汽车试验学课件 第8章 汽车可靠性与碰撞试验1-许兆棠-202407

第8章

汽车可靠性与碰撞试验课件制作：许兆棠汽车试验学（许兆棠主编）机械工业出版社8.1汽车可靠性试验8.2汽车整车地区环境适应性行驶试验8.3汽车碰撞试验

讲授内容

8.1.1汽车可靠性试验的目的及分类

8.1.2汽车常规可靠性试验

8.1.3汽车加速可靠性试验8.1汽车可靠性试验8.1.1汽车可靠性试验的目的及分类

1.汽车可靠性试验的目的汽车可靠性试验的目的是在规定的条件下，在规定的时间内，测试整车完成规定功能的能力，对汽车进行可靠性预测和可靠性验证；另外也用于发现汽车产品质量中存在可靠性的问题，以便及时采取措施进行改进。8.1.1汽车可靠性试验的目的及分类

2.汽车可靠性试验的分类（1）按可靠性试验的场所分类1）室内可靠性台架试验室内可靠性台架试验是在室内转鼓、道路模拟试验台上进行汽的车可靠性试验。先采集发动机或电动机的主要工况及路面的不平度，获得载荷谱，再根据载荷谱或复现载荷谱，在转鼓、道路模拟试验台上进行汽车可靠性试验。2）室外可靠性行驶试验

室外可靠性行驶试验是在室外道路、试验场上进行的汽车可靠性试验。

在室外道路上进行汽车可靠性行驶试验，其条件更接近产品的实际使用情况，一般用于整车设计完成后的车辆定型试验，但受试验条件所限，试验样车数量不能太大。8.1.1汽车可靠性试验的目的及分类

（2）按可靠性试验的方法分类1）常规可靠性试验常规可靠性试验是在非试验场道路上，如在公路或一般道路上，按一定规范，使汽车以类似或接近汽车实际使用条件进行的试验。该试验是最基本的可靠性试验，试验周期较长，但试验结果最接近实际状况。

2）加速可靠性试验加速可靠性试验是在试验场道路上，根据目标用户的汽车工况和使用载荷，进行的具有一定加速系数的可靠性试验。

加速系数是指在累计损伤一致的情况下，实际道路行驶里程与试验场试验里程的比值。8.1.1汽车可靠性试验的目的及分类

3）特殊环境可靠性试验特殊环境可靠性试验是在特殊环境的地区或气候实验室内，为评定汽车在严寒、高温、低气压、盐雾等特殊环境下的性能及某些功能的稳定性而进行的可靠性试验。

特殊环境的地区如寒冷的莫河，冬天可达零下50℃，非常适合进行严寒地区的可靠性试验；又如新疆吐鲁番的最高气温可达49℃，非常适合进行高湿温地区的可靠性试验；又如海南岛适合进行湿热地区的可靠性试验。表8-1列出了特殊气候地区的主要环境因素及主要的可靠性问题。8.1.1汽车可靠性试验的目的及分类表8-1特殊气候地区的主要环境因素及主要的可靠性问题

地区

主要环境因素主要可靠性问题严寒地区低温冰雪

冷起动、制动性、冷却液、润滑液、燃油的冻结电动汽车低温行驶性，动力电池低温性能

非金属零件的硬化失效、采暖除霜装置的性能、特殊维修性问题高原地区低气压低温长坡辐射

冷却液沸腾、供油系气阻

动力性下降

起动性能恶化

人的体力下降，增加维修困难高温湿热地区高温高湿度高辐射（阳光）雨水盐雾霉菌冷却液沸腾，空调高温的制冷性供油系气阻，金属零件的腐蚀非金属零件的老化、变质、发霉电器元件的故障，电控系统的故障动力电池高温性能，电动机高温的性能8.1.1汽车可靠性试验的目的及分类

4）极限条件可靠性试验极限条件可靠性试验是指对汽车在实际使用条件下施加可能遇到的少量极限载荷时所进行的试验，如发动机超速运行、冲击沙坑等试验。它主要针对车身及底盘四大系统的部件进行，是对汽车寿命试验的一种补充，不考核产品与时间因素有关的可靠性指标，而是观察汽车在较短时间内承受极限应力的能力。表8-2列举了一些极限条件可靠性试验的例子。8.1.1汽车可靠性试验的目的及分类表8-2极限条件可靠性试验举例试验项目

试验目的

说

明沙地脱出试验

判断传动系的强度

后轮置于沙槽，前进、后退使汽车冲出泥泞路试验

判断驾驶室、车架的锈蚀及橡胶件的损坏

在深300mrn、长50m的泥水槽中行驶急起步试验

判断传动系及悬架、车架的强度

在平路及坡路上，拖带挂车，由发动机最大转矩转速急起步，反复操作急制动试验

判断制动器、前轴转向系的强度

在路面摩擦系数高的混凝土路面上直行及转弯时，以最大强度急制动

垂宜冲击试验

判断悬架、车身的强度

汽车以较高速度反复驶过搓板路、比利时路、卵石路扭曲路等强化坏路

急转向试验

考核转向机构的强度

以可能的速度、最大的转向角进行前进、倒退，反复行驶操作高速空转试验

考验传动系的振动负荷

原地将驱动桥支起，以额定转速的110%～115%连续运转，传动轴有一定的不平衡量8.1.2

汽车常规可靠性试验在汽车常规可靠性试验中，可根据GB/T12678-2021《汽车可靠性行驶试验方法》，开展汽车的常规可靠性试验。

1.试验准备

1）试验道路的选择可根据汽车设计和使用要求，确定可靠性行驶试验要求，再根据可靠性行驶试验要求，选择试验道路，分配不同道路的比例。表8-3电动乘用车常规可靠性试验行驶道路及其分配比例。8.1.2汽车常规可靠性试验表8-3电动乘用车常规可靠性试验行驶道路及其分配比例序号道路类别行驶里程/km占用比例(%)要

求1城市道路11000055平均速度50km/h以上2高速公路4000020平均速度90km/h以上3一般公路2000010

平均速度60km/h以上4山区道路2000010

平均速度45km/h以上5非铺装路100005平均速度20km/h以上总计200000100

8.1.2

汽车常规可靠性试验2）试验气象的选择

在可靠性试验中，要考虑气象条件，应在多种气象条件下进行试验；在特殊地区使用的汽车或有特殊用途的汽车，应在相应的气象条件下（如高寒地区、高原地区、高温干热及高温湿热地区等）进行可靠性试验。3）试验车辆的准备

可根据GB/T12534-1990《汽车道路试验方法通则》及与汽车整车试验有关的标准进行准备，车辆应完好，符合制造商规定的技术条件，符合该车技术条件及GB7258-2017《机动车运行安全技术条件》中的有关规定。试验车辆的数量有一定的要求，乘用车宜不少于3辆，商用车由制造商自行确定；电动汽车由制造商自行确定。车型配置，宜选择有代表性的车型配置。8.1.2

汽车常规可靠性试验4）试验仪器设备的准备在汽车可靠性行驶试验中，需要测试汽车的动力性、经济性、制动性等6大性能及噪声、灯光等，记录汽车的运动、图像等，相应的仪器包括：汽车速度测量仪、加速度传感器、陀螺仪、容积式油耗仪、电压表、四气体分析仪或五气体分析仪、声级计、汽车故障分析仪、气象仪、秒表、照相机、录像机等，以及特殊试验要求所选定的专用仪器及设备。

除进行以上准备外，还应准备好各种汽车备件、维修用的工具及人员的救护工作等。8.1.2

汽车常规可靠性试验2.试验方法

试验前先按相关规定对汽车进行磨合行驶，完成汽车磨合行驶后，再按选定的试验道路及其分配比例，行驶车辆，进行常规可靠性试验，并评定整车性能的衰减度。试验中，要满足如下要求：

8.1.2

汽车常规可靠性试验1）可靠性行驶试验中的驾驶操作要求

试验过程中按照设计工况选择挡位，应在保证安全的前提下，按照设计工况车速行驶。试验中，每行驶100km，至少有两次由静止状态全油门加速行驶；累积倒挡行驶不小于200m；至少制动2次，制动前后的车速变化率应不小于30%。山路行驶时，每行驶100km至少做1次上坡停车和起步，在不小于6%的坡道上用行车制动停车，变速器置于空挡，再用驻车制动停稳，然后按正常操作进行坡道起步。夜间行驶里程比例应不少于试验总行驶里程的10%，以检验灯光系统的可靠性。对汽车配置中特殊功能，如驾驶模式（如运动模式、经济模式或雪地模式），需按照产品使用说明书要求，在行驶试验中进行相应操作。8.1.2

汽车常规可靠性试验2）评定整车性能的要求

常规可靠性试验前、后，进行整车动力性、经济性、制动性、排放、噪声、舒适性、操纵稳定性、和密封性等项目评价，用于评定整车性能的衰减度。可靠性行驶试验前后性能试验的试验条件、试验方法应一致。8.1.2

汽车常规可靠性试验3）可靠性行驶试验记录、统计的要求

试验过程中和试验结束后，应进行汽车可靠性行驶试验记录、统计；进行车辆维修时，应填写记录车辆信息以及维修记录表。试验中，对故障发生次数、种类、时间、维修情况等进行如实记录，包括总成名称、故障里程、故障现象描述、故障原因分析、故障后果、处理措施、故障停车时间、维修用时、费用等，故障的级别和里程按最严重时计，里程按照发生最严重故障时的里程进行记录。车辆因修理、保养或其他原因需要更换零部件或更新软件的，应在行驶记录中明确并注明零部件号或软件的版本号。汽车试验过程中和结束后，为检查各总成内部结构的磨损及其他异常现象，应按相应试验规程的规定对主要总成（如车身、车载能源、发动机/驱动电机、离合器、变速器、驱动桥、转向器等）进行部分或全部拆检并进行记录。8.1.2

汽车常规可靠性试验4）试验中的故障判断与处理的要求

汽车出现故障时一般凭感官判断，对于不能凭感官判断的故障需借助仪器测试判断。发现故障的途径主要有：接车检查；停车检查，即每行驶100km左右停车检查一次，主要检查各部位的松脱、渗漏、损坏等；行驶中检查，即汽车行驶过程中由试验员和驾驶人注意汽车工作状况发现故障；行驶中应注意汽车工作状况，如有异常，需停车排查；收车后检查，即每班试验结束后，除按停车检查内容检查外，还应检查动力电池的电量并、轮胎磨损及气压、刮水器、外部照明、制动系统、发动机机油、冷却水、驾驶辅助系统、车联网系统等，电池及时充电；定期保养检查，即在保养作业中，除按规定逐项保养外，还要注意检查有无异常现象，如零部件的异常磨损、裂纹、变形等；试验中，进行必要的性能测试与汽车拆检。汽车发生故障应立即停车检查，原则上要及时排除故障。如发生的故障不影响行驶安全及基本功能，且不会引起诱发其他故障，可以继续试验观察，直至需要修理时为止。8.1.2

汽车常规可靠性试验5）汽车维修的要求

汽车维修包括对汽车进行的维护和修理。维护包括紧固、调整、润滑、清洗及更换易损件等。修理范围仅限于与故障有直接关系部分。根据具体情况，采取最快、最经济的修理方法，包括更换零部件，但所更换的零部件应是同一规格型号。8.1.3

汽车加速可靠性试验

在汽车加速可靠性试验中，可根据GB/T12678-2021《汽车可靠性行驶试验方法》，开展汽车的加速可靠性试验。1.试验准备

1)设计加速可靠性行驶试验规范

加速可靠性试验是在试验场道路上进行，试验前，要设计加速可靠性行驶试验规范，再根据加速可靠性行驶试验规范，确定试验车辆在试验场不同类型道路的行驶里程和工况分配。设计加速可靠性行驶试验规范的方法是应用疲劳损伤、摩擦损耗等理论，通过进行典型用户关联研究，制定代表百分位值90以上目标车型典型用户使用工况的试验场可靠性试验方案，得到与典型用户相对一致的行驶工况，再根据用户关联进行加速可靠性行驶试验规范设计，用户关联是将目标用户的使用载荷在试验场或试验台架进行复现，用户关联加速可靠性行驶试验规范设计流程见图8-1。8.1.3

汽车加速可靠性试验试验规范一般包含以下内容：a)根据汽车设计的开发目标，确定车型的目标里程；b)识别整车可靠性影响因素，通过用户调查、用户车辆数据采集等形式，获取道路类型及其里程占比、配载情况和驾驶操作等用户特征信息；c)根据用户关联特征，进行实车社会道路载荷谱数据采集，确定道路基准载荷及载荷谱；d)进行试验场道路载荷谱数据采集；根据试验场实际情况和目标里程、试验场道路载荷谱、社会道路基准载荷及载荷谱等，复现不同道路的驾驶工况及目标用户的使用载荷，确定试验场的道路、试验车速、试验车辆的配载及驾驶操作，并对其编排、组合和优化。

图8-1用户关联加速可靠性行驶试验规范设计流程8.1.2

汽车常规可靠性试验2)确定试验车辆在试验场不同类型道路的行驶里程和工况分配

根据加速可靠性行驶试验规范，确定试验车辆在试验场不同类型道路的行驶里程和工况分配。某车型在某试验场强化的加速可靠性试验工况分配示例见表8-4，试验场综合加速可靠性试验里程和工况分配示例参见表8-5。表8-4、表8-5是以某汽车试验场等效用户24万公里为例，其他等效用户里程可以进行折算，表8-4强化了路面循环多次冲击载荷对汽车可靠性的影响，表8-5综合了不同路面、不同工况及占比对汽车可靠性的影响。特定总成/系统的可靠性试验可抽取特定工况分配进行试验。8.1.2

汽车常规可靠性试验表8-4某车型在某试验场强化的加速可靠性试验工况分配示例工况试验设施循环次数

工况试验设施循环次数工况1卵石路1000工况11比利时路250工况2振动路1625工况12路缘石冲击125工况3振动路2625工况13铁轨交叉250工况4振动路3625工况14正弦波冲击500工况5扭曲路1000工况15住宅路入口1000工况618”坑洼1000工况16城市广场8字区500工况726”坑洼1000工况17砂石路250工况8颠簸路500工况18起动互锁检查区500工况9沟渠路500工况19转向检查区1000工况10破损混凝土500

8.1.2

汽车常规可靠性试验表8-5

试验场综合加速可靠性试验里程和工况分配示例工况试验设施总里程/km比例/%工况1强化耐久路885032.16工况2倒车工况3100.11工况3评价路5502.00工况4山区路2951.07工况5灰尘路1250.45工况6砂石路5251.91工况7操稳路11004.00工况8高环1589021.40工况9高环2791328.76工况10盐水池500.02工况11泥浆池500.02工况12连接路面22288.108.1.2

汽车常规可靠性试验3）试验车辆及试验仪器的准备

加速可靠性试验中的试验车辆及试验仪器的准备与常规可靠性试验中试验车辆及试验仪器的准备相同。8.1.2

汽车常规可靠性试验2.试验方法

试验前先按相关规定对汽车进行磨合行驶，完成汽车磨合行驶后，再按所设计的加速可靠性行驶试验规范和可靠性试验工况，行驶车辆，进行加速可靠性试验，并评定整车性能的衰减度。试验中要满足的要求：工况的循环试验中，要用不同车速行驶，力争将目标用户的使用载荷在试验中复现；试验中，加速与常规可靠性试验的评定整车性能、行驶试验记录和统计、故障判断与处理及汽车维修的要求基本相同。8.2汽车整车地区环境适应性行驶试验1．汽车整车高温地区环境适应性行驶试验燃油汽车的