整车扬雪试验在环境适应性开发中的作用

卢生林， 奚崇伟， 徐家强

(奇瑞汽车股份有限公司， 安徽 芜湖 241009)

中国东北三省、内蒙古自治区中东部、新疆北部、青藏高原大部等地区为常年多雪带，雪季时间长、降雪量大。其中大兴安岭北部雪季时间大于210 d，青海南部和西藏自治区北部雪季大于300 d；东北和西北北部地区年降雪量大于30 mm，青海和西藏年降雪量大于60 mm。整车扬雪试验作为寒带环境适应性评估的重要内容，通过试验分析整车在降雪环境及积雪路面长时间行驶对整车性能可能产生的不良影响，有针对性地进行相关防雪设计优化。

1 行车环境扬雪主要来源

1.1 自然降雪过程

中雪及以上降雪会产生较多扬雪量，一般会进行扬雪试验。中雪以下一般不作考虑。

1.2 风吹雪

风吹雪是由气流挟带起分散的雪粒在近地面运行的多相流的天气现象，又称风雪流。根据强度大小分为低吹风、高吹风和暴风雪三类。风吹雪多发生在高纬度、高海拔和地形起伏变化较大的积雪地区(见图1)。

图1 风吹雪路段照片

1.3 积雪道路车辆扬雪

1.3.1 社会车辆行驶造成的扬雪

按照道路冰雪分类(见表1)，一般情况下密度低于0.41 g/cm3的雪粉容易飞散。车辆在高速公路行驶时相对较快，地面浮雪雪粉因空气对流被卷起。冬季行驶常用的寒带轮胎因花纹较深，也能卷起较多雪粒。雪粉和雪粒的密度低、下降慢，往往可形成覆盖面很广的雪雾区域。

表1 道路冰雪分类

根据实际行车经验，重型载重车辆高速行驶时扬雪密度大、高度大、持续时间长，在恒定车速下，前车通过涉雪路面后，后车往往持续在雪雾中行驶。

1.3.2 现代化道路除雪过程引起的扬雪

随着交通行业的快速发展，在交通运输管理部门开展的现代化除雪过程中，重型除雪车辆(设备)会扬起范围更广、强度更大的雪雾带。在公共道路中经常出现因前方清雪车进行除雪作业而扬起雪雾,后车视线受阻无法超车，只能长距离跟车持续处于雪雾带中的情况(见图2)。

图2 现代化除雪过程中引起的扬雪

2 模拟扬雪环境行驶试验

2.1 模拟方式

自然降雪影响因素较多，在道路试验行驶中较难模拟，采用前车在积雪路面以固定范围内的车速行驶，为后车扬雪的方法进行测试。为减少扬雪量差异，验证试验中60%路段可维持行驶速度60～80 km/h，两车距离控制在10～15 m，验证里程不低于150 km。

2.2 参与车辆

考虑路面通过性及行驶安全性，选择A、B、C 3款SUV车型参与验证。

2.3 验证地点及路面情况

验证地点选择内蒙古呼伦贝尔牙克石市郊某公共道路。根据实地考察，该路段日均车流量<100辆，路面积雪厚度3～8 cm。验证期间实测环境温度-15～-21 ℃。

3 扬雪试验后检查及风险评估

3.1 扬雪后车辆积雪状态

A、B、C 3款车型试验前外观及底盘无积雪、前舱无积雪，各电子电器功能正常，行驶无异常。完成扬雪试验后积雪检查结果见表2。

表2 扬雪试验后车辆积雪状态

3.2 积雪影响分析

3.2.1 发动机进气系统

3款车型驾驶过程中动力性能明显下降。拆卸空滤箱检查，空滤下壳体积雪较多，清理积雪并称重，3台车空滤下壳体积雪重500～900 g。空滤箱内部积雪全部高于进气口，滤芯本体吸附较多冰雪混合物(见图3)。

图3 某车型空滤箱内部积雪情况

扬雪试验完成后，3款车型在寒区仍开展其他试验，试验中A、B两款车型出现加速无力、自适应巡航工作异常、强制进入跛行状态等异常情况。经检测，涡轮增压压力异常。进一步拆卸涡轮增压进气管路，发现A车型涡轮增压传感器结冰、B车型涡轮增压中冷管内部存在大量残冰。初步分析认为在进气空气湿度过大、极低环境温度共同作用下，因进气系统中存在大量水气，而中冷管位置较低，汇集大量冷凝水凝固，冻结传感器或形成冰块(见图4、图5)。该问题与扬雪行驶直接相关。除冰后，A、B两款车型恢复正常，未再出现类似故障。

图4 涡轮增压传感器结冰

图5 涡轮增压中冷管内部残冰

3.2.2 电子电器功能

B车型后雷达探头被雪覆盖，AVM(全景影像系统)功能异常报警，倒车雷达失效。

A车型后备门流水槽内积雪，并与后备门电动撑杆轻度冻结(见图6)，后备门开启过程中误触发保护功能。B车型后备门流水槽内积雪，与后备门电动撑杆未冻结，开启功能正常。C车型后备门流水槽内也存在积雪，其后备门配置手动气弹簧体积较小，尚未出现冻结情况。

图6 A车型后备门流水槽积雪情况

3款车型电磁风扇电机及扇叶积雪，存在堵转风险。

前舱电器件及插接口位置被雪覆盖，如ECU(电控单元)、TCU(远程信息控制单元)、传感器等，未发生明显失效故障，考虑到可能出现融雪及结冰情况，存在产生功能性故障风险。

3.2.3 车身功能

C车型前盖锁体与前盖胶条处积雪，前盖锁体冻结无法打开。

A、B、C车型四门车门门下段积雪，轻微冻结。

3.2.4 行驶性能和安全

3款车型的副车架及后悬置积雪严重(见图7)，整车转向及NVH(噪声、振动与声振粗糙度)水平降低明显，同时存在较大安全隐患。

图7 副车架及相关件积雪

4 结语

扬雪试验对发动机进气系统、电子电器功能、车身功能、行驶性能均可全面进行考核，在整车寒带环境适应能力开发中应充分验证。通过这次扬雪试验，发现可对扬雪试验方法进行一些细节方面的优化，如在扬雪验证后未作除雪除冻的情况下，充分模拟寒带客户用车习惯及用车场景，对涉雪车辆可靠性进行确认；或扬雪后不作积雪清理，直接将车停入暖房内回温，检查快速融雪过程中可能产生的风险点。