汽車試驗

[拼音]:qiche shiyan

[英文]:testing of motor vehicle

在實際使用環境中、專用試驗場中或室內試驗檯上,按照預定程式對汽車或其零部件、材料等進行的試驗,用以判明汽車的技術特性、可靠性、耐久性和環境適應性。汽車在不同的道路、地理和氣候條件下使用,它的效能、效率、可靠性和耐久性等不能只依靠計算,而必須經過試驗證實。如果汽車在投入大量生產後,再發現因設計、工藝或採用的材料不當而出現普遍性的缺陷或損壞,工廠和使用者都會蒙受極大的損失。

簡史

早期,汽車僅在完成總裝後作短途試驗性行駛,以檢查其質量。以後對新研製的汽車,在定型前先對若干輛樣車進行長距離(各幾萬至十幾萬公里)的道路試驗。有些汽車製造廠在廠區附近修建專用的試驗路段(包括不同路面和坡道)。1924年,美國通用汽車公司在米爾福德市建立了一個專用的汽車試驗場(見彩圖)。隨後,美國和歐洲的汽車公司都先後自建試驗場。世界上已有面積 100~3500公頃的大小試驗場60餘處。除了對整車進行試驗外,各大汽車廠和專業生產廠還利用室內試驗檯對主要部件如發動機、化油器、離合器、變速器、驅動軸、轉向機、制動器等進行效能、效率、可靠性、耐久性和其他專案的試驗。70年代以來,由於模擬理論和電子計算機技術的發展,又研製出由電子系統控制的、模擬實際行駛情況的零部件試驗檯和整車試驗檯,原來需要在試驗場上試驗的許多專案便可在試驗室內進行,不但縮短了試驗時間而且還能獲得可靠的和可比性很高的試驗結果。但由於汽車使用條件複雜,最終仍以實際使用的結果和使用者的反映為依據。因此,試驗檯、試驗場試驗必須與實際使用的結果相互驗證,找出二者之間的當量值。

汽車試驗

型別

汽車試驗分為定型試驗、檢查性試驗和發展與研究性試驗等幾類。

(1)定型試驗:大量生產的汽車的定型試驗在汽車或其主要部件正式生產前進行,藉以考核汽車或部件的效能、效率、可靠性、耐久性和適應性,以保證產品符合使用要求。這種試驗一般先用3~8輛樣車,一部分進行5~16 萬公里的效能、可靠性和耐久性試驗,一部分進行適應性試驗。新車型在進行這種試驗前往往還需要進行發展性試驗。各樣車及其部件的累積試驗里程可達百萬公里以上。在樣車試驗後,修改圖紙,消除缺陷,再製造20~50輛進行更大規模的實際使用試驗,以考核工藝的穩定性,然後才能投入生產。對於產量不大的汽車,如工礦用自卸車,因其主要部件大都是選用專業廠的現成產品,所以只對自制部件如車架進行臺架應力測定和可靠性及耐久性試驗,而整車的效能、適應性、可靠性和耐久性試驗則在現場使用中進行。

(2)檢查性試驗:在汽車生產過程中藉以抽查產品,以考核生產質量。從每批一定數量的產品中,或每年、或每半年抽幾輛整車按照規定的程式進行檢查性試驗,以便發現工藝上或材料上的問題並及時改正。

(3)發展和研究性試驗:藉以對新型汽車包括新結構、新材料和新理論的開發研究、設計和試驗。由於汽車設計和科學研究所用的方法與設施大體相同,汽車廠常設立設計研究中心,一方面從事產品的設計、改進;一方面進行一些基礎性的研究,提供技術儲備,這些工作常需要進行大量的試驗。試驗方法本身也常有創新。

典型的開發性研究試驗在下列幾方面有重要的作用:對於表面物理和表面化學進行探索;發現稀薄燃料混合分層進氣式發動機的燃燒現象;減輕汽車重量的塑料電鍍工藝和減少鏽蝕的金屬表面處理;高能蓄電池的電極和電解液間的相互作用機理;軸承的邊界潤滑機理;防除排氣再處理器的汙染等。這種類似開發性和基礎性的研究,有助於促進汽車技術的發展。

試驗方法

汽車試驗採用道路試驗、適應性試驗、試驗場試驗和試驗檯試驗等的試驗方法。

道路試驗和適應性試驗

在汽車上裝設測試儀表和施加模擬載荷,按實際使用條件行駛至規定的里程。對各種路面的里程規定有一定的比例,對炎熱、寒冷和高原等地區的試驗時間也有一定的規定。這種方法是早期的汽車試驗方法,因能反映用其他試驗方法所不能發現的真實情況,仍在繼續應用。

汽車試驗場試驗

汽車試驗場是試驗汽車的專用場地,在場中有測定車速、加速性、制動距離和燃料消耗量等的平直試驗路;進行平順性、可靠性和耐久性試驗的高速環形路、石塊路、搓板路和其他典型路段;坡道、彎道、塵灰室、鹽水池、淋水室和試驗涉水效能的水池以及試驗轉向特性用的圓形場地或專用廣場等。在有的試驗場中還有撞車試驗場或試驗室、橫向風裝置和方向穩定性的試驗場,以及模擬 -40~50℃氣溫和不同風速並裝有轉鼓試驗檯的全天候風洞試驗室,無回聲室和防電干擾室等。

在專用試驗場中試驗汽車易於保證安全,試驗的專案較多,範圍較廣,試驗條件易於模擬和控制,試驗結果的再現性和可比性好,車輛的保養維護和必要的修理以及試驗人員休息都有較好的條件;還可以用加大載荷和專門設計的壞路面以進行“強化試驗”,使汽車的零部件加速損壞,以縮短試驗週期。因此,試驗場試驗是現代汽車試驗的主要方法。

大型汽車試驗場中各種道路的總長度超過 120公里,每年的汽車試驗里程總計可達4000~4800萬公里。

試驗檯試驗

很多汽車零部件的工況,可以用專門設計的試驗檯模擬。在模擬的試驗檯上用飛輪代表汽車行駛時的慣性力,用以試驗制動器的效能。用水力或電力測功機代表汽車行駛時的各種阻力,以試驗發動機的功率和扭矩等。

早期的試驗檯結構和試驗專案大都比較簡單,採用連續的固定載荷迴圈。但是以固定載荷執行的發動機壽命試驗檯,不能模擬汽車經常起步、停車,冷卻水溫低,致使燃燒氣體溶於氣缸壁上的水中而引起酸性腐蝕,所以這種方法往往不能模擬實際使用情況。30年代以後的試驗檯已普遍採用模擬實際工況的變載荷、變速或變溫等迴圈。不過,固定載荷試驗法仍在使用,這是因為已積累了大量資料,試驗結果與實際使用結果的當量關係清楚。

40年代建立累積疲勞損傷理論和50年代建立隨機振動理論之後,試驗方法又有創新。用儀器測定並記錄代表各種道路不平度的路面功率譜,並將它們放大、倍加或綜合後,輸入試驗檯控制系統,便可以得到任意的強化倍數或任意的不同路面綜合,以進行加速的模擬試驗。這種方法和控制系統不但可用於零部件的試驗,而且還可用於模擬道路振動情況的電子液壓振動試驗檯(見彩圖)和轉鼓試驗檯。汽車在振動試驗檯上試驗時,各車輪下均裝設可發出不同頻率和振幅的液壓振動頭,模擬各種不同道路的隨機輸入。轉鼓試驗檯分為單轉鼓式和雙轉鼓式,它們都能模擬不同的車速和路面情況,以試驗整車的動力性,還適用於汽車排氣汙染的測定。有的轉鼓試驗檯還有施加側向力的裝置。

汽車試驗

汽車試驗中試驗檯試驗的費用最省,試驗所需的時間較短,試驗條件較易控制,應用範圍日益擴大。但這種試驗一般多用於單項效能或耐久性試驗,或少數相關專案的綜合性試驗,不能較全面地考核綜合性能。

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