汽车试验第十一章 汽车试验场试验

第十一章汽车试验场试验汽车是一种结构十分复杂、长年处在极其复杂交通环境中的高机动性交通工具，使用者包括全球各行各业、各种文化背景、操控能力相差极其悬殊、年龄从十几岁的青少年到七八十岁老者的各类人群。

由于使用环境的特殊，加上使用范围是面向全球的每一位老百姓，因此对汽车的各项使用性能提出了极其苛刻的要求。

正因为如此，汽车在研发过程中需对其进行十分复杂的全方位试验。

欲使汽车试验结果能反映实际的使用状况，就必须将汽车置于实际的道路上进行试验。

然而，不同国家、不同地区的道路与交通条件存在极大的差异，在公路上试验因受气候和交通环境的限制，使得许多项目不易完成。

此外，为了应对越来越激烈的市场竞争，汽车制造商需要大幅提高汽车试验的效率、缩短试验周期，为此汽车产业界需要找到一种不受交通、气候条件的影响，能代表全球各地区不同路面状况，且能大幅缩短试验周期的场所，于是，汽车制造商便开始建造汽车试验场。

汽车试验场是能重现汽车使用中所遇到的各种道路和使用条件的专门场所，试验场内的试车道是基于对实际存在的各种不同道路状况的集中、浓缩和不失真强化的结果。

第一节汽车试验场简介国外汽车工业部门对建设试车场十分重视，早在1924年美国通用汽车公司就率先兴建了世界上第一个汽车试验场——Milford汽车试验场,图11-1是该试验场建成时的照片。

第二次世界大战后，工业发达的西方国家及日本等国的各大汽车公司为了确立自己汽车龙头地位，纷纷建设各自的汽车试车场，而且规模越建越大。

据不完全统计，世界上已建有100多个不同类型的汽车试验场。

图11-1 Milford汽车试验场全景图汽车试验场按功能的不同可分为综合性试验场和专用试验场两类，其中综合性试验场的规模较大，专用试验场的规模相对较小。

综合性试验场的占地面积在10km2以上，试验道路总长超过lOOkm。

美国通用、福特和克莱斯勒三大汽车公司都建有大型综合性试验场。

如美国通用汽车公司(GM)的Milford汽车试验场，占地16．2km2，试车道路总长200km，年总试车里程2500万-3000万km。

该试验场自1924年建成以来不断补充完善，是目前最具代表性的汽车试验场。

德国大众汽车公司(VW)在Ehra-Lessin的试车场是目前欧洲最大的汽车试验场，其总体布置很有特色，电话听筒形高速环道周长达20．5km。

在各有特色的汽车试验场中，中小型规模的占大多数，其中中小规模的综合性试验场由于受面积所限，布置上相对比较紧凑，但试验道路和设施的种类比较齐全，亚洲和欧洲大部分试验场属于此类。

如欧洲汽车工业协会(MIRA)汽车试验场、日本自动车研究所(JARl)汽车试验场等。

中小型试验场中很大一部分是汽车零部件公司为满足产品开发和法规要求而修建的专用功能试验场，如德国WABCO公司设在汉诺威附近的试验场，其主要试验道路是附着系数从0．16～0．5以上五条制动试验路，以满足该公司开发和评价制动防抱死系统ABS、ASR、EPS等的需要。

专用功能试验场也有大型的，如美国通用汽车公司在梅萨(Mase)的沙漠热带汽车试验场，总面积18km2。

当地气候干燥，夏季最高温度可达45℃。

商用型综合性汽车试验场大多由国家或者汽车工业协会组织建设和管理，如美国的内华达车辆试验中心的NATC试车场、法国摩托车技术协会的UTAC试车场、日本汽车研究所JARI 试车场、前苏联汽车和发动机研究所HAMN试车场等。

我国于1958开始建设国内第一个汽车试验场——海南汽车试验场。

随着我国汽车工业的发展，国内又先后建起了另外五个汽车试验场，分别是：安徽定远汽车试验场、东风襄樊汽车试验场、交通部公路交通试验场、一汽农安汽车试验场、上海大众汽车试验场。

目前已开工建设的还有上汽通用广德汽车试验场、天津滨海汽车试验场、比亚迪韶关汽车试验场、盐城国际汽车试验场、长安垫江汽车试验场等。

汽车试验场主要包括高速环道（含侧风机）、车辆动态广场、低附着路、NVH道路(含加速行驶车外噪声场地)、操控路(干、湿路面)、耐久路、一般公路、越野路、坡道、涉水池、溅水池、淋雨间、灰尘洞、各种功能的实验室和控制塔台等道路及设施，可以满足汽车开发过程中各种整车性能试验、道路耐久试验及技术鉴定试验等方面的需求。

图11-2至图11-14是汽车试验场内的典型道路。

图11-2 高速环道图11-3 试车坡道图11-4 涉水池图11-5 鹅卵石路图11-6 越野路图11-6 扭曲路图11-7鱼鳞坑路图11-7 侧风路图11-8 比利时路图11-9 ABS试验路图11-10 沙滩路图11-11 性能试验路图11-12 坑洼路图11-13 短波路图11-14 灰尘洞第二节汽车试验场试验的主要内容汽车试验场之所以要修建如此繁多的各种不同路面（上述的十多种路面只是试验场路面的一部分），其目的在于能再现全球不同地区的道路环境，通过强化试验达到在较短的时间内完成汽车全生命周期内性能变化规律的研究和对汽车质量与技术水平给出客观评价。

汽车试验场已成为支撑汽车生产企业从事汽车产品研发和技术创新的重要基地，具有承担所有汽车道路试验项目的能力。

汽车试验场的道路具有宏观上永久不变及不受交通因素影响的特性，这为汽车生产企业进行竞争对手分析、汽车改进设计与改型的效果分析、汽车在生命周期内性能变化规律的研究提供了重要保证。

关于汽车试验场的试验内容，下面以国内某汽车试验场为例作一简要介绍：一、1号综合路与石块环道（比利时路）的实验内容1号综合路中线长约1881m，9条行车道（6条试验车道、3条辅助车道）和一个车外噪声测试广场。

南回车道长约572m，转半径R50m，最大超高坡7%；北回车道长约348m，回转半径R35m，最大坡度8%。

典型路面包括：大卵石路、长波路、短波路、坑洼路、错位搓板路、带角度搓板路、扭曲路（甲、乙、丙三种）、水泥凸块路（甲、乙两种）、噪声分析路（ISO粗糙噪声路、ISO平滑噪声路、平滑噪声路），如图11-5。

石块环道（比利时路）全长约2667m，东侧有一个长64m的溅水池，如图11-6所示。

此2种路面的试验内容主要有：①汽车噪声与振动试验；②汽车整车和零部件结构可靠性与耐久性试验；③汽车零部件应力测试；④汽车悬架系统试验性能评价。

图11-15 1号综合路图11-16 石块路二、2号综合路的试验内容2号综合路（如图11-17所示）有24种典型路面，试验路长6.9km，通过连接路构成不同试验循环。

2号综合路由三种基本试验道路组成。

第一种是以操纵性、平顺性试验为主的道路，如破损颠簸路，窨井盖路、5°/10°横向坡路、路拱交叉路、大路拱路、弯道反向坡路，长波路、搓板路、铁路交口路等。

第二种是乘用车耐久性试验为主的道路，蛇行卵石路、限速路障、坑洼路、住宅进口路、路缘冲击路、凸块路（共振路），路面接缝路、过水路面、砂石路等。

第三种是专项试验路，如石块路、砾石路等。

2号综合路的试验内容主要有：①操纵性；②行驶平顺性评价试验；③可靠性、耐久性试验；④特殊工况分析试验；⑤悬挂使用性能评价试验；⑥车身、底盘油漆粘着性试验；⑦车身、底盘零部件材料和油料的防盐及泥水腐蚀试验。

图11-17 2号综合路三、高速环道的试验内容高速环道全长约5.2km，并行有三条行车道，由内向外分别是低、中、高速试车道，如图11-2所示。

高速环道的主要试验内容考核发动机、行驶系及传动系的使用性能。

四、2号环道的实验内容2号环道全长约4264m，其中弯道1849 m，占全长的43.3%，最长直线段1495m，最大纵坡2.4%，最大横坡2.5%，如图11-18所示。

2号环道的主要实验内容有：①汽车整车及零部件的耐久性试验；②汽车使用燃料消耗量试验；③车辆走合行驶与行驶状况检查试验；④制动器磨合与热衰退试验；⑤行驶工况试验。

五、灰尘洞/模拟城市工况路的试验内容灰尘洞试验设施由灰尘洞和回车道两部分组成，灰尘洞长40m，内宽5.5m，通行高度4.5m，行车道宽4.5m，纵横坡均为0，水泥路面，如图11-14所示；模拟城市工况道路设施包括环岛、停车场、限速路障及连接路等，并设置有红、黄、绿交通信号灯。

灰尘洞/模拟城市工况路的试验内容主要有：①车身行李箱密封性试验；②空气滤清器滤清效果试验；③汽车发动机及底盘各运动部位的密封性试验；④乘用车可靠性和耐久性中的模拟城市工况行驶试验。

六、ABS试验路的试验内容ABS试验路由高、低附着系数路面组合而成，形成对开、对接等不同的型式。

路边设有喷排水系统，通过喷水使路面形成不同厚度的水膜。

低附着系数包括附着系数为0.24的玄武岩瓦路面和附着系数为0.15的特殊油漆路面，如图11-19所示。

ABS试验路主要用于对汽车ABS制动系统的各项性能进行全面考核。

图11-18 2号环道图11-19 ABS试验路七、涉/溅水池与淋雨试验路的试验内容涉水池与溅水池相邻，进口和出口通过连接路与2#环道相连。

涉水池底宽20m ，两斜边各长20 m，全长60m ，外宽4.6m ，内宽4.0m ，池深1.65m，如图11-4所示。

溅水池进口和出口通过连接路与石块路的检测路相连。

溅水池底长40 m，两斜边各长12m ，全长64m ，外宽5.1m ，内宽4.48 m，池深0.5m，钢筋混凝土结构，水池两侧设挡水墙，高1.5m，如图11-20所示。

溅水池上设汽车淋雨试验装置，如图11-21所示。

图11-20 溅水池图11-21 淋雨试验路八、坡道试验内容汽车试验场一般都建有10%、16.6%、20%、30%、40%、50%、60%等多种不同的标准坡道，其长度分别为35m、35m、30m、21.5m、25m、20m、20m。

其中10%、16.6%、20%、和30%四条坡道是混凝土路面，40%、50%、60%三条坡道是浆砌片石路面，每条坡道两侧均装有安全护栏，如图11-3所示。

坡道上试验的内容主要有：①汽车爬坡性能试验；②汽车驻坡性能试验；③汽车坡上起步试验；④离合器研究开发试验。

九、汽车性能试验路的试验内容汽车性能试验路长约2.5km，纵向坡小于0.5%，横向坡小于0.3%，性能试验路段的中部设有汽车操纵稳定性试验广场，广场直径ф100m，幅射坡0.3%，混凝土路面，道路附着系数0.68—0.72，如图11-11所示。

汽车性能试验路的试验内容主要有：①汽车动力性试验；②汽车燃料经济性试验；③汽车制动性能试验；④汽车操纵稳定性试验；⑤轮胎附着特性试验。

十、越野路的试验内容越野路全长3818m ，模拟无路条件，路面以沙石和碎渣块为主。

通过性试验设施包括地形通过性试验和地面通过性试验两类设施，设有弹坑、路沟、壕沟、垂直台阶、侧坡、沙地、河滩路、沼泽地（水塘）、驼峰等。

主要用于汽车越野车行驶可靠性试验和越野车通过性试验。