摘 要：整車耐久耐候是汽車關(guān)鍵屬性，通過工程化的手段對耐久耐候工況進行標準化編制，是制定整車試驗標準的流程。本文通過某試驗場對特定耐久耐候工況后的試驗結(jié)果進行分析，得到一些工況貢獻損傷的結(jié)論，對標準制定提供一定程度的參考。同時，對現(xiàn)行各類評價標準進行分析，得出使用方向建議。

關(guān)鍵詞：耐久 工況 分析

汽車是人們生產(chǎn)生活中必不可少的工具。隨著居民生活水平提高，汽車不僅僅是一種生產(chǎn)工具，更是一種人們對生活品質(zhì)的追求。將一般用戶的主觀評價轉(zhuǎn)換成為可以量化的工程語言，一直是工程師們致力追求的目標[1-3]。目前國內(nèi)已有一些方法對車輛進行檢查，并測試性能關(guān)鍵項。本文主要針對一些試驗工況進行平行比較，并對結(jié)果輸出進行相關(guān)分析。

1 汽車耐久試驗和耐候試驗

從用戶的角度出發(fā)，加速模擬用戶的使用工況，并將其規(guī)范化、標準化，是汽車整車試驗/加速試驗的基本依據(jù)及出發(fā)點。模擬用戶的使用工況，并將各工況加載在試驗中，形成標準流程，即可編制成為標準的試驗規(guī)范[4]。

整車結(jié)構(gòu)耐久試驗主要是從整車的角度出發(fā)，考核汽車結(jié)構(gòu)件，如底盤副車架、下擺臂、白車身鈑金等的結(jié)構(gòu)強度是否能夠使得在用戶使用全壽命周期內(nèi)，保持結(jié)構(gòu)的完整，以支持汽車其他各項性能的發(fā)揮。整車動力總成耐久試驗，是站在整車的角度，將動力總成的載荷成一定系數(shù)輸入，考核發(fā)動機、驅(qū)動電機等一系列動力總成相關(guān)的零部件是否能支持用戶使用到汽車壽命結(jié)束。

耐候試驗包含整車強化腐蝕試驗[5]、整車高低溫試驗、整車曝曬光老化試驗等。整車耐候試驗對整車進行環(huán)境因素的輸入，考核如車輛銹蝕外觀、儀表臺版人造革發(fā)黏、方向盤表面粉化、擺臂襯套老化開裂等外觀和功能性問題。

在整車試驗的前端，通常都需要先進行路譜的采集（RLDA）以及環(huán)境譜的采集（EDA），通過這些手段，將用戶在公共道路上車輛講述的“語言”，轉(zhuǎn)換成工程師能夠量化的參數(shù)，從而形成試驗規(guī)范。

2 汽車耐久性能和耐候性能

對于耐久性能和耐候性能，各個主機廠都有各自的體系，測試項目有所差異。耐久和耐候性能一般從以下一些角度作考量：

（1）結(jié)構(gòu)件/非結(jié)構(gòu)件的開裂、斷裂；

（2）零部件表面質(zhì)量的衰退，如漆膜起泡，鈑金漆面翹起；

（3）外觀的變化，例如紅銹/白銹等銹蝕、發(fā)粘、脆化；

（4）油液的滲漏；

（5）電子電器件軟件性能的變化，例如350循環(huán)耐久后車機屏幕卡滯；

（6）總成件功能性問題；

（7）標定導致的一些問題，如扭矩輸出線性程度不高等，出現(xiàn)換擋沖擊，最終導致傳動系統(tǒng)開裂/滲漏等問題。

3 整車耐久耐候試驗方法橫向?qū)Ρ?/p>

3.1 規(guī)范工況對比

整車耐久、耐候試驗的規(guī)范與試驗場的路線強相關(guān)，本文中的場地用擬用固定的某試驗場進行舉例，試驗方法是RLDA+EDA后用對應的損傷調(diào)制的專項規(guī)范示例。用以下幾個專項工況進行試驗，對比各工況對整車的損傷情況。圖1為幾個規(guī)范1個循環(huán)片段示范：

其中，共振路1/車身扭曲路/卵石路/鐵軌路/鹽水路的速度及行駛路線固定，駕駛員操作規(guī)范固定。鹽水路的鹽水濃度固定為1%NaCl，每循環(huán)工況開始前對鹽水路進行攪拌及鹽度測量，保證鹽水濃度均勻且達到標準。環(huán)境倉使用恒溫恒濕曲線，溫度50℃，濕度95%RH，升溫和加濕過程包含在溫濕度曲線內(nèi)。

對該幾個工況，使用某特定車型進行研究分析。根據(jù)前期對車身及結(jié)構(gòu)件CAE分析的結(jié)果，預判結(jié)構(gòu)薄弱點可能出現(xiàn)在懸置、車門邊框焊點等部位，故準備幾套同一批次的懸置零部件進行分析。

3.2 試驗結(jié)果對比

為了更為明顯地實現(xiàn)試驗目的，并得到相應的結(jié)果，故對工況總循環(huán)數(shù)進行加強，通過將整車均進行600循環(huán)上述工況，對整車進行全方位的點檢以及對專項零部件進行排查，可以看出：

工況1中對應的車輛零部件中結(jié)構(gòu)件的問題相差不大，其中主要為：

（1）左右后門車門框側(cè)圍右上部位某焊點開裂；

（2）懸置橡膠襯套開裂；

（3）尾門膠條中間部位干涉?zhèn)幔?/p>

（4）引擎蓋尖角銹蝕。

工況2中對應的零部件的問題點主要為：

（1）左右后門車門框側(cè)圍右上部位某焊點開裂；

（2）懸置橡膠襯套開裂；

（3）尾門膠條中間部位干涉?zhèn)幔?/p>

（4）引擎蓋尖角銹蝕。

工況3中對應的零部件的主要問題點為：

（1）左右后門車門框側(cè)圍右上部位某焊點開裂；

（2）懸置橡膠襯套開裂；

（3）尾門膠條中間部位干涉?zhèn)幔?/p>

（4）引擎蓋尖角銹蝕；

（5）引擎蓋焊點開裂。

對比3組工況下的整車試驗問題點，可以看出：在工況1中，引擎蓋尖角的銹蝕情況有明顯的不同程度的區(qū)別，但其他問題點的嚴重程度幾乎一致；對比工況1/2/3，懸置（用同一批次地懸置在整車上換件試驗）襯套開裂的程度有明顯的區(qū)別，表現(xiàn)為橡膠開裂地長度不一致；在工況3的試驗車中，可以看到車輛尾門干涉的嚴重程度與其他工況有明顯的區(qū)別，且干涉后傷漆，使得該部位在工況1的3組樣本傷漆部位銹蝕也有所區(qū)別。

4 評價標準的橫向?qū)Ρ群脱芯?/p>

對于整車試驗，運用各項試驗規(guī)范進行試驗后，需要對試驗結(jié)果進行評價，以判定當前試驗的結(jié)果是否可以接受，并繼續(xù)進行下一階段的產(chǎn)品開發(fā)工作。主要的評價標準有以下幾種：a）只存在是非的雙值結(jié)果判定；b）主觀評價；c）基于統(tǒng)計原理的評價方案。

4.1 雙值判定

對于雙值判定的評價方案，常用于針對零部件級的失效分析。例如，如圖7所示，針對整車耐久中的開裂問題，僅存在開裂或不開裂2種結(jié)果，應用于失效的零部件本身，既是定性的描述分析，又是0/1的定量結(jié)果計量。用于零部件失效分析，可以從失效模式分析失效原因，從而找到問題的整改措施和風險規(guī)避方向。

4.2 主觀評價

對于主觀評價，行業(yè)內(nèi)較為成熟的應用是將試驗結(jié)果進行不同等級劃分，讓評價人員根據(jù)已劃分好的評價等級作為參考，對當前試驗結(jié)果進行評價和判定，如表1和表2。需要注意的是，運用分級進行主觀評價的方法，通常會出現(xiàn)一定程度的3個方面的評價結(jié)果偏差：a）不同的評價人員，對結(jié)果理解略有不同，評價結(jié)果存在一定誤差，但該類誤差一般較小，不會出現(xiàn)試驗結(jié)果本質(zhì)的差別。通常可以采用固定評價人員，定期培訓評價者，以及增加測試項目經(jīng)驗的方式規(guī)避該類評價偏差；b）不同的試驗環(huán)境，對評價結(jié)果有一定的影響。例如，在不同的天氣環(huán)境下進行試驗，其試驗結(jié)果略有偏差。為解決該問題，通常在試驗時需先規(guī)定固定的試驗場地，并記錄好試驗當時的氣候情況，以便后期判定結(jié)果時作為參考；c）長周期試驗中，試驗結(jié)果的前后誤差。例如在大于半年的長周期的性能衰減試驗中，需要在每個測評節(jié)點記錄當時的主觀評價結(jié)果，但在長周期和多節(jié)點的測評中，評價人員容易記不住前期測評節(jié)點的樣車狀態(tài)。為解決該問題，在主觀評價中，除了分級的評價標準，還需要在評價時做好當前狀態(tài)的評語記錄，以便下一節(jié)點測評時，參考前期車輛/零部件的狀態(tài)。

4.3 基于統(tǒng)計原理的評價

整車試驗中，通常也會運用一些統(tǒng)計原理進行故障的診斷判定作為試驗結(jié)果的評價標準。常見的一些指標有平均首次故障里程（MTTFF）、平均故障間隔里程（MTBF）等，其指標公式如下：

式1

式2

式中，

MTTFF——平均首次故障里程點估計值，km；

n’——發(fā)生首次故障車輛數(shù)；

S’——無故障行駛總里程，km；

S’j——第j輛車首次故障里程，km；

n——試驗車輛數(shù)；

Se——定時結(jié)尾里程數(shù)，km。

式3

式4

式中，

MTBF——平均故障間隔里程估值點，km；

r——S里程內(nèi)發(fā)生故障總數(shù)；

S——試驗總里程；

k——終止試驗車輛數(shù)；

Sj——第j輛車終止試驗里程，km；

Se、n含義同式2。

上述一些基于統(tǒng)計原理的評價方式，主要適用于整車產(chǎn)品開發(fā)的耐久性可靠性評估，相對來講，主要用于解決宏觀的設計目標制定問題，針對試驗問題個體并不能單獨運用。

5 結(jié)論

根據(jù)路譜采集（RLDA）和環(huán)境譜采集（EDA）的結(jié)果，可以對試驗場中各特定路面及設施設備進行相對應的排列組合，以形成對應所需求的試驗標準。各工況對整車的各部位的考核有定性及定量的貢獻，可以根據(jù)用戶需求進行調(diào)整及強化或弱化。例如，共振路1的工況對某車型的懸置損傷有特定的影響，車身扭曲路對某車型整車剛強度有一定程度的貢獻，高低溫試驗時間對銹蝕程度有相當程度的貢獻。根據(jù)不同的試驗方案，須選擇對應使用的評價手段，以解決整車開發(fā)中的如整車目標設定、單次試驗結(jié)果判定、問題件失效分析等不同適用范圍的工程開發(fā)問題。

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