汽车开发中的整车可靠性试验

张曼　石帅朋

摘 要：随着汽车的普及，汽车技术的发展，结构的复杂以及人们需求水平的提高，人们对汽车的可靠性也提出了越来越高的要求。近年来，汽车开发中的整车可靠性试验得到了业内的广泛关注，研究其相关课题有着重要意义。本文首先对相关内容做了概述，并结合相关实践经验，分别从道路试验、虚拟试验，以及环境可靠性试验等多方面，就汽车开发中的整车可靠性试验展开了研究，阐述了个人对此的几点认识。

关键词：可靠性;试验;汽车开发

1 汽车开发中的整车可靠性试验

（1）道路试验。道路试验是整车可靠性试验最重要也是最常用的试验方式，按照道路的不同可以分为试车场道路试验和公共道路试验。试车场道路试验是在试车场的专用道路上试验样车按照规定的试验规范驾驶，以验证汽车在设计生命周期内实际使用过程中的可靠性。试车场道路一般有：卵石路、鱼鳞坑路、搓板路、比利时路、起伏路、破损路、方坑、摇摆路、标准坡道等“坏路”和高速道路，这些典型的道路能够重现汽车行驶过程中遇到的各种路而激励。每家汽车企业都有着自己不同的试验规范，试验规范的制定一般是依據目标市场中的目标客户实际使用情况，筛选出其中代表大多数客户的最恶劣的行驶工况，通过特定的车速和循环数量在试车内的各种典型道路上重现这些工况，并且使其累计等效汽车考核周期内实际使用条件下相同的可靠性积累。公共道路试验是车辆在公共道路上按照驾驶员一般的驾驶习惯，按照产品实际使用情况下的在山路、乡村公里、城市道路、省道、国道、高速路等典型道路上行驶里程，产品的销售区域有时也会作为一个考虑因素，销售量比较大的区域的路而特征将会被优先选择。模拟道路试验，利用采集到的汽车在各种道路上执行道路可靠试验规范时四个车轮的力或者扭矩作为输入与基准，然后将这些数据转化成道路模拟机所需液压伺服系统的驱动程序，重现汽车在相应的道路试验规范中受力或扭矩情况。通常情况下会除了四轮力或扭矩外还会选择其他关键硬点的应力应变作为参考基准调试和检验液压伺服驱动程序，提高模拟道路试验和实际道路试验的关联度。道路模拟试验台架早期只有4个通道，因此只能模拟不同路而道路试验中垂直载荷造成的疲劳损伤，其试验结果与道路试验的关联度较差。16通道能够重现每个车轮纵向、垂直、侧向二个方向的受力和制动/驱动扭矩，能够较好的考核悬架系统，车身结构，后桥，副车架等承载结构。目前最新的24通道能够重现车轮全部六个自有度方向上的力和扭，因此能够更真实的模拟车辆在道路上行驶时的受力和扭矩情况，不但车身底盘等结构件，空调、内饰、电子、外饰等零件的绝大多数零件的结构可靠性也能得到有效的考核。

（2）腐蚀试验。腐蚀试验是重现汽车实际使用中所受到的电化学腐蚀，主要的试验设施有盐溅槽、盐雾室、高温高湿环境舱。盐溅槽内是一定比例的盐、水和砂石的混合物，能够模拟冬季道路洒盐对车辆的影响;盐雾室内部布满喷嘴能够将一定浓度的盐水以雾状的形式充满整个空间，试验样车在里面浸泡一段时间后，车身外部以及与空气接触的零部件都会沉降一定量的盐水，能够模拟沿海地区高湿空气对车辆造成的腐蚀;高温高湿环境舱主要用于加速腐蚀的进程，在试验场中进行的腐蚀耐久性试验，两周的腐蚀效果可以等效实际使用中的一年。试验过程会在试验样车的不同区域悬挂标准的金属样片，这些金属样片的腐蚀情况能够反映出腐蚀试验的腐蚀效果。将这些样片的腐蚀数据和专门收集产品车使用过程中腐蚀数据对比，能够做到腐蚀试验对样车不同区域的腐蚀都与产品实际使用中的腐蚀相当，腐蚀试验能够真实的反映产品的耐久性。

（3）虚拟试验。虚拟试验现代CAE技术在汽车开发中的一项重要应用，把整车结构搭建为一个混合多体动力学理论模型，把道路试验中的典型路面和行驶工况作为输入条件，结合各种材料的疲劳数据预测不同零部件的疲劳寿命。虚拟试验周期短，不需要制造物理样车，在设计初期就能发现潜在问题为优化提供数据支持，虚拟技术的研究和应用已经越来越被汽车企业重视，对于比较成熟的汽车企业来说虚拟技术的应用是将来汽车研发能力提高的一个重要方向。

（4）环境可靠性试验。试车场试验、公共道路试验、道路模拟试验等各种道路可靠性试验都是考核各种道路环境对汽车可靠性的影响，一个完整的可靠性试验应当可虑汽车使用过程中的各种气候环境温度、湿度、气压、电化学环境等，汽车环境可靠性试验一般包含夏季试验、冬季试验和腐蚀试验等。夏季试验是将汽车暴露在高温高湿的气候环境中，一般要求35度以上的环境温度下，可以有效的检验汽车的冷却系统及其汽车中内饰等不耐高温零件，海南汽车试验场位于海南省琼海市是理想的夏季试验场所，其属热带季风气候区北缘，年平均降雨量2072.8毫米，年平均辐射量为每平方118.99千卡，终年无霜雪，年平均日照为2155小时。年平均气温24℃，7月份平均气温28.3℃，极端最高气温可达39℃。汽车中的电子元器件、油液、在低温条件下会发生物理特性的变化，冬季试验是将汽车暴露在-30度以下在低温以及冰雪环境中。冬季试验一般选择在黑龙江的黑河市，黑河市地处中高纬度，属寒温带大陆性季节气候，全区年平均气温为-1.3～0.4℃。一月最冷，平均气温为-25.4～23.8℃。我国海岸线长度为1.8万公里，大多数发达城市都分布在沿海地区，耐腐蚀性是汽车可靠性试验中不可或缺的一部分，腐蚀试验是利用人工配比的不同浓度的盐水来模拟汽车实际使用中所受到的电化学腐蚀，并利用高温高湿环境舱加速这种腐蚀过程。尽可能早的发现潜在的设计问题，是汽车开发过程中可靠性试验的主要目标，不同的可靠性试验需要合理的应用在汽车开发的不同阶段。在概念车开发阶段主要是汽车主要架构的选型和设计，这个阶段很难去制作能够进行试验的物理样车，虚拟试验主要应用在这个阶段，能够在早期发现潜在设计可靠性问题;结构车开发阶段主要验证车身承载结构、底盘系统、动力总成系统、空调系统、座椅骨架等基本结构形式的可靠性，试验样车的其他零部件都还不能提供足够代表性的样件，道路模拟试验不需要车辆具备钧驶功能，能够很好的验证车辆的各种结构件可靠性;集成车开发阶段使用的零部件都能够代表实际产品的设计，因此这个阶段首先考核道路可靠性试验和环境可靠性试验。

2 结语

综上所述，加强对汽车开发中的整车可靠性试验的研究分析，对于其良好实践效果的取得有着十分重要的意义，因此在今后的汽车开发过程中，应该加强对整车可靠性试验的重视程度，并注重其具体实施措施与过程的严谨性。

参考文献：

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