汽車環境適應性試驗綜述

劉偉建 任麗敏 盧宗寶 郭偉

摘 要：環境適應性作為現代汽車的重要性能越來越受到重視，隨著汽車環境試驗技術的進步，汽車環境適應性試驗也得到了飛速的發展。

關鍵詞：汽車；環境適應性；試驗技術；模擬試驗

汽車是一種在露天的環境下不斷工作的交通工具，在戶外的環境中，就會面臨著高低溫、光照、風沙等不同的環境，甚至很多時候需要在惡劣環境中長期工作，這些環境會對汽車的壽命以及性能造成嚴重的影響，甚至會讓汽車的一些功能失效。因此，環境適應性如今是汽車性能的重要考察方面。

一、汽車環境適應性

環境適應性在GJB4239中的定義是裝備在壽命的預期內，在各類環境條件的作用下，實現預定功能以及性能并不受到破壞的能力，這是裝備的一種質量特性。環境適應性對汽車來說是重要的方面，直接決定著汽車是否具備足夠的環境適應性。若是汽車生產完成，環境適應性也就是固定下來了，不同的環境對產品有著不同的作用機理，對環境適應性進行準確表述，還是有著一定的難度，環境適應性通常來說是要求在產品研制中，對環境適應性進行明確和定位，需要汽車在一定的條件下保持良好的運行，不會受到損壞。各類性能可以保持正常的參數。國內的地域非常遼闊，在不同的地區有著不同的氣候環境，不同的地理條件下往往也是有著不同的地域特征，汽車在各類環境的相互作用下，往往性能以及壽命都是會受到一定的影響，長期的作用下，對環境適應性造成一定影響的氣候因素，主要是氣溫、氣壓、輻射、風沙以及溫度。

二、汽車環境適應性試驗類型

汽車環境適應性試驗是在自然或人工模擬環境中，對與環境密切相關的汽車材料、總成與零部件以及整車進行的環境試驗。通過特定環境條件下的試驗，測量汽車各項性能參數的變化規律，并檢驗是否符合設計要求，從而對汽車在各種環境條件下的適應能力進行評價。依據試驗目的、試驗場所和試驗條件，汽車環境適應性試驗可以分為汽車氣候老化試驗、地區環境適應性試驗、電磁環境適應性試驗和實驗室環境模擬試驗等。

1.汽車氣候老化試驗。汽車氣候老化試驗是將汽車長期暴露在典型自然環境中，研究汽車氣候老化的演變規律，驗證與評價汽車整車、零部件及材料在典型大氣環境條件下的耐候性和穩定性。進行氣候老化試驗時，應根據汽車可能遇到的各種自然環境，確定試驗的場地和時間，以及試驗的材料、構件、部件和設備等。根據我國實際氣候環境條件，應著重考慮的典型嚴酷自然環境有寒冷環境、濕熱環境、高原環境、干熱沙漠環境。自然氣候老化試驗。自然氣候老化試驗也稱為自然環境暴露試驗，它是一種將材料和產品長期暴露于某種自然環境中，以確定該種自然環境對材料和產品老化影響的試驗。自然氣候老化試驗通常可以分為直接暴露試驗、太陽跟蹤聚光暴露試驗和特殊暴露試驗。老化試驗的典型氣候。世界各地的氣候存在很大的差異，選擇適當的自然環境條件進行試驗非常重要。美國經過長期的研究發現，亞熱帶氣候與干熱沙漠氣候具有廣泛的代表性，在這兩種典型自然環境下進行氣候老化試驗，老化效果明顯。某型汽車正在進行自然環境暴露試驗，如圖1所示。

圖1汽車自然環境暴露試驗

2.地區環境適應性試驗。現代汽車應滿足全天候、多地域復雜自然環境條件下的使用要求。因此，必須在實際使用環境條件下或者極端自然環境條件下，考察汽車的耐環境能力以及正常工作的能力。汽車地區環境適應性試驗也稱為使用環境試驗，目的是確定汽車在實際使用過程中，各種自然環境對其性能產生的影響。汽車地區環境適應性試驗是考核、驗證和研究汽車環境適應性的重要手段，在汽車的研制、生產和使用階段均有廣泛的應用。地區環境適應性試驗一般考核低溫、高溫、高原、濕熱、戈壁、沙漠、淋雨、冰雪、鹽霧等各種大氣環境條件對汽車性能的影響。在進行地區環境適應性試驗時，應針對不同的試驗環境條件，制定試驗大綱，明確試驗條件、測量參數、試驗方法以及環境失效判據等。試驗結束后，應提交使用環境試驗報告，并針對不同類型的汽車，確定使用環境及要求。

3.電磁環境適應性試驗。汽車的電磁兼容性（EM C）是指汽車及零部件或獨立技術單元在電磁環境中能可靠工作，不對該環境中任何事物造成不應有的電磁干擾的能力。隨著現代電子技術在汽車上的廣泛應用，汽車性能得到提升的同時其電磁敏感性也愈發明顯。汽車電磁兼容性對于現代汽車和軍用車輛至關重要，它關系到汽車的安全性、排放控制的有效性、節能的有效性、智能控制的可靠性以及軍用車輛的作戰效能和生存能力等。現代戰場的電磁環境空前復雜，靜電、雷電、電磁輻射、電磁脈沖等各種自然的或人為的效應交互作用。軍用車輛裝備作為重要的作戰平臺，必然受到戰場復雜電磁環境的影響，使其生存與工作面臨嚴重的威脅。汽車電磁環境適應性試驗就是通過對靜電參數、電磁兼容性的測試來衡量汽車及元器件的抗電磁干擾能力。汽車電磁環境適應性試驗一般分為以下幾個等級進行：整車電磁輻射騷擾試驗、整車輻射抗擾性試驗（抗外界電磁騷擾、抗車內電磁騷擾）、整車及零部件靜電放電試驗、電氣部件的騷擾試驗、電子部件或電子控制系統的電磁抗擾試驗。

4.實驗室模擬環境試驗。實驗室模擬環境試驗也稱為人工模擬環境試驗，是指在實驗室內按規定的環境條件和負載條件進行的環境試驗，按其目的可分為環境適應性研制試驗、環境響應特性調查試驗、安全性環境試驗、環境鑒定試驗、環境驗收和環境例行試驗等。汽車環境模擬實驗室可以模擬汽車在道路上行駛的氣候條件（風速、溫度、濕度、氣壓、日照、淋雨等）和汽車運行狀態（車速、行駛阻力、冷熱負荷、振動等），以測定整車、總成與零部件的實車運行情況。在環境模擬實驗室中進行整車、總成、零部件及材料試驗具有不受地區、季節及時間限制，可復現自然條件、模擬極限環境條件，可在相同環境條件下多次重復試驗，便于評估和詳細分析試驗數據等優點。

5.汽車環境試驗仿真技術。隨著環境對汽車影響的廣泛深入，以及汽車的結構和技術日趨復雜，汽車環境適應性試驗工作量和難度越來越大。汽車環境適應性試驗不僅組織實施困難，而且需要高額的經費支持，很多試驗項目難以在實驗室或試驗場進行。環境試驗仿真技術作為一種經濟、有效的手段，已經成為汽車環境適應性試驗中一個重要發展方向。汽車環境試驗仿真技術（又稱汽車虛擬環境仿真試驗技術）是應用數字仿真技術，對汽車在實際環境中產生的環境效應及其對汽車性能的影響進行分析、評價和預測的技術。由于環境試驗仿真技術能夠提高環境試驗與評價的有效性，不受氣候環境影響、試驗周期短、費用少，是進行汽車環境適應性研究的有效手段。在發達國家，該技術被廣泛應用于武器裝備系統的論證、試驗與評價。然而，由于汽車環境適應性問題的復雜性和特殊性，如何發揮環境試驗仿真技術的優勢，彌補現有環境試驗的不足，更好地滿足汽車設計研制、生產和使用中對汽車環境適應性的評價要求，是汽車環境試驗技術發展的一個重要課題。

環境適應性對汽車來說是重要的性能。在這方面開展汽車試驗，可以確定汽車的實際使用環境限制，也是對汽車性能做出更加準確的評價，這方面的研究在不斷豐富。

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（作者單位：陜西重型汽車有限公司）