浅谈汽车产品在复杂环境条件下使用可靠性

王志

(安徽省计量科学研究院 200051)

1 确定汽车产品使用可靠性的重要意义

随着汽车产品在日常生产生活中越来越广泛的使用，其可靠性指标的重要性也与日俱增。确定汽车产品的使用可靠性指标[1]，对于确保车辆安全驾驶、避免行车突发故障、减少交通事故发生具有重要的现实意义。因此，应当对汽车产品的使用可靠性进行充分测试与论证，尤其针对复杂外部环境条件[2],对于汽车产品使用可靠性的影响与研究，应当切实予以推进。

2 复杂环境条件下汽车产品使用可靠性测试

在通常外部环境条件下，汽车产品具有符合标准的使用可靠性，但在复杂外部环境条件下，这样的可靠性可能会大打折扣。这就需要对汽车产品进行科学系统的复杂环境条件使用可靠性测试[3]。

2.1 汽车产品使用可靠性测试的意义和目标任务

汽车产品的可靠性，其基本定义可以描述为：汽车及其各组成部分、零件和系统等，在规定环境条件下和规定时间限制内，完成符合标准的规定功能的能力。广义的汽车产品可靠性还包括汽车产品的可维修恢复性能，即汽车产品在规定外部环境条件下发生使用问题或运转故障，按照规定的方法进行系统维修，在规定的时间限度内可以恢复使用功能的能力。汽车产品使用可靠性的测试是一项系统的技术工程，贯穿于汽车产品的研究设计、机械制造、运转调试、实际运输、日常存放、维修以及报废等全过程。结合使用可靠性理论以及测试结果，可以实现对汽车产品使用可靠性的机械设计、技术改进以及经验的积累等。

2.2 复杂环境条件下汽车产品使用可靠性测试的重要作用

对汽车产品的使用进行复杂环境条件下的可靠性测试，是汽车可靠性测试的重要内容之一，也是直接取得用以系统分析汽车产品在不同外部环境条件下，使用可靠性相关数据的重要方法和来源。测试工作是汽车产品使用可靠性设计与分析的基础，明确设计和研究阶段的技术漏洞和改进空间，并可以对改进后的技术成果进行二次验证和评判。

2.3 不同复杂环境条件下汽车产品使用可靠性的测试要点

一是高寒气候环境条件。测试要点包括汽车冷起动、制动性能、燃油、冷却液及润滑液的抗冻性能，汽车产品中非金属零部件的硬化比例和失效程度，除霜设备及采暖装置等性能以及维修恢复性能等。

二是高海拔、低压环境条件。测试要点包括汽车冷却液沸点控制，燃油供应系统抗气阻性能，汽车发动机起动和制动性能等。

三是高温、湿热气候环境条件。测试要点包括冷却液沸点控制，汽车产品中金属零部件的抗腐蚀性能，汽车产品中非金属零部件抗老化与防霉变性能，电子器件、系统和设备等的故障问题以及维修恢复性能等。

2.4 复杂环境条件下汽车产品使用可靠性测试的注意事项

由于汽车产品使用可靠性测试的成本较高，对汽车产品的损耗巨大，而且周期较长，整体费用支出较高。因此，应当在测试工作前期明确具体的测试方案，明确待测试的复杂外部环境条件变量，细化测试目标、测试方法与测试步骤，着力保证汽车产品的使用寿命，有效节省测试工作的人力、物力与财力成本，同时科学缩短测试周期，节省时间成本。

3 复杂环境条件下汽车产品使用可靠性的综合影响分析

根据大量的测试数据，现对汽车产品在复杂环境条件下的使用可靠性进行如下分析。

一是在高温气候环境条件下，大部分的发动机性能都会受到较大影响，散热能力不强，导致其组成零部件的损耗加剧以及机油质量下降，燃油供应气阻不佳，影响汽车产品的动力性能，进而导致其使用可靠性的大幅度降低。

二是在高湿度环境条件下，会对汽车产品中金属零部件造成损耗，因环境湿度加大而发生腐蚀和霉变，影响零部件使用寿命，导致交通事故的发生，可靠性降低问题极易发生。

三是在高寒气候环境条件下。燃油的粘度由于温度显著降低，导致其流动性减弱，供应阻力加大。发动机设备冷起动装置不够精细，阻碍其性能发挥，部分塑料制汽车产品零部件会急速硬化与脆化，性能减弱。零部件间由于不同的冷收缩率导致相互咬死，电子系统和设备等由于电阻及电容量等的变化性能发挥受阻，进而影响使用安全与可靠性[4-5]。

四是在高海拔、低气压环境条件下。发动机设备也是主要问题，原因在于进气量不足导致动力减损。

五是在强磁场、静电干扰等环境条件下。主要影响汽车产品中电子系统和设备的使用可靠性。强磁场和静电干扰，导致电子元器件损耗，电路受射频干扰，进而导致操作系统无法正常使用。

4 提升汽车产品在复杂环境条件下使用可靠性的预防措施和改进方案

4.1 加大汽车产品使用可靠性前期科学化设计

汽车产品制造的前期设计尤为重要。随着当前自然环境与气候条件的变化，复杂环境对汽车产品的使用可靠性考验逐渐加大。因此，对于汽车产品制造的前期科学化设计是至关重要的环节。设计阶段应当充分结合当前气候环境与自然环境的变化趋势，汇总环境数据，同时汇总对汽车主要运用材料性能影响程度的数据加以综合分析，细化设计制造的各项技术指标，切实提高汽车产品对不同复杂环境条件的适应力[6]。

4.2 高度重视汽车产品使用可靠性测试

要高度重视汽车产品在复杂环境条件下的使用可靠性测试，并充分结合使用可靠性理论以及复杂环境测试结果，实现对汽车产品复杂环境使用可靠性的设计制造与技术改进。

4.3 优化汽车产品机械制造材料的选用与维护

着力优化汽车产品机械制造材料的选用与维护,也是提高汽车产品在复杂环境条件下使用可靠性的重要方法。一是选用具有高度抗腐蚀性的制造材料，并从结构整体设计、技术工艺操作以及使用保养等各个环节采取综合维护措施，防止腐蚀物质的堆积，提高排水性能，确保空气流通，减少水和灰尘的累积。此外，还可以选择外在防腐措施，例如采用涂防锈油脂、零部件电镀或加转化膜等方式完善产品表面处理，达到耐腐蚀的标准要求。二是在汽车产品制造全过程注意材料防静电处理，可以采取接地和屏蔽2种方式，疏导或削弱电流影响。三是提高防电磁干扰处理，可以采用材料屏蔽和滤波等技术手段，干扰射频信号，保护产品电路，进而增进电子系统与设备的使用可靠性[7-8]。

5 结束语

随着全球环境问题的日益加剧，汽车产品使用所处的环境条件会变得越来越复杂，任何极端气候、环境条件都有可能随时发生。因此，对于汽车产品的复杂环境条件使用可靠性的课题研究会一直成为机械制造领域的重点和难点。同时，由于自然环境与气候环境的极端不确定性，汽车产品使用可靠性的保障应当建立起相配套的应急管理技术体系与机制，这还需要各技术领域进行进一步的共同研究论证，以早日实现汽车产品机械设计制造领域的技术新突破。