淺談汽車道路可靠性試驗

摘 要：汽車道路可靠性試驗是汽車主機廠在產品開發過程中至關重要的試驗驗證環節，汽車通過在特定的試驗場地開展可靠性試驗驗證，可以快速找出汽車產品設計的薄弱點，及時進行汽車產品的優化與改進，以及提升汽車產品的可靠性和穩定性。本文詳細分析了汽車道路可靠性試驗的目的與意義，方法以及過程等。

關鍵詞：汽車 道路可靠性 試驗

0 引言

2023年，我國汽車產銷量分別達到3016.1萬輛和3009.4萬輛，同比增長分別為11.6%和12%，產銷量創下歷史新高，并實現兩位數較高增長，這一系列數據表明，當前我國汽車行業已經進入快速發展階段。然而，隨著汽車產銷數據的增長，汽車質量投訴指數也在不斷攀升，汽車質量問題已經成為消費者關注的焦點之一，因此汽車主機廠高度重視汽車產品開發過程中的整車試驗，尤其是開發驗證階段的整車道路可靠性試驗，并將其作為評估車輛的可靠性和穩定性的重要驗證手段。本文從開展汽車道路可靠性試驗的目的與意義出發，介紹與分析道路可靠性試驗的方法與過程，對于提升和優化汽車產品性能具有一定的參考作用。

1 道路可靠性試驗的目的與意義

1.1 目的

在汽車產品開發過程中，為了驗證車輛在各種道路條件、氣候環境和行駛工況下的動力性、經濟性、駕駛性、制動性等性能表現，通過對車輛進行長時間、高強度的行駛測試，以發現潛在的設計缺陷和生產質量問題，確保車輛在實際使用中的可靠性。

1.2 意義

首先，通過道路可靠性試驗可以全面檢測車輛在各種路況和環境下的性能表現，從而針對性地優化車輛的設計和生產工藝，提高車輛的整體性能。其次，可以幫助檢測車輛在行駛過程中可能遇到各種突發情況，如突然的剎車、避讓等情況下的反應和表現，從而評估車輛的安全性。最后，通過道路可靠性試驗可以在早期研發階段發現和解決車輛潛在的問題和故障，避免這些問題在車輛量產后期使用中引發更大的故障或安全隱患。

2 試驗條件

2.1 試驗場地

通常情況下，汽車產品開發、定型以及產品投放市場后不斷地改進等，都需要在汽車試驗場進行可靠性試驗[1]。然而汽車可靠性試驗分為整車臺架可靠性試驗、虛擬仿真可靠性測試，以及整車道路可靠性試驗。其中，道路可靠性試驗是需在專業的汽車試驗場（包含各種典型路面，如：高速環道、凹凸不平路、場區山路、越野路等）內進行[2]。本文將以鹽城汽車試驗場的試驗工況來進行分析。

鹽城汽車試驗場由中國汽車技術研究中心（CATARC）投資控股，總占地面積約6300畝，場內共有13種類工況路面，試驗道路總長約60公里，是國內領先的第三方汽車試驗場地。場地情況見下圖1。

2.2 試驗樣品狀態

在汽車開發驗證階段和投產階段開展的整車驗證的零部件狀態各有所不同。在開發驗證階段，一般一款車型有多種配置的情況下，需按每種車型配置至少一臺樣車進行策劃道路可靠性試驗，其零部件采用非全工作和全工裝狀態進行驗證，且整車則必須滿足道路試驗安全條件，以及需確保車輛狀態良好，電池電量、輪胎氣壓、剎車系統等符合使用要求。在投產階段，試驗樣車的零部件采用量產狀態，并進行整車一致性驗證。一般需開展多輪次的整車道路可靠性試驗，施以驗證和考核整車及其零部 件符合設計要求，整車驗證策略如下圖2所示。

3 試驗方法與過程

3.1 試驗前準備

在正式開展汽車道路可靠性試驗之前，試驗工程師需確認車輛各項技術狀態符合路試要求。需有關部門在提交符合路試要求的車輛至試驗部門后，由試驗工程師接收樣車并組織對車輛進行常規的靜態質量檢查，以及四輪定位、儀表校對、底盤關鍵部件扭矩檢測、磨合行駛等必要性工作，并記錄車輛基本信息。

3.2 試驗內容

汽車道路可靠性試驗要測試的里程，一般要幾萬公里以至幾十萬公里，才能將產品的薄弱環節找出[3]。其實，在汽車試驗場開展的道路可靠性試驗，某種程度上也算是一種加速疲勞試驗，一般一車/輪次道路可靠性試驗的結構損傷目標相當于等效最嚴苛銷售區域90%用戶在24萬公里條件下的使用強度。根據汽車主機廠結合汽車試驗場特定的場地情況，制定相應的測試規范，試驗工況與里程如下表1所示，試驗工況采用在試驗場內以高速環道和變速工況路面為主，其他各種典型路面為輔，進行依次且反復的循環道路試驗，試驗里程累計完成至40000km。

通常試驗任務要求，樣車需在一定標準的試驗載荷下，主要完成高速環道和變速工況，此兩種工況里程合計占總試驗里程的70%。樣車通過在高速環道上進行特定的速度完成特定的試驗里程，以檢驗汽車的動力性、經濟性；其次變速工況，則是在特定的直段路和彎路況下完成特定的試驗里程，以檢驗樣車的加速、減速、變道、停車等操作性能。

此外，在汽車道路可靠性試驗行駛項目全部結束之后，為了檢測車輛各總成內部結構有無其他異常現象，需要對車輛進行拆解檢查[4]。

3.3 試驗過程

3.3.1 行駛工況統計

在汽車道路可靠性試驗進行中，每日每班次的試驗駕駛員需填寫行車記錄單，并詳細記錄汽車行駛里程、速度、加油/充電時間等關鍵信息。試驗工程師依據試驗駕駛員填寫的行車記錄單（試驗工程師每天都應檢查行車記錄單，確認當日發生的確實情況）[5]進行車輛行駛工況的統計，并且將當日試驗完成情況，通過試驗日報的方式，通報至相關部門。

3.3.2 故障信息反饋

試驗駕駛員需每天對車輛進行常規的功能性檢查，以及定期的維修保養。一旦在檢查過程中發現車輛存在任何故障，都需要立即進行相應的故障信息反饋[6]。故障信息的反饋通常是以照片加文字描述的形式，試驗駕駛員通過即時通訊設備反饋給試驗工程師處理。

3.3.3 故障處理與統計

當車輛在試驗過程中發生故障時，須立即停止行駛。試驗駕駛員對故障進行初步排查并據實記錄故障現象，且將初步排查結果反饋至試驗工程師；試驗工程師第一時間對故障表現再加以分析，并判定故障類別（通常分為致命故障、嚴重故障、一般故障、輕微故障四種類別），并將故障信息傳遞至相關專業部門，在得到專業人員的故障處理指令或故障消除后，試驗駕駛員才能繼續開始可靠性試驗。

在故障統計時，應遵循以下原則：首先，試驗過程中未排除的故障按只統計一次的原則要求不重復統計同一故障，且將故障按最嚴重的情況進行分類。其次，車輛磨合行駛期間發生的故障需納入故障統計并參與評定。最后，同一零部件出現不同狀態的故障需分別統計，如果同一個零部件發生多處相同狀態的故障，應當只統計一次，故障按最嚴重的情況進行分類。

當故障統計完成后，需計算平均首次故障里程和平均故障間隔里程，用以判定故障評價指標的符合性，其計算方法如下。

平均首次故障里程計算公式：

式中：Tf---平均首次故障里程，km；

n---樣車數；

ti---第i輛樣車的首次 故障里程 ，km。在試驗期間第i 輛樣車未發生故障時，ti需按試驗截至里程計，公式中的“ ＝ ”應改為“ ＞ ”。

平均故障間隔里程計算公式：

式中：Tb-平均故障間隔里程，km；

n ---樣車數；

t ---檢驗截至里程（包括磨合里程），km；

r ---所有樣車發生的故障 總數 ，當r=0時，需按r=1計 ，公式中的“ ＝ ”應改為“ ＞ ”。

4 試驗結果

當汽車道路可靠性試驗結束后，試驗工程師對試驗數據進行統計和處理。對于試驗結論的判定，通常情況下，當可靠性指標符合整車屬性目標要求則判定為合格；針對某些特殊零部件或系統搭載整車的試驗結果的判定，往往是在整個試驗過程中該零部件或系統未出現故障判定為合格。最后，試驗工程師編寫可靠性試驗報告，試驗報告的主要內容包括：試驗任務來源及目的、試驗依據、試驗對象、試驗開始和結束時間、試驗地點、實際完成里程、故障統計情況、試驗結果等信息。

5 結束語

在汽車產品開發驗證過程中，通過開展汽車道路可靠性試驗，用以科學的試驗方法和數據分析，為汽車產品設計優化和改進提供了有力的支持；與此同時，通過開展汽車道路可靠性試驗，不僅大幅縮短汽車產品開發驗證周期，也為汽車產品快速地推向市場起到了關鍵作用。

參考文獻：

[1]王國麗.王麗君.汽車強化道路可靠性試驗強化系數的研究[J].車輛與動力技術，2013（2）.

[2]王新，晉英林.淺談汽車道路可靠性試驗過程的應用[J].汽車博覽，2020，000（008）：144.

[3]閆彥朋，馮棟.淺談汽車試驗場道路可靠性試驗[J].中國機械，2015（7）：2.

[4]張得鵬，楊聰慧.汽車可靠性試驗方法的研究[J].時代農機，2017，12（44）：12.

[5]劉玉燦.淺談提高汽車可靠性的試驗方法[J].中國高新技術企業，2011（13）：82-83.

[6]苑吉友.汽車產品開發道路可靠性試驗過程淺析.建筑工程技術與設計[J].2020.