国产某军用越野车高温（干热）试验研究

刘 策，王玉磊，吕 岩

国产某军用越野车高温（干热）试验研究

刘 策，王玉磊，吕 岩

（中国汽车技术研究中心有限公司，天津 300300）

为检验国产某军用越野车高温干热地区的环境适应性能力。在吐鲁番地区对样车进行热平衡能力、隔热通风性能、空调制冷系统、自救互救以及适应性行驶试验。结果该样车最大许用环境温度为46.2 ℃，隔热性能良好但通风性能主观评价为较闷热，41.5 ℃环境下制冷20 min之后的后排乘员肩部与车外温差8.2 ℃，能够实现沙漠地面的自救和互救，3 000 km适应性行驶试验无致命故障及严重故障出现。通过结果分析为该车型的设计定型提供依据，并结合试验过程及产品特点为类似汽车企业的高温试验提供技术参考及合理建议。

越野车；试验；高温地区；适应性

引言

高温（干热）地区汽车适应性试验主要是评价汽车发动机冷却系统、供油系统和驾驶室通风隔热装置、空调装置及其他各种使用性能是否满足戈壁、沙漠地区特殊气候、地理条件下的使用要求[1]。表1为国内某军工企业研制任务中对其生产的越野车干热沙漠地区适应性试验的相关项目及结果的设计要求，为检验其满足要求规定的相关能力，依据设计要求对其进行高温（干热）地区适应性道路试验，包括热平衡能力、隔热通风性能、空调制冷系统、自救互救以及适应性行驶试验，阐述各试验过程并通过对试验结果的分析对该车的相关能力进行评价研究，为该车型的设计定型提供依据，并结合试验过程及产品特点为类似汽车企业的高温试验提供技术参考及合理建议。

表1 设计要求

序号试验项目设计要求 1热平衡能力道路试验整车许用环境温度≥46 ℃ 2隔热通风性能试验评价人员主观评价为良好及以上 3空调制冷系统试验35 ℃以上环境制冷20 min，后排乘员肩部与车外温差不低于8 ℃ 4自救互救试验使用自身动力辅助绞盘能够实现沙漠地面的自救和互救 5适应性行驶试验3 000 km适应性行驶试验无致命故障及严重故障出现

1 试验概况

1.1 试验准备

试验样车2台（1#，2#）配置相同，试验前完成磨合行驶并进行了必要的调整、保养和调试，技术状况良好，配置齐全，其整车主要技术参数如下见表2：

表2 样车主要技术参数

项目参数 发动机型式直列、六缸柴油机，涡轮增压带空空中冷器 排量/ml6 700 额定功率及相应转速/（kW/r/min）180/2 500 最大总质量/kg8 000 最高车速/（km/h）125 变速器型式手动6挡 驱动型式4×4 全时驱动 轮胎型号335/80 R20

1.2 试验地点及气象条件

试验在新疆吐鲁番地区及鄯善县周边社会道路及自然路面完成，试验时间为8月份上旬，最高温度36.3 ℃～43.5 ℃，气压95.4 kPa～100.1 kPa，试验期间风速不大于1.5 m/s。

1.3 试验用测试仪器及准确度

高温地区适应性试验主要采用温度数采及相关设备，主要测试仪器及准确度见表3：

表3 主要测试仪器及准确度

序号仪器名称准确度 1速度传感器速度：±0.5% FS距离：±0.1% FS 2数据采集器±0.2% FS 3温度传感器Ⅱ级 4多点测温仪±0.1 ℃ 5轮胎气压表±0.2 kPa

2 试验过程

根据设计要求，车辆在干热地区要进行热平衡能力、隔热通风性能、空调制冷系统及自救互救4项专项性能试验及3 000 km适应性行驶试验。专项试验选取1#样车依次进行，适应性行驶试验2台样车同时进行且贯穿始终，其专项试验期间发生的试验里程记入适应性行驶试验里程。

2.1 热平衡能力道路试验

试验样车满载，试验分别在高速工况、怠速工况、熄火静置及爬坡工况四个常规工况下进行。高速工况样车以根据实际道路限制最高不超过100 km/h行驶；高速工况结束后迅速停车完成熄火静置工况；发动机怠速工况样车先以50 km/h车速行驶20 min后停车，散热器迎风面正对风向，发动机怠速运转；爬坡工况根据实际道路情况，控制油门转速尽可能在1 825 r/min～1 925 r/min行驶。各工况试验开始后使用数据采集器设置时间间隔2 s，分别对发动机进出水、机油、变速箱、主减速器等重要部件温度进行记录至试验温度接近平衡。各工况温度曲线如图1至图2所示。计算主要冷却介质在各工况下的许用环境温度，以其最小值作为整车许用环境温度的试验结果见表4。

图2 怠速及爬坡工况

表4 热平衡能力道路试验结果 单位：℃

工况最高温度冷却介质整车最大许用环境温度 环境温度机油冷却液分动箱变速箱 许用温度 138.0120.0135.0120.0 高速工况42.2110.889.4130.6116.046.2 怠速工况38.390.189.565.680.168.8 熄火静置42.175.584.374.878.077.8 爬坡工况43.0112.496.3115.7116.646.4

2.2 隔热通风性能试验

试验样车搭载评价人员4人（包含驾驶员）以50 km/h速度匀速行驶，监测样车顶盖外表面二个温度测量点的直射温度达到稳定后，试验开始。所有通风装置处于全开位置，温度达到稳定后，测定并记录驾驶员侧底部顶部内外、副驾驶员侧顶部内外、前围板内外以及后排乘员顶部内外的温度值，见表5。提升速度至80 km/h匀速行驶，关闭车窗打开全部空调至外循环位置，行驶至温度接近稳定。分别记录各评价人员对车辆的隔热、车窗通风及空调通风的主观评价结果后，交换评价人位置重复试验。样车隔热通风性能试验结果见表6。

表5 隔热通风性能试验结果 单位：℃

测点结果测点结果 驾驶员侧底部机舱内48.1副驾驶侧顶部顶盖外39.5 室内43.7顶棚处35.7 前围机舱内62.0后排乘员顶部顶盖外39.6 室内36.6顶棚处36.0 驾驶员顶部顶盖外39.5驾驶员头部36.8 顶棚处35.7副驾驶员头部36.7 中间乘员头部36.3后排乘员头部36.2

表6 隔热通风主观评价结果

项目评价结果 隔热性能评价驾驶员良好 副驾驶员良好 后排座椅良好 总评良好 车窗通风评价驾驶员闷热 副驾驶员较闷热 后排座椅良好 总评较闷热 空调通风评价驾驶员较闷热 副驾驶员较闷热 后排座椅良好 总评较闷热

2.3 空调制冷系统试验

试验样车在室外条件下暴晒90 min后启动车辆，速度至40 km/h后打开空调，车辆分别以40 km/h匀速、60 km/h匀速、100 km/h匀速及怠速四个工况下进行。记录各个测温点的温度情况，包括主副驾驶员头部膝部、后排乘员头部肩部膝部以及各个空调出风口等测温度。根据设计要求，对各个工况进行20 min时的后排乘员肩部温度结果进行记录及比对见表7。

表7 20 min后排乘员肩部温度结果 单位：℃

工况环境温度试验结果温差 40 km/h匀速41.533.38.2 60 km/h匀速41.329.111.2 100 km/h匀速39.828.411.4 怠速41.331.110.2

2.4 自救互救试验

自救互救试验在中交火焰山汽车试验场附近沙漠区域进行，试验需2#样车配合进行，两台样车均满载。1#样车行驶至车轮陷入沙漠无法自行驶出，放松绞盘拉绳，连接在2#样车上，接通绞盘，将拉绳拉直后，绞离陷车地段，经试验样车成功完成自救试验；将2#样车行驶至车轮陷入沙漠无法自行驶出后，将1#样车停放在陷入样车的正前方，各车轮用三角木垫住，放松绞盘拉绳，挂在陪试样车的前拖钩上。接通绞盘，将拉绳拉直后，将2#样车从松软地段绞出，经试验样车成功完成互救试验。

2.5 适应性行驶试验

试验样车2台（1#，2#），计划试验里程均为3 000 km，选取沙地、三级公路、戈壁滩及山路四种当地典型道路，其中沙地主要在鄯善县库木塔格沙漠附近沙地进行；山路主要在G312（3972）旁新疆吐鲁番自然环境试验研究中心附近山路进行；三级公路主要在G312（2972）至鄯善东收费站往返方向进行；戈壁滩主要在中交火焰山汽车检测有限公司至七泉湖镇进行；实际行驶里程统计结果见表8。

表8 实际行驶里程及工况统计

试验道路项目试验结果 1#2# 沙地行驶里程/km552551 平均车速/（km/h）53.451.7 三级公路行驶里程/km577548 平均车速/（km/h）78.075.5 戈壁滩行驶里程/km1 0511 074 平均车速/（km/h）41.844.0 山路行驶里程/km1 0731 053 平均车速/（km/h）47.853.0

试验期间除每日点检外，每行驶500 km进行设备的适应性功能检查，包括车身与附件检查、照明系统、制动系统等各个功能进行检查。试验过程根据QC/T 900—1997汽车整车产品质量检验评定方法进行检验，统计试验过程中发生故障统计表见表9。

表9 故障统计表

样车零部件名称故障模式故障类别处理措施 1#雨刷器水壶松动轻微故障重新固定 1#雨刷器出水管脱落一般故障更换水管

3 试验结果分析及相关建议

3.1 结果分析

根据各项试验的结果与其样车的设计要求比对分析如下：

（1）样车热平衡能力道路试验在常规工况下，其整车最大许用环境温度为46.2 ℃，满足设计要求。

（2）样车在干热地区环境条件下隔热性能主观评价结果为良好；车窗通风主观评价较闷热；空调通风主观评价闷热。隔热性能结果满足设计要求，车窗通风及空调通风不满足设计要求。分析原因为车身结构导致，该车型为非承载式装甲防弹钢板车身，在防弹钢板车体内侧有隔热层和防弹纤维组成的隔热防弹帆布，侧窗固定在车门上无法打开，仅有射击孔可以打开进行通风，所以其隔热性能良好而通风性能较差。

（3）样车空调制冷系统性能试验，各工况条件制冷20 min时，其后排乘员肩部温度与车外温差最小为8.2 ℃，满足设计要求。

（4）样车在使用自身动力辅助绞盘的情况下，能够实现沙漠地面的自救和互救，满足设计要求。

（5）样车经3 000 km干热地区适应性行驶试验，出现一般故障1个、轻微故障1个，无致命故障及严重故障问题，满足设计要求。

综上，该国产越野车型除车窗通风和空调通风性能的主观评价之外，其余性能均满足产品设计要求，建议企业对车窗结构及空调设定进行调整或设计变更以满足其产品设计要求。

3.2 相关建议

汽车在高温环境下温度上升快且不容易降低，高温环境对汽车的通风性能及空调性能都是一个巨大的考验[2]。如何让车辆在高温环境下迅速通风或降温，并保持在一个相对合适的温度，是企业产品设计需要重点考虑的。

热平衡能力道路试验的试验过程受实际道路及车流量等条件影响较大，且试验中的极限工况需配有负荷拖车或拖挂车辆才可进行（本文试验车辆根据设计要求未进行该工况试验），在社会道路上进行危险系数大且不易操控，建议在密闭的试验场内进行试验。而目前国内的干热地区试验场仅有中交火焰山汽车试验场和上汽大众新疆试验场两个，其中上汽大众试验场主要为M1类汽车试验使用，中交火焰山汽车试验场还处于建设之中[3]，建议汽车企业进行热平衡能力道路试验尽可能在符合条件的试验场中进行，试验场的建设也要同时考虑各车型的使用情况，并提供相应配套服务。

在高温地区试验期间，由于温度传感器长期布置于车内及各总成部件内，受长时间的颠簸影响，设备不可避免的会出现信号缺失等问题，且高温地区修理设备还会降低效率增加成本，增加试验人员额外工作量。建议汽车企业在发车前，在厂内合理有效地布置温度传感器，部分位置为防止渗漏可涂好油堵密封胶，线束接头可打结处理[4]。

4 结束语

除前文所述的各项试验之外，对于军用越野车，在考虑其越野性的同时，还应与本国的道路、地形以及气候情况相结合，与汽车的主要用途相结合，建议尽量提高军车与民用车通用性[5-6]。在高温环境下由于进气温度和燃油温度的上升，会影响发动机的输出功率，整车的动力性、经济也会受到相关影响；高温环境下的持续行驶，除了考验整车、系统和零部件耐热性能，同时还要考虑车内内饰件是否会散发出让人难以忍受的气味等问题。建议该样车生产企业及类似车企在进行干热地区适应性试验可充分考虑车辆所有潜在问题，完善产品设计。

[1] 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(01):61-65.

[2] 程源,刘培培,赵林平,等.汽车“三高”环境适应性试验开发和验证[J].公路与汽运,2016(03):11-13.

[3] 邹博维,崔晓川.整车干热高温试验测试场地规划研究[J].装备维修技术,2018(04):27-35.

[4] 王凤杰,王照鲁,陈克伟,等.新型8×8特种汽车三高试验研究[J].重型汽车,2016(05):11-13.

[5] 曾志斌.军用越野车越野性能分析[J].客车技术与研究,2007 (05):24-26.

[6] 杨武,李江涛,熊碧君,等.国内外军用重型越野车辆的发展历史及趋势[J].汽车实用技术,2019(13):198-200.

High Temperature (Dry Heat) Test Research on a Domestic Military Off-road vehicle

LIU Ce, WANG Yulei, LV Yan

( China Automotive Technology and Research Center Co., Ltd., Tianjin 300300 )

In order to test the adaptability of a domestic military off-road vehicle in high temperature (dry heat) area. Thermal balance capacity test, ventilation and heat insulation capacity test, air-conditioning refrigeration system performances test, self rescue and mutual rescue test, and adaptive driving test were carried out in Turpan area. The maximum allowable ambient temperature of the sample vehicle is 46.2 ℃; the thermal insulation performance is good but the ventilation performance is relatively sultry; the temperature difference between the shoulder of the rear passengers and the outside of the vehicle is 8.2 ℃ after 20 minutes of refrigeration at 41.5 ℃; self rescue and mutual rescue can be realized on the desert ground; no fatal fault and serious fault in the 3000 km adaptive driving test. The test process was described and the test results were analyzed to provide basis for the design and finalization of the vehicle type, and the vehicle was classified according to the test process and product characteristics The high temperature test of similar automobile enterprises provides technical reference and reasonable suggestions.

Military off-road vehicle; Test; High temperature area; Adaptability

U469.3

A

1671-7988(2022)02-102-05

U469.3

A

1671-7988(2022)02-102-05

10.16638/j.cnki.1671-7988.2022.002.023

刘策（1989—），男，工程师，就职于中国汽车技术研究中心有限公司，研究方向为整车性能及环境适应性试验。