汽车“三高”环境适应性试验开发和验证

程源，刘培培，赵林平，卢生林，徐有忠

（1.奇瑞汽车股份有限公司，安徽芜湖 241000；2.安徽德孚转向系统股份有限公司，安徽芜湖 241000）



汽车“三高”环境适应性试验开发和验证

程源1，刘培培2，赵林平1，卢生林1，徐有忠1

（1.奇瑞汽车股份有限公司，安徽芜湖 241000；2.安徽德孚转向系统股份有限公司，安徽芜湖 241000）

摘要：汽车环境适应性试验作为整车试验开发和验证中一个不可缺少的环节，已受到国内外汽车生产厂家的重视。文中介绍了汽车环境适应性试验的概念，说明了环境适应性试验的目的和试验类型，重点介绍了“三高”（高原、高温、高寒）环境适应性试验的主要试验地点及试验开发和验证项目；通过对比国外环境适应性试验的测试地点和气候环境，说明了国内测试地点的合理性；最后说明了环境适应性试验在试验开发中的重要性。

关键词：汽车；环境适应性试验；高原试验；高温试验；高寒试验；开发和验证

随着汽车技术及行业的日益发展，汽车的综合性能越来越受到汽车厂家的重视。中国是一个地大物博、幅员辽阔的国家，因跨纬度较广，距海远近差距较大，加之地势高低不同，地形类型及山脉走向多样，形成了多种多样的地域和气候特点。汽车在不同地域和气候环境下其相关性能会发生变化，如汽车的非金属件、橡胶件、燃油和润滑油等容易受到高、低温环境的影响，汽车的动力性能、驾驶性能和制动性能容易受到海拔高度的影响，进行汽车环境适应性试验开发和验证非常重要且有必要。

1　汽车环境适应性试验简介

1.1环境适应性试验概念

在汽车开发过程中，因为地域和气候环境等因素的影响，汽车的相关性能可能会发生变化。为了避免这些情况的发生，同时保证汽车在各种环境下的综合性能，汽车厂家通过在各种环境下开展汽车性能测试和验证确保汽车的综合性能，这样的测试称之为汽车环境适应性试验。

1.2环境适应性试验目的

在各种极端环境条件下，通过对整车、系统及零部件进行性能开发阶段的测试、验证及相应的主观评价，发现容易受环境影响的潜在的和已存在的问题并加以解决，提高汽车在各种环境下的综合性能，满足用户在各种环境下的使用需求，最终达到令用户满意的目的。

1.3环境适应性试验类型

根据中国地域和气候环境特点，环境适应性试验一般包括高温、低温、高海拔、低海拔、干燥、潮湿、淋雨、冰雪、沙漠、防尘和腐蚀性等极端环境下的测试。为了充分测试和验证汽车在各种环境下的综合性能，提升产品的质量和用户的满意度，在汽车上市之前，一般都要经历这些与环境相关的试验。在这些环境性试验中，大气温度、空气湿度和海拔高度对汽车综合性能的影响较大。因此，许多汽车制造和生产厂家都在汽车开发过程中或上市之前开展高温、高原、高寒即“三高”环境适应性试验，对车辆的综合性能进行测试和验证。

2　“三高”环境适应性试验开发与验证要点

2.1高原环境适应性试验开发

2.1.1高原环境介绍

中国高原地区面积广阔，海拔1 000 m以上的地区占国土面积的58%，海拔2 000 m以上的地区占国土面积33%以上，有延绵数千公里的高原覆盖区域。在中国的四大高原中，青藏高原的平均海拔为4 000～5 000 m，是世界海拔最高的高原，有“世界屋脊”和“第三极”之称。因此，高原试验一般在青藏高原开展，所选择的海拔在4 500 m左右。但因为青藏高原公路会因下雪全年中只有半年的时间允许通行，有些汽车厂家会在青藏公路不利于汽车高原环境试验时选择在云贵高原海拔4 200 m左右的地区进行汽车测试。

2.1.2高原环境主要测试地点选择

高原环境适应性试验主要测试地点为青海昆仑山口（海拔4 768 m）或云南白茫雪山（海拔4 210 m）。

2.1.3高原环境特点对整车的影响

高原地区环境由于海拔高、空气稀薄、大气压力低，会造成发动机的动力性能下降，燃油经济性变差，起动性能也会受到海拔高低的影响。因为高原环境空气含氧量稀薄，同样会导致真空助力器中的真空度不足，从而影响制动性能，主要表现为制动踏板力变大、制动距离变长、整车的制动效果变差。在高原环境中，由于海拔高度不断变化，会对自动变速箱的换挡时机、换挡质量和换挡策略提出更高的要求。这些都需要在高原环境中进行测试和验证。

2.1.4高原环境试验开发与验证要点

高原环境试验开发与验证要点包括整车的动力性、经济性、驾驶性、制动性和自动变速箱的换挡及冷机起动等性能。

2.2高温环境适应性试验开发

2.2.1高温环境介绍

吐鲁番属于独特的暖温带大陆性干旱荒漠气候。因地处盆地之中，四周高山环抱，增热迅速、散热慢，形成了日照长、气温高、降水少等特点，素有“火洲”之称。一年之中，7月份最为酷热，气温达到35～50℃。因此，高温试验一般在吐鲁番进行，时间在7月份左右。

三亚位于海南的最南端，地处低纬度，属于典型的热带海洋性季风气候。许多汽车厂家也会在7月份在三亚进行高温、湿热适应性试验，考察汽车的相关性能。

2.2.2高温环境主要测试地点选择

高温环境适应性试验主要测试地点为新疆吐鲁番或海南三亚。

2.2.3高温环境特点对整车的影响

高温和湿热环境下，温度上升很快，且不容易降低，高温环境对汽车空调的降温性能是一个巨大的考验。如何让车辆在高温环境下迅速降温，并保持在一个相对舒适的温度，是空调系统需要重点考虑的。同时在高温环境下，由于进气温度和燃油温度上升，会影响发动机的输出功率，进而影响整车的动力性。在高温环境下持续行驶，也是对整车、系统和零部件、橡胶件和塑料件耐热性能的考验，同时还要验证这些橡胶件、塑料件和内饰件在高温环境下是否会散发出让人难以忍受的气味。

2.2.4高温环境试验开发与验证要点

高温环境试验开发与验证要点包括整车的动力性、舒适性、耐热性、内饰件气味和空调的降温及冷机起动等性能。

2.3高寒环境适应性试验开发

2.3.1高寒环境介绍

漠河县位于中国版图的最北部、黑龙江省最北端，属于寒温带大陆性气候，是中国纬度最高、气温最低的地区。因此，漠河是国内汽车厂家进行汽车高寒环境试验场地。但漠河位于大兴安岭北麓，进出漠河的交通不是非常便利，且漠河的寒带试验场地配套设施不是非常完善，许多汽车厂家也会选择在黑河进行寒带试验测试。黑河位于中国东北边陲，属于寒温带大陆性季风气候，临近冷空气发源地西伯利亚大草原，气温达到-25～-40℃，加上黑河交通便利，每年冬季会建有专门的汽车测试场地，故黑河逐渐成为汽车厂家高寒环境测试的一个热门地点。与此同时，与黑河差不多纬度的内蒙古呼伦贝尔牙克石也逐渐形成了冬季汽车测试的氛围和场地。2008年博世集团在此建立了“博世（呼伦贝尔）汽车测试技术中心”，该测试中心成为博世集团在全球范围内技术标准最高的冬季试车测试场。

2.3.2高寒环境主要测试地点选择

高寒环境适应性试验主要测试地点为黑龙江漠河、黑河或内蒙古牙克石。

2.3.3高寒环境特点对整车的影响

由于高寒环境下气温较低，对发动机是一个很大的考验，尤其是发动机的低温冷机起动性能，通过高寒环境适应性试验可了解汽车能否在高寒环境下正常起动。在验证低温冷起动性能之后，需测试在低温环境下的起步性能及冷机驾驶性能。因为高寒环境的特殊性，同时需要对整车的采暖性能、整车车内除霜、除雾及通风性能进行测试；还需要对橡胶件、塑料件的耐低温性能进行测试，对受气温变化影响的润滑油和油脂的功能进行测试和验证，对电加热座椅、雨刮器、玻璃升降、触屏按键等系统的功能和附件的功能进行测试，确认受温度影响后的相关功能是否能正常运行。

2.3.4高寒环境试验开发与验证要点

高寒环境试验开发与验证要点包括整车的低温冷机起动性能、驾驶性、整车的采暖、除霜、除雾和通风、橡胶件、塑料件、燃油和润滑油脂的耐低温等性能及相关附件的功能。此外，在高寒环境下，还需要对汽车的制动性能、ABS、ESP等专项性能进行匹配、试验和验证，在不同附着系数下对整车的制动性能进行测试；也需要对轮胎的抓地性能进行试验，特别是冬季轮胎的性能测试和验证，这也是各轮胎厂家开发冬季轮胎必须经过的测试。

3　国内外“三高”环境适应性试验地点和试验条件对比（见表1）

从表1来看，文中所选择的国内“三高”环境适应性试验地点和试验条件达到了国内外环境适应性试验的要求。

表1　国内外“三高”试验主要试验地点和试验条件对比

4　结语

随着科技和技术的日益进步，汽车的使用日益广泛，汽车已不再是一件简单的代步工具，客户也不再只是简单地关注汽车的功能，而是对汽车的性能，特别是汽车的综合性能提出了更加严格的要求，要求其满足在各种不同环境下的使用要求。因此，汽车环境适应性试验，特别是“高原、高温、高寒”试验作为检验汽车综合性能的一个重要手段，日益受到国内汽车生产厂家的重视，相信在后续车辆开发过程中也将会起着更加重要的作用。

参考文献：

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［2］ 程源，高玉振，卢生林，等.高原高寒环境对汽车制动性能的影响［J］.汽车工程师，2013（3）.

［3］ 李思鼎，陈国安.高原和高寒环境对车辆的影响分析［J］.城市车辆，2009（2）.

［4］ 许翔，张众杰，凤蕴，等.汽车环境适应性试验综述［J］.装备环境工程，2013，10（1）.

［5］ 徐顺余，曹辉.锂离子动力电池受高温影响的试验分析［J］.客车技术与研究，2011（4）.

［6］ 石磊，王国军.浅谈汽车环境适应性试验验证方法［A］.第九届河南省汽车工程技术研讨会论文集［C］.2012.

［7］ 刘宁.OBD三高试验的研究［J］.汽车工程师，2011 （1）.

中图分类号：U461.7

文献标志码：A

文章编号：1671-2668（2016）03-0011-03

收稿日期：2016-01-03