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寒區(qū)環(huán)境適應(yīng)性試驗(yàn)介紹與研究

2022-03-12 23:07:18·  來源：汽車測試網(wǎng)  
　
我國東北、西北和華北等地區(qū)冬季時(shí)間長、氣溫低、降雪多，同時(shí)這些地區(qū)范圍廣，面積占我國國土面積的51.5%，人口占我國總?cè)丝诘?4%，汽車保有量占全國44%，所以
我國東北、西北和華北等地區(qū)冬季時(shí)間長、氣溫低、降雪多，同時(shí)這些地區(qū)范圍廣，面積占我國國土面積的51.5%，人口占我國總?cè)丝诘?4%，汽車保有量占全國44%，所以我國高寒環(huán)境對汽車使用產(chǎn)生的影響不容忽視。整車地區(qū)適應(yīng)性試驗(yàn)的目的是研究整車在外界環(huán)境刺激（影響）下的性能表現(xiàn)。在高寒地區(qū)，材料結(jié)冰、脆化、物理收縮等特性會(huì)引發(fā)汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)困難、材料硬化、失去彈性、磨損增大以及密封失效等問題。當(dāng)前，大部分汽車企業(yè)對寒區(qū)試驗(yàn)都有自己的試驗(yàn)方法，然而相應(yīng)的體系并不完善，從合資方習(xí)得的試驗(yàn)方法需要消化轉(zhuǎn)化，而獨(dú)創(chuàng)的試驗(yàn)方法則需要得到行業(yè)的認(rèn)可。
基于此，中國汽車工程研究院整車測評中心 整車測評工程師 李楊 對整車高寒地區(qū)環(huán)境適應(yīng)性試驗(yàn)進(jìn)行了歸納總結(jié)。

一、整車寒區(qū)環(huán)境適應(yīng)性試驗(yàn)介紹
1、環(huán)境適應(yīng)性試驗(yàn)概述
在汽車開發(fā)過程中，因?yàn)榈赜蚝蜌夂颦h(huán)境等因素的影響，汽車的相關(guān)性能可能會(huì)發(fā)生變化。為了避免這些情況的發(fā)生，同時(shí)保證汽車在各種環(huán)境下的綜合性能，汽車廠家通過在各種環(huán)境下開展汽車性能測試和驗(yàn)證確保汽車的綜合性能，這樣的測試稱之為汽車環(huán)境適應(yīng)性試驗(yàn)。
2、環(huán)境適應(yīng)性試驗(yàn)的目的
在各種極端環(huán)境條件下，通過對整車、系統(tǒng)及零部件進(jìn)行性能開發(fā)階段的測試、驗(yàn)證及相應(yīng)的主觀評價(jià)，發(fā)現(xiàn)容易受環(huán)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(huán)境下的綜合性能，滿足用戶在各種環(huán)境下的使用需求，最終達(dá)到令用戶滿意的目的。
3、寒區(qū)場地條件現(xiàn)狀
高寒環(huán)境試驗(yàn)是汽車環(huán)境試驗(yàn)的重要組成部分，在高寒環(huán)境下汽車的性能如駕駛性能、安全性能等均會(huì)發(fā)生明顯下降，尤其是隨著新能源汽車市場規(guī)模的不斷擴(kuò)大，高寒環(huán)境對新能源汽車性能的影響愈加明顯，是目前國際公認(rèn)的技術(shù)難題，也是當(dāng)前新能源汽車運(yùn)行的“禁區(qū)”。
受控封閉的寒區(qū)試驗(yàn)場作為汽車高寒環(huán)境試驗(yàn)重要的硬件設(shè)施，是測試工作的重要組成部分，得到了產(chǎn)業(yè)界和學(xué)術(shù)界越來越多的重視。
4、國內(nèi)典型的寒區(qū)汽車試驗(yàn)場
5、汽車高寒環(huán)境試驗(yàn)常用測試道路
6、道路基本條件分析
? 道路類型
? 道路規(guī)格尺寸
一致性結(jié)果
試驗(yàn)項(xiàng)目
? 典型路面關(guān)鍵參數(shù)
試驗(yàn)精度
7、整車寒區(qū)主要試驗(yàn)項(xiàng)目及試驗(yàn)方法
? 當(dāng)前高寒地區(qū)適應(yīng)性試驗(yàn)項(xiàng)目包括冷起動(dòng)試驗(yàn)、采暖性能試驗(yàn)、除霜性能試驗(yàn)、積雪地面通過性試驗(yàn)及雪侵入試驗(yàn)5 項(xiàng)專項(xiàng)性能試驗(yàn)，以及寒區(qū)的主觀評價(jià)試驗(yàn)和適應(yīng)性行駛試驗(yàn)。
二、試驗(yàn)案例解讀
1、冷起動(dòng)試驗(yàn)
下圖示為A車型起動(dòng)性能結(jié)果記錄。該樣車在-36.6 ℃環(huán)境溫度下熄火靜停8 h 后，起動(dòng)操作1 次，拖動(dòng)時(shí)間為5.7 s，試驗(yàn)結(jié)果是完全符合國標(biāo)中30 s 的限值要求。
下圖示為B車型起動(dòng)性能結(jié)果記錄。該樣車分別在-25.5℃/-17.6℃/-8.9℃環(huán)境溫度下，熄火靜停12h 后，記錄的起動(dòng)時(shí)間，試驗(yàn)結(jié)果也是符合國標(biāo)要求的。
2、采暖性能試驗(yàn)

3、適應(yīng)性行駛試驗(yàn)
下圖示為A車型適應(yīng)性行駛試驗(yàn)配比，試驗(yàn)工況分別按照城市、短途、高速、長途、靜置、長怠速、附件、洗車幾個(gè)方面去測評。通過對不同溫度段的下的試驗(yàn)里程和試驗(yàn)時(shí)間雙向累加。
下圖示為B車型適應(yīng)性行駛試驗(yàn)配比，試驗(yàn)工況分別按照高速、城市、郊區(qū)、山路、壞路幾個(gè)方面去測評。并沒有對極限溫度下有過多的權(quán)重要求。
4、除外霜性能試驗(yàn)
? 試驗(yàn)時(shí)間：環(huán)境溫度-20℃±2℃左右，選擇在不受日照影響的清晨或夜間進(jìn)行。
? 試驗(yàn)前一晚上用白板筆在前風(fēng)窗玻璃及前風(fēng)窗玻璃的內(nèi)側(cè)平均劃上100mm的方格線,然后將車輛放在室外靜置預(yù)冷。
? 暖氣設(shè)定：最熱、外循環(huán)、除霜、左右吹出口吹向車窗玻璃。
? 用酒精將風(fēng)窗玻璃及前車窗玻璃擦拭干凈。
? 用噴霧器將規(guī)定的水量均勻地噴在前風(fēng)窗玻璃及兩側(cè)前車窗玻璃擦表面上。噴嘴垂直于玻璃表面，相距：200mm～300mm。
? 靜置30min～40min使霜確實(shí)在玻璃表面上形成。
? 試驗(yàn)人員進(jìn)入車內(nèi)，發(fā)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，將風(fēng)量轉(zhuǎn)到最大，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速固定在1500r/min。
? 在試驗(yàn)開始后每五分鐘在玻璃上描繪除霜輪廓并標(biāo)示時(shí)間。
? 試驗(yàn)時(shí)間為40min，若提前完成除霜，則試驗(yàn)可提前結(jié)束。
5、除內(nèi)霜性能試驗(yàn)
? 以某國產(chǎn)乘用車試驗(yàn)為例，試驗(yàn)當(dāng)日環(huán)境溫度為-25 ℃，為避免光照影響，試驗(yàn)在上午5：00 開始。試驗(yàn)前使用酒精徹底清除風(fēng)窗玻璃內(nèi)、外表面的油污，試驗(yàn)人員數(shù)量為汽車總座位數(shù)。分別進(jìn)行怠速、40 km/h 勻速行駛及80 km/h 勻速行駛3 個(gè)工況下的試驗(yàn)，試驗(yàn)人員每隔1 min 在風(fēng)窗玻璃內(nèi)表面上描繪除霜面積輪廓圖，并標(biāo)記對應(yīng)的試驗(yàn)總時(shí)間，至各工況下結(jié)霜趨勢穩(wěn)定后結(jié)束試驗(yàn)，并記錄霜形成效果。
? 圖示為某乘用車車窗結(jié)霜結(jié)果，該車在40 km/h 勻速行駛工況下結(jié)霜趨勢穩(wěn)定后駕駛員側(cè)前風(fēng)窗的結(jié)果；怠速工況下結(jié)霜趨勢穩(wěn)定后左前門側(cè)窗的結(jié)果，如下圖所示。
? 經(jīng)驗(yàn)證，該樣車在試驗(yàn)過程中各工況穩(wěn)定時(shí)，前擋風(fēng)玻璃結(jié)霜區(qū)域不影響駕駛員查看前方道路情況，左右側(cè)窗在行駛過程中不影響觀看后視鏡，且不影響駕駛員通過左右側(cè)窗查看左右道路情況。
三、寒區(qū)試驗(yàn)的發(fā)展及建議
1、相關(guān)國標(biāo)的補(bǔ)充
隨著中國車企自主品牌研發(fā)能力的提升，對試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)和試驗(yàn)方法的要求越來越系統(tǒng)。通過整合國內(nèi)企業(yè)多樣的試驗(yàn)方法，提出構(gòu)建統(tǒng)一的試驗(yàn)規(guī)程，以對當(dāng)前高寒地區(qū)適應(yīng)性測試規(guī)程進(jìn)行補(bǔ)充，同時(shí)為新興整車企業(yè)高寒地區(qū)適應(yīng)性試驗(yàn)提供指導(dǎo)和依據(jù)。
2、智能網(wǎng)聯(lián)汽車測試道路的開發(fā)
智能網(wǎng)聯(lián)汽車的快速發(fā)展，相應(yīng)的高寒環(huán)境測試研究已初步開展，目前寒區(qū)試驗(yàn)場常用的測試道路無法滿足該類測試的順利進(jìn)行，故需針對智能網(wǎng)聯(lián)車的測試建設(shè)新型測試道路。
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