盧生林， 奚崇偉， 徐家強(qiáng)

(奇瑞汽車股份有限公司， 安徽 蕪湖 241009)

中國東北三省、內(nèi)蒙古自治區(qū)中東部、新疆北部、青藏高原大部等地區(qū)為常年多雪帶，雪季時(shí)間長、降雪量大。其中大興安嶺北部雪季時(shí)間大于210 d，青海南部和西藏自治區(qū)北部雪季大于300 d；東北和西北北部地區(qū)年降雪量大于30 mm，青海和西藏年降雪量大于60 mm。整車揚(yáng)雪試驗(yàn)作為寒帶環(huán)境適應(yīng)性評(píng)估的重要內(nèi)容，通過試驗(yàn)分析整車在降雪環(huán)境及積雪路面長時(shí)間行駛對(duì)整車性能可能產(chǎn)生的不良影響，有針對(duì)性地進(jìn)行相關(guān)防雪設(shè)計(jì)優(yōu)化。

1 行車環(huán)境揚(yáng)雪主要來源

1.1 自然降雪過程

中雪及以上降雪會(huì)產(chǎn)生較多揚(yáng)雪量，一般會(huì)進(jìn)行揚(yáng)雪試驗(yàn)。中雪以下一般不作考慮。

1.2 風(fēng)吹雪

風(fēng)吹雪是由氣流挾帶起分散的雪粒在近地面運(yùn)行的多相流的天氣現(xiàn)象，又稱風(fēng)雪流。根據(jù)強(qiáng)度大小分為低吹風(fēng)、高吹風(fēng)和暴風(fēng)雪三類。風(fēng)吹雪多發(fā)生在高緯度、高海拔和地形起伏變化較大的積雪地區(qū)(見圖1)。

圖1 風(fēng)吹雪路段照片

1.3 積雪道路車輛揚(yáng)雪

1.3.1 社會(huì)車輛行駛造成的揚(yáng)雪

按照道路冰雪分類(見表1)，一般情況下密度低于0.41 g/cm3的雪粉容易飛散。車輛在高速公路行駛時(shí)相對(duì)較快，地面浮雪雪粉因空氣對(duì)流被卷起。冬季行駛常用的寒帶輪胎因花紋較深，也能卷起較多雪粒。雪粉和雪粒的密度低、下降慢，往往可形成覆蓋面很廣的雪霧區(qū)域。

表1 道路冰雪分類

根據(jù)實(shí)際行車經(jīng)驗(yàn)，重型載重車輛高速行駛時(shí)揚(yáng)雪密度大、高度大、持續(xù)時(shí)間長，在恒定車速下，前車通過涉雪路面后，后車往往持續(xù)在雪霧中行駛。

1.3.2 現(xiàn)代化道路除雪過程引起的揚(yáng)雪

隨著交通行業(yè)的快速發(fā)展，在交通運(yùn)輸管理部門開展的現(xiàn)代化除雪過程中，重型除雪車輛(設(shè)備)會(huì)揚(yáng)起范圍更廣、強(qiáng)度更大的雪霧帶。在公共道路中經(jīng)常出現(xiàn)因前方清雪車進(jìn)行除雪作業(yè)而揚(yáng)起雪霧,后車視線受阻無法超車，只能長距離跟車持續(xù)處于雪霧帶中的情況(見圖2)。

圖2 現(xiàn)代化除雪過程中引起的揚(yáng)雪

2 模擬揚(yáng)雪環(huán)境行駛試驗(yàn)

2.1 模擬方式

自然降雪影響因素較多，在道路試驗(yàn)行駛中較難模擬，采用前車在積雪路面以固定范圍內(nèi)的車速行駛，為后車揚(yáng)雪的方法進(jìn)行測試。為減少揚(yáng)雪量差異，驗(yàn)證試驗(yàn)中60%路段可維持行駛速度60～80 km/h，兩車距離控制在10～15 m，驗(yàn)證里程不低于150 km。

2.2 參與車輛

考慮路面通過性及行駛安全性，選擇A、B、C 3款SUV車型參與驗(yàn)證。

2.3 驗(yàn)證地點(diǎn)及路面情況

驗(yàn)證地點(diǎn)選擇內(nèi)蒙古呼倫貝爾牙克石市郊某公共道路。根據(jù)實(shí)地考察，該路段日均車流量<100輛，路面積雪厚度3～8 cm。驗(yàn)證期間實(shí)測環(huán)境溫度-15～-21 ℃。

3 揚(yáng)雪試驗(yàn)后檢查及風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

3.1 揚(yáng)雪后車輛積雪狀態(tài)

A、B、C 3款車型試驗(yàn)前外觀及底盤無積雪、前艙無積雪，各電子電器功能正常，行駛無異常。完成揚(yáng)雪試驗(yàn)后積雪檢查結(jié)果見表2。

表2 揚(yáng)雪試驗(yàn)后車輛積雪狀態(tài)

3.2 積雪影響分析

3.2.1 發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)

3款車型駕駛過程中動(dòng)力性能明顯下降。拆卸空濾箱檢查，空濾下殼體積雪較多，清理積雪并稱重，3臺(tái)車空濾下殼體積雪重500～900 g?？諡V箱內(nèi)部積雪全部高于進(jìn)氣口，濾芯本體吸附較多冰雪混合物(見圖3)。

圖3 某車型空濾箱內(nèi)部積雪情況

揚(yáng)雪試驗(yàn)完成后，3款車型在寒區(qū)仍開展其他試驗(yàn)，試驗(yàn)中A、B兩款車型出現(xiàn)加速無力、自適應(yīng)巡航工作異常、強(qiáng)制進(jìn)入跛行狀態(tài)等異常情況。經(jīng)檢測，渦輪增壓壓力異常。進(jìn)一步拆卸渦輪增壓進(jìn)氣管路，發(fā)現(xiàn)A車型渦輪增壓傳感器結(jié)冰、B車型渦輪增壓中冷管內(nèi)部存在大量殘冰。初步分析認(rèn)為在進(jìn)氣空氣濕度過大、極低環(huán)境溫度共同作用下，因進(jìn)氣系統(tǒng)中存在大量水氣，而中冷管位置較低，匯集大量冷凝水凝固，凍結(jié)傳感器或形成冰塊(見圖4、圖5)。該問題與揚(yáng)雪行駛直接相關(guān)。除冰后，A、B兩款車型恢復(fù)正常，未再出現(xiàn)類似故障。

圖4 渦輪增壓傳感器結(jié)冰

圖5 渦輪增壓中冷管內(nèi)部殘冰

3.2.2 電子電器功能

B車型后雷達(dá)探頭被雪覆蓋，AVM(全景影像系統(tǒng))功能異常報(bào)警，倒車?yán)走_(dá)失效。

A車型后備門流水槽內(nèi)積雪，并與后備門電動(dòng)撐桿輕度凍結(jié)(見圖6)，后備門開啟過程中誤觸發(fā)保護(hù)功能。B車型后備門流水槽內(nèi)積雪，與后備門電動(dòng)撐桿未凍結(jié)，開啟功能正常。C車型后備門流水槽內(nèi)也存在積雪，其后備門配置手動(dòng)氣彈簧體積較小，尚未出現(xiàn)凍結(jié)情況。

圖6 A車型后備門流水槽積雪情況

3款車型電磁風(fēng)扇電機(jī)及扇葉積雪，存在堵轉(zhuǎn)風(fēng)險(xiǎn)。

前艙電器件及插接口位置被雪覆蓋，如ECU(電控單元)、TCU(遠(yuǎn)程信息控制單元)、傳感器等，未發(fā)生明顯失效故障，考慮到可能出現(xiàn)融雪及結(jié)冰情況，存在產(chǎn)生功能性故障風(fēng)險(xiǎn)。

3.2.3 車身功能

C車型前蓋鎖體與前蓋膠條處積雪，前蓋鎖體凍結(jié)無法打開。

A、B、C車型四門車門門下段積雪，輕微凍結(jié)。

3.2.4 行駛性能和安全

3款車型的副車架及后懸置積雪嚴(yán)重(見圖7)，整車轉(zhuǎn)向及NVH(噪聲、振動(dòng)與聲振粗糙度)水平降低明顯，同時(shí)存在較大安全隱患。

圖7 副車架及相關(guān)件積雪

4 結(jié)語

揚(yáng)雪試驗(yàn)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)、電子電器功能、車身功能、行駛性能均可全面進(jìn)行考核，在整車寒帶環(huán)境適應(yīng)能力開發(fā)中應(yīng)充分驗(yàn)證。通過這次揚(yáng)雪試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)可對(duì)揚(yáng)雪試驗(yàn)方法進(jìn)行一些細(xì)節(jié)方面的優(yōu)化，如在揚(yáng)雪驗(yàn)證后未作除雪除凍的情況下，充分模擬寒帶客戶用車習(xí)慣及用車場景，對(duì)涉雪車輛可靠性進(jìn)行確認(rèn)；或揚(yáng)雪后不作積雪清理，直接將車停入暖房內(nèi)回溫，檢查快速融雪過程中可能產(chǎn)生的風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)。