汽车厂试车跑道设计

汽车厂试车跑道设计
1 前言
最近几年全国新建改建了许多汽车厂，由于规模的扩大对汽车质量要求的提高以及对汽车改进的需要，都建设了相应的试车跑道，跑道试验也是汽车生产过程中一个必不可少的程序，汽车厂也越来越重视这个环节。

试车跑道是汽车整车道路试验的场所，试车跑道是实际存在的各种各样的道路经过集中、浓缩、不失真的强化并典型化的道路。

它包括高速行驶路、可造成汽车强烈颠簸的凸凹不平路，以及易滑路、转向路、陡坡路、涉水路等。

高速环形跑道，以持续高速行驶为目的高速环道是试车场的主体工程，其形状和大小视场地条件而异，以长圆形居多，其次是电话听筒形、圆形、三角形等，周长从几百米到数千米。

2 几种常见的试车跑道路面
1 ）高速环形跑道。

以持续高速行驶为目的高速环道是试车场的主体工程，其形状和大小视场地条件而异，以长圆形居多；其次是电话听筒形、圆形、三角形等，周长从几百米到数。

除正圆之外，一般高速环路由三部分组成，即直线段、圆曲线段和缓和曲线组成。

①直线段。

直线段与高速公路相似，总坡尽量小，如果兼作性能试验路，要求纵坡不大于 2 " 。

横坡一般是内倾单向坡，坡度能够确保雨水及时排掉，过大的横坡会使驾驶员长期紧握转向盘而疲劳。

为了测试突然遭遇到侧向风时其对车
辆行驶状态的影响，某些试车场在直线段一侧设有横向风发生装置。

②圆曲线段。

高速环道的设计车速和最大允许车速直接受圆曲线段半径和横断面形状控制。

提高圆曲线半径!和倾斜角θ都可以提高车速，但是半径! 受场地的限制，倾斜角也不能过大。

过大使施工困难，而且由于离心力引起的汽车附加荷载增加了汽车的负荷和悬架的变形，在持续高速行驶中增加了爆胎的危险，驾驶员也因承受过大的垂直加速度而容易紧张和疲劳。

圆曲线横断面的设计，希望从内侧到外侧平衡速度从
低到高是连续变化的，因此倾斜角应该是从内侧到外侧逐渐增大。

最大倾斜角的设定取决于施工的难度，同时考虑不使汽车附加荷载过大，一般认为，附加荷载不超过30% 是合适的。

③缓和曲线。

缓和曲线段是高速环道在直线段与圆曲线段之间的过渡段。

汽车从直线段经缓和曲线段到圆曲线段，有上下、绕垂直轴横摆和绕纵轴旋转等运动，为了使汽车平稳地过渡，恰当地选择缓和曲线的形状和长度是十分重要的。

2 ）综合性能路。

综合性能路又称水平直线性能路。

一般是电话听筒形，直线部分是试验段，要求路面平坦均匀。

横坡在满足排水的情况下尽量小，纵坡不得大于 2 % ，最好是水平的。

长度在1km 以上，宽度大于8m 。

主要进行汽车动力性、经济性、制动性能等试验。

有些中小型试车场将直线段中间加宽到10m ，进行操纵稳定性试验。

两端是回转弯道，主要起掉头和加速作用在直线段不是足够长时，回转弯道设一定的超高以提高试验车速。

3 ）回转特性试验广场一般是直100m左右的圆形广场内倾坡或外倾坡小于0.5% ，路面平坦均匀，而且能长期
保持比较稳定的附着系数, 主要用于测量和评价汽车的转向特性。

有的还设有淋水或溢水设施，用来测试汽车在湿滑路上的回转特性。

4 ）多附着系数制动试验路也称易滑路，中间是加宽的试验段。

试验段有几种不同附着的路面对接或并接成组合路面，以检验汽车从高μ（附着系数）路到低μ路或左右两侧车轮各在高μ路和低μ路面上制动的稳定性, 这是研究汽车防抱死装置 (ABS) 不可缺少的试验道路。

各种附着系数的路面用不同的耐磨材料铺砌，两侧装有淋水量可调的喷头，可以形成湿滑路面，最低时可达到μ=0.15~0.3, 相当于冰雪路面的效果。

英国MIRA试验场用玄武岩铺砌的低μ路是比较有代表性的易滑路，路面上有100mm ! 100mm 的含水槽，起到及时恢复制动时被汽车前轮破坏的水膜的作用。

目前国内大多汽车厂也采用这种路面。

5 ）试验路有不同半径的弯曲路，包括回头弯和S 弯，以及存在各种缺陷的路段组成，弯道一般不设超高，缺陷路上布置有凸出或凹下去的阴井盖、横沟、铁路叉口、局部修补的补丁和反向超高等。

其主要用于检验汽车的操纵性、稳定性、平顺性、噪声等，同时也可作为一种典型的坏路进行汽车的可靠性行驶试验。

6 ）石块路是汽车行业一致认同的汽车可靠性行驶试验路，从几十米到几百米，宽 3.5m~4.0m ，几乎每个汽车厂跑道都有这种路面，因为这种路最早取自比利时某些失修的石块路，所以又称比利时路。

花岗岩石块基本尺寸为（长! 宽! 高）225mm ! 125mm ! 170mm,标准差15mm~28mm,是考核汽车轮胎、悬架系统、车身、车架以及结构部件的强度、振动和可靠性的比较理想的试验道路。

7 ）大卵石路是将直径180mm~310mm 的大鹅卵石稀疏地、不规则地埋入水泥混凝土路槽中。

大卵石高出地表部分的高度为40mm~120mm ，铺砌成几十米到几百米长的大卵石路。

汽车在大卵石路上行驶时，除了引起垂直跳动外，不
规则分布的卵石还对车轮、转向系统和悬架系统造成较大的纵向和横向冲击。

大卵石路是大中型载货汽车、自卸车等可靠性试验路之一。

8 ）扭曲路由左右两排相互交叉分布的凸块组成，凸块形状似梯形最简单，也有正弦波形或环锥形，作用都是一致的，就是使汽车产生强烈的扭曲，以检验车辆的车架、车身结构强度和各系统的连接强度、干涉等。

凸块高度一般在80mm~200mm, 分别修筑成甲、乙、丙等扭曲路。

大中型载货汽车要通过200mm 的甲种扭曲路，微型车只需通过80mm 的丙种路。

9 ）搓板路每个凸起近似正弦波，是砂石路上常见的路况。

波距以500mm~900mm 不等，行驶车速很高的波距达到1100mm 。

汽车以较高的车速在搓板路行驶时，悬下呈高频震动，悬上比较平稳。

试车场用水泥混凝土修筑的搓板路大多采用的波高为25mm ，波距为600mm~800mm 。

为了造成左右车轮的相位差，常将左右两侧的搓板错位布置或斜置某一角度。

搓板路用于汽车的振动特性、平顺性、可靠性试验。

10 ）溅水路一般是并联在石块路上，水深0.15m ，可调，池两侧设挡水墙。

汽车连续在石块路上行驶时，悬架系统、特别是减震器发热严重，造成非正常损坏，所以试车场一般规定汽车在石块路上每转两圈必须通过一次溅水池，起到冷却悬架系统作用。

涉水池可修成环形或长条形，水深可调，用于制动器浸水恢复试验、汽车下部和底板浸水密封性以及电气装置防水性能试验。

11 ）标准坡道是常用坡道从10%~60%并列布置或阴阳坡两面布置的数条坡道，坡长不小于20m 。

40% 以上的坡道要采取防滑措施，坡顶和坡底的广场能保证汽车方便的掉头。

标准坡道用于爬坡性能、停车制动器驻坡性能、坡道起步和离合器研究开发等试验。

12 ）除以上道路和设施之外，有些汽车试验场还有长坡路、枕木路、砾石路、盐水路、灰尘洞、噪声发生路、静路（标准路面），以及沙石路、越野路等。

越野路主要是崎岖不平的、无铺筑路面的道路，同时有沙地、沼泽地等地面通过性试验设施以及弹坑、横沟、垂直台阶、驼峰等地形通过性试验设施，用于考核越野车在无路区的通过性能。

每一项试验道路和设施的设计，都应该考虑汽车试验安全的需要。

高速环道两侧，除供临时停车的硬路肩外，要设不小于10m 宽的安全地带并种植草皮；弯道外侧、桥涵处、填方处以及在安全带内设置的标志杆、灯柱、测速装置等都应安装安全护栏；高速入口应是惟一的。

3 结束语
目前全国已建试车跑道中，各汽车厂所建跑道不尽相同。

车型不同，试验内容、要求不同。

试车跑道设计应紧密结合试验车型情况，设计不同类型的试验路面。

[ 考文献]
[1] 汽车工程手册编委会 . 汽车工程手册 [K]. 北京：人民交通出版社， 2001.
[2] 邱毓强 . 汽车拖拉机试验学 [M]. 北京：机械工业出版社，1981.。