浅谈汽车极端天气试验场研究

浅谈汽车极端天气试验场研究

吴阳

河南凯瑞车辆检测认证中心有限公司 454950

摘要：目前，汽车投入市场之前需要进行各种测试环节，以保证汽车在各种极端条件下可以保证用户的驾驶安全。汽车试验场作为测试汽车性能的关键所在，其关乎整个汽车行业的发展。鉴于此，本文依据汽车极端天气试验场作为入手点，概述了国内外汽车极端天气试验场的研究现状，分析了汽车极端天气试验场的组成部分，探究了汽车极端天气试验场设计的一些测量方式，并为未来汽车极端天气试验场的发展趋势作出相关研究。

关键词：汽车；极端天气；试验场；低温测试；研究

汽车试验场，顾名思义是指通过模拟各种极端实验条件下，测试汽车的驾驶性能，包括对汽车的动力系统、转向系统、制动系统等部分，同时试验场的存在也能提供可靠性和准确性的测试结果，为汽车技术的升级改造作出贡献。据文献指出，目前国内国外各大汽车制造厂商均建立自己的试验场地，并将试验场地建立在高寒地区，既能满足对低温天气的需求，又能实现各种极端天气环境下汽车的驾驶效果的测定。此外，通常条件下的汽车模拟测试结果，与极端条件下的汽车测试结果势必存在较大的差距，故此，需建立健全汽车极端天气试验场的研究。

1. 汽车极端天气试验场的研究背景

1. 国外汽车极端天气试验场

国外汽车极端天气试验场的成立较早，而且设立的位置多半集中在高寒地区，因为高寒地区比实际模拟的效果更加真实，所带来的测试结果也更加准确。国外极端天气试验场比较有代表性的是瑞典宝马集团旗下的阿杰洛格极端天气试验场、新西兰南半球轮胎极端天气试验场。具体来讲，在宝马集团旗下的阿杰洛格极端天气试验场，于十五年前开始投资建设并投入使用，总建设规模和范围较大，共计占地面积28公顷，以及两条测试道路。测试道路的材质为沥青材料铺设而成以及铺设三千米以上的制冷与加热管道，可以模拟极端天气，如温度过高的夏季、温度极低的冬季等；在新西兰南半球轮胎极端天气试验场，于二十年前开始投资并投入使用，总占地规模达到400公顷，道路测试涵盖压实雪和冰路面测试跑道等多个测试道路，方面人工模拟测试环境和自然条件下的测试环境^[1]。

2. 国内汽车极端天气试验场

国内汽车极端天气试验场的成立起步较晚，大部分设置在东北地区。因为东北地区，如黑河市、呼伦贝尔等地区，结冰期较长且低温较低，可以满足各种汽车极端天气的测试。国内极端天气试验场比较有代表性的是中汽中心呼伦贝尔极端天气试验场、黑河市红河谷极端天气试验场。具体来讲，在中汽中心呼伦贝尔极端天气试验场，于十年前正式投入使用，该区域的最低温度可达到零下45度左右，年平均温度在零下20度左右占全年天数的三分之一以上，且积雪深度在55厘米以上。此外，该极端天气试验场设置两个湖面测试场地，可满足低温和冰面的适应度测试环境；在黑河市红河谷极端天气试验场，是黑河地区最具典型的试验场之一，其包含7个综合路面测试场地，并通过欧洲专业的TUV认证，同时也可以完成发动机冷启动实验、防抱死制动实验、电子稳定系统实验等专业测试^[2]。

2. 汽车极端天气试验场的设施组成部分

1. 基础设施之冰雪环路

在极端天气下试验车辆性能数据，如冰雪环路。冰雪环路是根据内环抛光的冰面以及外环压实雪路构建而成，且环路的半径设置在60到150米的范围之内。冰雪环路可应用各种系统测试环节，如车身电子稳定系统、自动语言识别系统以及电子驻车制动系统等。故此，冰雪环路的道路工艺设计需根据环境数据因素和实际车辆因素作出最佳的设计方案。

2. 基础设施之 分割水平路与坡道

分割水平路是指防抱死制动系统测试道路，因为涉及不同附着系数的分离路面组建而成，所以能够完美匹配各种测试环境。目前，根据附着系数的不同设计的分离路面，有冰雪分离路面、雪面与沥青路面等。沥青路面设置道路加热系统，并涵盖冲刺加速路面。通过对不同分离路面的测试，可在最佳角度下完成汽车性能的测试过程。此外，在 分割坡道中，主要验证汽车牵引力控制系统和差速器系统，同时 分割坡道还可以通过陡坡缓降系统中，测试斜坡控制系统的优良性设计^[3]。

鉴于此，汽车极端天气试验场的设施组成部分已经满足目前道路行驶的各种极端天气。通过对极端天气汽车试验场对汽车性能和耐久度的测试，进一步为汽车开发提供技术支持。

3. 汽车极端天气试验场关键技术与测量方式

1. 压实度系数与测量方式

测试路面的压实雪面技术工艺为：在高寒地区含有众多的冰雪资源，故此在制作阶段更侧重于雪面的制作问题，无需担心雪资源的保存问题。在雪面压实度方面，可通过四道设计工艺，即清雪工艺、摊铺工艺、刮平工艺以及最后一步压实工艺。须注意一点的是，尽量防止雪结块问题。压实度系数是指雪或其他材料压实后的干密度与标准最大干密度之比，其路面压实程度作为极端道路测试条件基本指标之一，唯有科学合理的完成路面的压实操作，方可保证路基的刚强度和平稳度，继而在实际的道路测试过程中得出的测试数据更加精确，同时也是为了实现提高路面的使用寿命的目的。在实际雪面道路测试环节中，首先需借助测试车辆行驶在测试路段，之后对压实的轮胎印作出测量。测量杆的设置需转动45度，保证地面雪花轮胎印全部抹平。然后保持测量杆在导管的上方，并标记刻度尺，使测量杆自由落体，以此得出测量数据

^[4]。

2. 附着系数与测量方式

正所谓附着系数是指路面附着力和路面垂直方面之间压力的比值。在极端天气试验场中，为保证每日的检测试验，可采用实际车辆测量可附着度的简化方式，即基准测试做制动计算减速度的测试手段，以得出雪面与冰面的附着系数。计算后的附着系数在0-1之间，方可满足测试要求。

4. 未来汽车极端天气试验场的发展前景

1. 构建汽车文化与旅游的共赢方式

现今乃至未来，汽车极端天气试验场可以打造成汽车文化和汽车试验以及汽车旅游的新局面，实现借助专业的极端天气测试环境，为公众科普汽车技术，继而达到提高汽车品牌的目的。现阶段，国内机械化、电气化、智能化领域的不断发展，为汽车自主技术的研发提供了基础，为完善国内自主品牌作出了突出贡献。希望未来极端天气汽车试验场地，不仅仅局限于汽车的应用性能测试，还要借助场地积极构建汽车文化品牌和企业形象，为国产汽车的发展创造新机遇。

2. 整合与共享汽车试验场的信息数据

在汽车极端天气试验场的发展过程中，在政府层面上完善市场竞争环境，逐渐构建自身的创新体系。因为市场竞争可以为汽车性能的优化创造条件，同时也可以营造一个自主创新的发展范围，所以政府可就试验场地的课题，建设软环境质量。此外，汽车极端天气试验场的专业化管理尤为关键，其关乎设备的维护和零部件的测试专业性。极端天气试验场信息化管理模式，积极打造实验数据的共享化，能够节省额外的资金投入，即保障了管理任务，又获取了信息数据。故此，在未来发展阶段，一方面政府加强创新文化软实力的研究；另一方面汽车试验场管理机构加强数据整合的创新机制。

总结：综上所述，汽车极端天气试验场作为汽车研发测试过程中不可替代的基本测试建设。在极端天气试验场的建设中，需根据压实度系数、附着度系数等，测试道路技术的设计工艺。本文通过对比国内外专业的极端天气试验场地，得出与西方国家相比，尚且存在一定的不足，故此在汽车制造商与零部件供应商之间加强沟通与合作，积极探寻先进的实验道路技术工艺，为国内汽车生产构建一个良好的测试环境。

参考文献：

[1]孙凯.极端天气下的安全驾驶技巧分析[J].时代汽车,2020(9).

[2]刘策,陈汉,王玉磊,等.中汽中心冬季汽车试验场道路基本条件研究[J].中国汽车,2020,No.337(04):61-66.

[3]陈海建,陈阳.汽车试验场道路测试风险控制研究[J].时代汽车,2020,No.340(16):185-188.

[4]黄正,杨威,边少君,等.一种汽车试验场智能化管理系统.