特點為類似汽車企業的高溫試驗提供技術參考及合理建議。

越野車；試驗；高溫地區；適應性

引言

高溫（干熱）地區汽車適應性試驗主要是評價汽車發動機冷卻系統、供油系統和駕駛室通風隔熱裝置、空調裝置及其他各種使用性能是否滿足戈壁、沙漠地區特殊氣候、地理條件下的使用要求[1]。表1為國內某軍工企業研制任務中對其生產的越野車干熱沙漠地區適應性試驗的相關項目及結果的設計要求，為檢驗其滿足要求規定的相關能力，依據設計要求對其進行高溫（干熱）地區適應性道路試驗，包括熱平衡能力、隔熱通風性能、空調制冷系統、自救互救以及適應性行駛試驗，闡述各試驗過程并通過對試驗結果的分析對該車的相關能力進行評價研究，為該車型的設計定型提供依據，并結合試驗過程及產品特點為類似汽車企業的高溫試驗提供技術參考及合理建議。

表1 設計要求

序號試驗項目設計要求 1熱平衡能力道路試驗整車許用環境溫度≥46 ℃ 2隔熱通風性能試驗評價人員主觀評價為良好及以上 3空調制冷系統試驗35 ℃以上環境制冷20 min，后排乘員肩部與車外溫差不低于8 ℃ 4自救互救試驗使用自身動力輔助絞盤能夠實現沙漠地面的自救和互救 5適應性行駛試驗3 000 km適應性行駛試驗無致命故障及嚴重故障出現

1 試驗概況

1.1 試驗準備

試驗樣車2臺（1#，2#）配置相同，試驗前完成磨合行駛并進行了必要的調整、保養和調試，技術狀況良好，配置齊全，其整車主要技術參數如下見表2：

表2 樣車主要技術參數

項目參數 發動機型式直列、六缸柴油機，渦輪增壓帶空空中冷器 排量/ml6 700 額定功率及相應轉速/（kW/r/min）180/2 500 最大總質量/kg8 000 最高車速/（km/h）125 變速器型式手動6擋 驅動型式4×4 全時驅動 輪胎型號335/80 R20

1.2 試驗地點及氣象條件

試驗在新疆吐魯番地區及鄯善縣周邊社會道路及自然路面完成，試驗時間為8月份上旬，最高溫度36.3 ℃～43.5 ℃，氣壓95.4 kPa～100.1 kPa，試驗期間風速不大于1.5 m/s。

1.3 試驗用測試儀器及準確度

高溫地區適應性試驗主要采用溫度數采及相關設備，主要測試儀器及準確度見表3：

表3 主要測試儀器及準確度

序號儀器名稱準確度 1速度傳感器速度：±0.5% FS距離：±0.1% FS 2數據采集器±0.2% FS 3溫度傳感器Ⅱ級 4多點測溫儀±0.1 ℃ 5輪胎氣壓表±0.2 kPa

2 試驗過程

根據設計要求，車輛在干熱地區要進行熱平衡能力、隔熱通風性能、空調制冷系統及自救互救4項專項性能試驗及3 000 km適應性行駛試驗。專項試驗選取1#樣車依次進行，適應性行駛試驗2臺樣車同時進行且貫穿始終，其專項試驗期間發生的試驗里程記入適應性行駛試驗里程。

2.1 熱平衡能力道路試驗

試驗樣車滿載，試驗分別在高速工況、怠速工況、熄火靜置及爬坡工況四個常規工況下進行。高速工況樣車以根據實際道路限制最高不超過100 km/h行駛；高速工況結束后迅速停車完成熄火靜置工況；發動機怠速工況樣車先以50 km/h車速行駛20 min后停車，散熱器迎風面正對風向，發動機怠速運轉；爬坡工況根據實際道路情況，控制油門轉速盡可能在1 825 r/min～1 925 r/min行駛。各工況試驗開始后使用數據采集器設置時間間隔2 s，分別對發動機進出水、機油、變速箱、主減速器等重要部件溫度進行記錄至試驗溫度接近平衡。各工況溫度曲線如圖1至圖2所示。計算主要冷卻介質在各工況下的許用環境溫度，以其最小值作為整車許用環境溫度的試驗結果見表4。

圖2 怠速及爬坡工況

表4 熱平衡能力道路試驗結果 單位：℃

工況最高溫度冷卻介質整車最大許用環境溫度 環境溫度機油冷卻液分動箱變速箱 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 隔熱通風性能試驗

試驗樣車搭載評價人員4人（包含駕駛員）以50 km/h速度勻速行駛，監測樣車頂蓋外表面二個溫度測量點的直射溫度達到穩定后，試驗開始。所有通風裝置處于全開位置，溫度達到穩定后，測定并記錄駕駛員側底部頂部內外、副駕駛員側頂部內外、前圍板內外以及后排乘員頂部內外的溫度值，見表5。提升速度至80 km/h勻速行駛，關閉車窗打開全部空調至外循環位置，行駛至溫度接近穩定。分別記錄各評價人員對車輛的隔熱、車窗通風及空調通風的主觀評價結果后，交換評價人位置重復試驗。樣車隔熱通風性能試驗結果見表6。

表5 隔熱通風性能試驗結果 單位：℃

測點結果測點結果 駕駛員側底部機艙內48.1副駕駛側頂部頂蓋外39.5 室內43.7頂棚處35.7 前圍機艙內62.0后排乘員頂部頂蓋外39.6 室內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 隔熱通風主觀評價結果

項目評價結果 隔熱性能評價駕駛員良好 副駕駛員良好 后排座椅良好 總評良好 車窗通風評價駕駛員悶熱 副駕駛員較悶熱 后排座椅良好 總評較悶熱 空調通風評價駕駛員較悶熱 副駕駛員較悶熱 后排座椅良好 總評較悶熱

2.3 空調制冷系統試驗

試驗樣車在室外條件下暴曬90 min后啟動車輛，速度至40 km/h后打開空調，車輛分別以40 km/h勻速、60 km/h勻速、100 km/h勻速及怠速四個工況下進行。記錄各個測溫點的溫度情況，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空調出風口等測溫度。根據設計要求，對各個工況進行20 min時的后排乘員肩部溫度結果進行記錄及比對見表7。

表7 20 min后排乘員肩部溫度結果 單位：℃

工況環境溫度試驗結果溫差 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

自救互救試驗在中交火焰山汽車試驗場附近沙漠區域進行，試驗需2#樣車配合進行，兩臺樣車均滿載。1#樣車行駛至車輪陷入沙漠無法自行駛出，放松絞盤拉繩，連接在2#樣車上，接通絞盤，將拉繩拉直后，絞離陷車地段，經試驗樣車成功完成自救試驗；將2#樣車行駛至車輪陷入沙漠無法自行駛出后，將1#樣車停放在陷入樣車的正前方，各車輪用三角木墊住，放松絞盤拉繩，掛在陪試樣車的前拖鉤上。接通絞盤，將拉繩拉直后，將2#樣車從松軟地段絞出，經試驗樣車成功完成互救試驗。

2.5 適應性行駛試驗

試驗樣車2臺（1#，2#），計劃試驗里程均為3 000 km，選取沙地、三級公路、戈壁灘及山路四種當地典型道路，其中沙地主要在鄯善縣庫木塔格沙漠附近沙地進行；山路主要在G312（3972）旁新疆吐魯番自然環境試驗研究中心附近山路進行；三級公路主要在G312（2972）至鄯善東收費站往返方向進行；戈壁灘主要在中交火焰山汽車檢測有限公司至七泉湖鎮進行；實際行駛里程統計結果見表8。

表8 實際行駛里程及工況統計

試驗道路項目試驗結果 1#2# 沙地行駛里程/km552551 平均車速/（km/h）53.451.7 三級公路行駛里程/km577548 平均車速/（km/h）78.075.5 戈壁灘行駛里程/km1 0511 074 平均車速/（km/h）41.844.0 山路行駛里程/km1 0731 053 平均車速/（km/h）47.853.0

試驗期間除每日點檢外，每行駛500 km進行設備的適應性功能檢查，包括車身與附件檢查、照明系統、制動系統等各個功能進行檢查。試驗過程根據QC/T 900—1997汽車整車產品質量檢驗評定方法進行檢驗，統計試驗過程中發生故障統計表見表9。

表9 故障統計表

樣車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 試驗結果分析及相關建議

3.1 結果分析

根據各項試驗的結果與其樣車的設計要求比對分析如下：

（1）樣車熱平衡能力道路試驗在常規工況下，其整車最大許用環境溫度為46.2 ℃，滿足設計要求。

（2）樣車在干熱地區環境條件下隔熱性能主觀評價結果為良好；車窗通風主觀評價較悶熱；空調通風主觀評價悶熱。隔熱性能結果滿足設計要求，車窗通風及空調通風不滿足設計要求。分析原因為車身結構導致，該車型為非承載式裝甲防彈鋼板車身，在防彈鋼板車體內側有隔熱層和防彈纖維組成的隔熱防彈帆布，側窗固定在車門上無法打開，僅有射擊孔可以打開進行通風，所以其隔熱性能良好而通風性能較差。

（3）樣車空調制冷系統性能試驗，各工況條件制冷20 min時，其后排乘員肩部溫度與車外溫差最小為8.2 ℃，滿足設計要求。

（4）樣車在使用自身動力輔助絞盤的情況下，能夠實現沙漠地面的自救和互救，滿足設計要求。

（5）樣車經3 000 km干熱地區適應性行駛試驗，出現一般故障1個、輕微故障1個，無致命故障及嚴重故障問題，滿足設計要求。

綜上，該國產越野車型除車窗通風和空調通風性能的主觀評價之外，其余性能均滿足產品設計要求，建議企業對車窗結構及空調設定進行調整或設計變更以滿足其產品設計要求。

3.2 相關建議

汽車在高溫環境下溫度上升快且不容易降低，高溫環境對汽車的通風性能及空調性能都是一個巨大的考驗[2]。如何讓車輛在高溫環境下迅速通風或降溫，并保持在一個相對合適的溫度，是企業產品設計需要重點考慮的。

熱平衡能力道路試驗的試驗過程受實際道路及車流量等條件影響較大，且試驗中的極限工況需配有負荷拖車或拖掛車輛才可進行（本文試驗車輛根據設計要求未進行該工況試驗），在社會道路上進行危險系數大且不易操控，建議在密閉的試驗場內進行試驗。而目前國內的干熱地區試驗場僅有中交火焰山汽車試驗場和上汽大眾新疆試驗場兩個，其中上汽大眾試驗場主要為M1類汽車試驗使用，中交火焰山汽車試驗場還處于建設之中[3]，建議汽車企業進行熱平衡能力道路試驗盡可能在符合條件的試驗場中進行，試驗場的建設也要同時考慮各車型的使用情況，并提供相應配套服務。

在高溫地區試驗期間，由于溫度傳感器長期布置于車內及各總成部件內，受長時間的顛簸影響，設備不可避免的會出現信號缺失等問題，且高溫地區修理設備還會降低效率增加成本，增加試驗人員額外工作量。建議汽車企業在發車前，在廠內合理有效地布置溫度傳感器，部分位置為防止滲漏可涂好油堵密封膠，線束接頭可打結處理[4]。

4 結束語

除前文所述的各項試驗之外，對于軍用越野車，在考慮其越野性的同時，還應與本國的道路、地形以及氣候情況相結合，與汽車的主要用途相結合，建議盡量提高軍車與民用車通用性[5-6]。在高溫環境下由于進氣溫度和燃油溫度的上升，會影響發動機的輸出功率，整車的動力性、經濟也會受到相關影響；高溫環境下的持續行駛，除了考驗整車、系統和零部件耐熱性能，同時還要考慮車內內飾件是否會散發出讓人難以忍受的氣味等問題。建議該樣車生產企業及類似車企在進行干熱地區適應性試驗可充分考慮車輛所有潛在問題，完善產品設計。

[1] 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(01):61-65.

[2] 程源,劉培培,趙林平,等.汽車“三高”環境適應性試驗開發和驗證[J].公路與汽運,2016(03):11-13.

[3] 鄒博維,崔曉川.整車干熱高溫試驗測試場地規劃研究[J].裝備維修技術,2018(04):27-35.

[4] 王鳳杰,王照魯,陳克偉,等.新型8×8特種汽車三高試驗研究[J].重型汽車,2016(05):11-13.

[5] 曾志斌.軍用越野車越野性能分析[J].客車技術與研究,2007 (05):24-26.

[6] 楊武,李江濤,熊碧君,等.國內外軍用重型越野車輛的發展歷史及趨勢[J].汽車實用技術,2019(13):198-200.

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，就職于中國汽車技術研究中心有限公司，研究方向為整車性能及環境適應性試驗。