汽车耐久性行驶试验方法

背景与目的

汽车耐久性是车辆最重要的性能指标之一，它也是用户关心的重要方面。通常用户在选购汽车时除了考虑汽车要有靓丽的外观、均衡的性能表现、较低的油耗，保值率或二手车市场受欢迎程度也是决定用户购车的重要因素。保值率是汽车优秀耐久性能的体现，如何在产品开发中快速验证汽车耐久性能，各车企都形成了自己的试验验证方法。GB/T12679《汽车耐久性行驶试验方法》介绍了一种道路行驶试验方法。通过耐久性测试，汽车厂家可以在较短的产品开发试验周期中模拟汽车十几年的使用情况，从而找出影响产品质量的问题，将问题解决在产品开发阶段。

试验方法标准结构

一、标准的范围本标准适用于在道路上行驶的各类汽车。

二、术语和定义汽车耐久性：汽车在规定的使用和维修条件下，达到某种技术或经济指标极限时，完成功能的能力。整车耐久试验是评价汽车耐久性最直接有效的技术措施，国内各大汽车企业在新车型设计、试制阶段均要对整车展开耐久试验，以验证汽车的耐久度，减少投产后的市场不良问题。

汽车耐久度：指汽车在规定的使用和维修条件下，能够达到预定的初次大修里程而又不发生耐久性损坏的概率。

汽车耐久性损坏：指汽车构件的疲劳损坏已变得异常频繁；磨损超过限值；材料锈蚀老化；汽车主要技术性能下降，超过规定限值；维修费用不断增长，已达到继续使用时经济上不合理或安全不能保证的程度。其结果是更换主要总成或大修汽车。

▲汽车耐久性损坏

三、主要技术内容

1、试验条件

应选择多种气象条件进行试验，特殊地区使用的汽车或特殊用途的汽车应在相应的条件下（如：高寒地区、高原地区、高温干热及高温湿热地区等）进行。

试验车辆可选择性能试验完成后的车辆或可靠性试验完成后的车辆，继续进行耐久性试验项目。试验装载可选择空载、满载或制造厂规定的载荷进行。

汽车耐久性试验道路可以参考汽车可靠性行驶试验方法中常规可靠性行驶试验和加速可靠性行驶试验道路。整车道路行驶耐久试验要耗费大量的人力物力，而且还常常由于驾驶员、环境和试验道路的变化而得到不一致的结果。如果只更改几个零件，也必须用整车去进行试验。因此，目前有尽量减少试验场耐久试验，更多利用快速、重复性好的试验室试验的趋势。现代企业为汽车耐久性测试搭建了室内测试环境，模拟汽车各种行驶路况。

▲室内耐久性测试

2、试验方法

耐久性行驶试验按照下面的试验项目依次进行，试验顺序一般不随意变动。如果试验中同时安排有使用试验或者常规可靠性试验时，只需衔接，不必重复下图中的程序。

1）磨合行驶

磨合行驶里程即规范应按照该车使用说明书的规定（通常磨合里程不少于3000km），出现故障须纳入故障统计。在汽车磨合行驶最后1000km时测量机油消耗量。

2）发动机性能初试

按规定对发动机进行总功率测试，在整个耐久性试验过程中如发动机大修，则在发动机大修前、后均要按照上述的规定各测量一次总功率。

3）主要零部件初次精密测量

拆解汽车各总成、零部件，记录拆检情况。需要精密测量的零部件包括发动机、离合器、变速器、传动轴、驱动桥、转向系统、制动系统、悬架等汽车主要部件，测量精度应参考零部件制造精度确定。

4）复装汽车后的300km磨合行驶

拆检后完成精密测量，重新复装汽车，再次进行300km磨合行驶试验，各总成工作性能、工作噪声、工作温度等运行状态符合车辆技术文件要求。

5）使用油耗测量（初测）

按照制造商规定的条件和方法，进行限定条件下的燃料消耗量测量。同时校正车速表和里程表。

6）汽车性能初试

进行次汽车性能试验，试验项目包括动力性（最高车速、最低稳定车速、驾驶性能）、燃料消耗量、制动性、噪声、排放、操纵稳定性、平顺性及车身密封性试验。在汽车耐久性行驶试验中，如果发动机大修，则在发动机大修前、后各做一次动力性、噪声、排放试验。

7）耐久性行驶试验

耐久性行驶试验里程应不少于第一次大修里程，试验道路尽可能包括各地区典型道路，各种道路上的里程分配可参照汽车常规可靠性行驶试验里程分配，磨合行驶和其他辅助里程计入耐久性试验里程。

耐久性行驶试验中故障发现的途径有：接车检查、停车检查、驶中检查、定期保养检查、性能测试、拆车检查。

发生故障应立即停车检查，原则上要及时排除故障。如发生的故障不影响行驶安全及基本功能，且不会引起诱发其他故障，可以继续试验观察，直至需要修理时为止，故障级别按最严重时计，里程按照发生最严重故障时的里程进行记录。

8）发动机性能复试、油耗复测、汽车性能复试、零部件精密复测

进行各类性能复测项目应与初测项目方法一致。对于发动机性能复测，根据初复试结果，统计出发动机性能变化率。对于主要零件的精密复测，应统计出下列说明零件磨损特性的参数，包括零件磨损范围内的极限值、零件最大的圆度偏差变化量、零件最大的圆柱度偏差变化量，以及所有试验车辆中，相同零部件相同部位的最大磨损极限值和平均值。

3、汽车耐久性损坏判定

汽车耐久性损坏判定可以从故障类别和维修费用两方面进行，其中有一方面的判定指标达成，即可判定汽车发生了耐久性损坏。

从故障类别上判断，同一辆汽车的发动机、驾驶室（车身）、转向系、变速器、驱动桥、前轴和车架等总成中总共发生了两次致命故障，即判该车发生了耐久性损坏；两辆及以上汽车在上述总成内的同一种总成上发生致故障，即判定这两辆以上（包括两辆）汽车发生了耐久性损坏；每辆车在上述同一总成上发生了十次严重故障折算为该车的一次致命故障。整车动力性降低25%，燃料消耗量增加30% 均判为致命故障。

从汽车维修费用上判断，汽车维修和保养费用达到了汽车出厂价格的80%，即判该车发生了耐久性损坏；汽车维修和保养的工时费、设备费用参照汽车保修规范中有关规定处理，材料费应括更换的配件费用和轮胎费用，不包括燃料费。

4、汽车丧失耐久性的条件和汽车耐久度

汽车耐久度是根据试验结果对汽车耐久性作出置信区下限的推断。

当汽车试验里程超过第一次大修里程，还没有发生耐久性损坏时，即汽车试验进行到直至发生首次耐久性损坏，此刻里程定为 ，且有＞，其余的n-1辆汽车中每一辆至少要试验到才能终止试验，且未发生耐久性损坏。在这种情况下，汽车耐久性偏差范围的下限为:

汽车耐久度为：

式中：

当汽车试验在第一次大修里程 之前就有一辆车或者几辆车发生了耐久性损坏，其余各辆车至少要试验到或者直至发生耐久性损坏，此刻的里程假定为，并有≥，才能终止试验。在这种情况下，则：

耐久性偏差范围的下限为：

当≤（）时，使 则汽车耐久度为：

当＞（）时，使 没有限制范围。

式中：

四、CAE耐久分析技术的发展

运用现代CAE技术搭建一个整车结构的混合多体动力学理论模型，把一些典型工况和路面特征作为输入载荷施加到虚拟试验模型上，结合各种材料的疲劳数据得到相应零部件理论疲劳损伤值，预测其疲劳寿命。典型工况和路面特征可以通过采用试验场道路路谱的方式获得。路谱数据的提供作用于仿真计算所需的载荷，验证计算模型的准确性，分析计算结果的有效性。

近年来，CAE耐久分析技术的发展逐步应用到汽车开发中，由于其不需要制造物理样车，试验周期短，成本低，可以在设计初期发现潜在问题，并能为设计优化提供指导，经过多年试验数据和经验积累，虚拟耐久性分析技术已经取得了长足进步，越来越接近室内台架耐久性试验的结果，是各大汽车企业致力于发展的重要方向。