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摘要:环境适应性作为现代汽车的一项重要性能,越来越受到人们的重视。本文详细分析了汽车环境适应性试验类型。
关键词:汽车;环境适应性;试验
前言:
汽车是一种在室外环境中连续工作的交通工具,在户外环境中,会遇到高低温、光照等不同环境,有时需在长期恶劣环境中工作,这些环境会严重影响车辆的使用寿命及性能,甚至使车辆的某些功能失效。因此,环境适应性已成为汽车性能的一个重要考察方面。
1 汽车环境适应性
GJB4239中将环境适应性定义为装备在预期使用寿命和各种环境条件下,实现预定功能和性能而不受损坏的能力,这是装备的质量特征。环境适应性是汽车的一个重要方面,它直接决定了汽车是否具有足够的环境适应性。若汽车生产完成,环境适应性即固定,不同环境对产品作用机理不同,很难准确描述环境适应性,环境适应性要求在产品研制中对环境适应性进行明确及定位,要求车辆在一定条件下运行良好,无损坏,各项性能能保持在正常参数范围内。我国幅员辽阔,不同地区有不同的气候环境,不同地理条件往往有不同的地域特征,车辆的性能和使用寿命往往在一定程度上受到各种环境相互作用的影响。从长远来看,影响环境适应性的气候因素包括气温、气压、辐射、风沙和温度。
2 汽车环境适应性试验类型
(1)汽车气候老化试验,研究评价车辆在露天环境和长期某种自然环境中的老化规律,以及各部件和车辆在大气中的稳定性与耐候性,在实际试验中,应根据车辆所面临的不同自然环境确定试验时间和地点,所有材料和设备应准备完善,并根据实际气候对车辆的环境适应性进行试验。同时,重点考虑一些典型、恶劣环境,如寒冷、高原环境等,这些都对车辆性能形成一定的考验。
为了确定环境对产品老化的影响,产品产期长期暴露在一种自然环境中,一般分为直接暴露及跟踪聚光暴露。还可进行实验室试验,即模拟一种实验室试验,取代长期暴露试验,因车辆若暴露在一种环境中,会消耗大量时间及精力。为了加快试验过程,快速反映环境适应性,可在实验室模拟部分环境,避免季节变化及日夜循环影响,这是控制各方面条件的一个很好的方法。(2)地区环境适应性试验。现代汽车必须满足复杂、多地域、全天候的自然环境使用要求。因此,有必要对车辆在实际或极端自然条件下,考察其耐环境能力和正常工作能力。汽车区域环境适应性试验旨在确定实际使用中各种自然环境对汽车性能的影响,其是检验、验证、研究汽车环境适应性的重要手段。1)低温地区适应性试验。东北、西北、华北地区冬季严寒期长、气温低、降雪多,这些气候特征对车辆的使用有许多不利影响。低温时汽车存在的问题是发动机起动困难、零部件磨损严重、燃耗增加、材料性能改变、易损坏、行车安全性与可靠性降低等。低温适应性试验通常包括冷启动性能试验、驾驶室采暖除霜试验、适应性行驶试验。低温地区适应性试验重点试验车辆在极端寒冷天气下的整体性能,如冷启动性能、驾驶室采暖除霜性能、车门是否能正常打开、车辆是否能正常工作、各种电气设备是否能正常工作、各种管路系统是否畅通等。2)高温、湿热地区适应性试验。我国大部分地区夏季炎热,日照时长,太阳辐射强度大,气温高。东南沿海地区梅雨及台风季节,空气中含盐量高。高温湿热气候对汽车产生不利影响,致使发动机功率下降、燃烧异常、机油加速变质、零部件磨损严重、金属腐蚀加剧、散热不良、轮胎易损坏等。
高温湿热区适应性试验应在副热带高温季节进行,气温在35℃以上,相对湿度大于85%。试验项目包括车辆热平衡道路试验、车辆隔热通风试验、供油系统可靠性试验等。3)高原地区适应性试验。我国是一个幅员辽阔的高原国家,海拔1000m以上的面积约358万平方公里,约占全国总面积的37%,具代表性的包括青藏高原、蒙古高原、黄土高原和云贵高原。高原环境有气压低、空气密度小、日照强、气温低、昼夜温差大、风沙大、地形复杂等特点。高原地区汽车使用中存在的问题有发动机功率低、经济性差、起动困难、冷却系统散热效率低、材料弹性、绝缘与密封性差等,降低车辆安全性、制动性、行驶稳定性、机动性、可靠性、耐久性,以及运输效率等。高原地区车辆适应性试验可在3000m以上的高原地区或高原环境实验室进行。高原地区适应性试验的目的是考查车辆性能是否能满足高原地区特定气候和地理环境使用要求。高原地区适应性试验包括汽车爬长坡试验、辅助和专用设备适应性试验、适应性行驶试验。4)干热、沙漠地区适应性试验。西北戈壁沙漠主要分布在新疆南部、甘肃西北部、内蒙古与宁夏部分地区,占全国面积的13.6%。这些地区受湿气流影响小,因而环境干燥、昼夜温差大、风沙大、干旱缺水。这种环境特点要求汽车具有良好的环境适应性、散热性、驾驶室通风隔热性,以及在戈壁沙漠中行驶的能力。干热沙漠汽车适应性试验是对发动机冷却系统、供油系统、驾驶室通风隔热装置、空调装置等性能进行评价,以满足戈壁沙漠区特殊气候及地理条件下的使用要求。汽车在干热沙漠环境中的适应性试验包括散热试验、驾驶室通风隔热试验、供油系统可靠性试验、总成热状态试验、适应性行驶试验。(3)电磁环境适应性试验。车辆电磁兼容性(EMC)是指车辆及其部件或独立技术单元在电磁环境中可靠工作的能力,不对环境中任何事物产生不必要的电磁干扰能力。随着现代电子技术在汽车中的应用,汽车性能得到提升的同时,其电磁敏感性也越来越明显。汽车电磁兼容对现代汽车与军用车辆十分重要,关系到车辆安全、排放控制效率、节能效率、智能控制可靠性,以及军用车辆作战效能与生存能力等。现代战场电磁环境复杂,静电、雷电、电磁辐射、电磁脉冲等自然或人为效应交互作用。军用车辆装备作为重要作战平台,不可避免地受到复杂战场电磁环境的影响,严重威胁着其生存及工作。汽车电磁环境适应性试验是通过静电参数和电磁兼容试验来衡量汽车及其零部件的抗电磁干扰能力。车辆电磁环境适应性试验一般分为车辆电磁辐射干扰试验、车辆辐射抗扰度试验、车辆及其部件静放电试验、电气部件的干扰试验、电子元件或电子控制系统的电磁抗扰度试验。(4)实验室模拟环境试验。其又称人工模拟环境试验,是指在规定的环境与负荷条件下进行的实验室环境试验,可分为环境适应性研制试验、环境适应性特性调查试验、安全环境试验、环境鉴定试验、环境验收与例行试验等。车辆环境模拟实验室可模拟行驶中的天气及运行状态,测定整车、总成和零部件的实际运行状态。环境模拟实验室在检测车辆、零部件和材料具有不受地域、季节和时间的限制,它能再现自然条件和模拟极端环境条件,在相同环境下多次重复试验,便于对试验数据进行评估及分析。(5)汽车环境试验仿真技术。随着环境对汽车影响的广泛深入,汽车结构及技术的日益复杂,汽车环境适应性试验的工作量与难度越来越 大。汽车环境适应性试验不仅实施难度大,而且需更高的资金支持,许多试验难以在实验室或试验场进行。环境试验模拟技术作为一种经济有效的手段,已成为汽车环境适应性试验发展的重要方向。车辆环境试验仿真技术是用数字仿真技术来分析、评价、预测车辆在实际环境中的环境影响及其对车辆性能的影响。因环境试验模拟技术可提高环境试验评价的效率,不受气候环境影响,试验周期短,成本低,该技术是研究车辆环境适应性的有效手段,在发达国家,该技术广泛应用于武器装备系统的论证、试验和评价。然而,因车辆环境适应性的复杂性及特殊性,如何充分发挥环境试验仿真技术的优势,弥补现有环境试验的不足,在汽车设计研制、生产、使用中,如何更好地满足环境适应性评价要求,是汽车环境试验技术发展的一个重要课题。
参考文献:
[1]李 勇. 汽车环境适应性试验综述[J].科技视野,2019(01).
[2]许 翔. 汽车环境适应性试验综述[J].装备环境工程,2015(06).