《论汽车试验场的建设与发展.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《论汽车试验场的建设与发展.doc（8页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、论汽车试验场的建设与发展付龙柱（车辆工程07 200701041106）摘 要：通过回顾世界各国汽车试验场的建设和发展历程，介绍汽车试验场的主要道路试验设施，总结汽车试验场建设的特点与发展的趋势。关键词：汽车试验；试验场；工程建设Construction and Development of Proving GroundAbstract: Based on reviewing of the history of the construction and development of Proving Grounds all over the world , the paper presents
2、the field facilities of Proving Grounds and summarizes the construction characteristics and the development trends of ProvingGrounds.Key words: Automobile test;Proving ground;Construction1 汽车试验场概述汽车道路试验是考核和评价汽车质量的最终技术措施和手段,而汽车试验场则是专供汽车进行道路试验用的场所。汽车试验场按其功能一般可分为专用汽车试验场和商用汽车试验场。专用汽车试验场通常隶属于某大型汽车生产厂家,其主
3、要功能是为本公司汽车新产品的开发、新车定型及产品质量控制提供试验手段;商用汽车试验场则向全社会开放,为各类客户提供全方位的汽车道路试验条件和技术服务,并侧重于安全、公害、商检等法规性试验和产品定型试验。1.1 国外汽车试验场发展世界各国汽车试验场的建设和发展已经历了80多年的风风雨雨。早在1917年美国就兴建了世界上第一个汽车试验场阿伯丁(Aberdeen)汽车试验场。第二次世界大战后,工业发达的西方国家及日本等国的各大汽车公司(如美国通用、克莱斯勒、福特公司,日本丰田、三菱公司等)为发展本国汽车工业、占领世界汽车市场,纷纷斥巨资修建大型汽车试验场。以美国通用公司为例,它不但在美国本土,而且在
4、巴西、英国、加拿大等国都兴建了自己的汽车试验场。近30年来,随着世界汽车工业的发展,各国汽车试验场的水平、数量和规模更是以前所未有的速度迅速发展。据不完全统计,目前,世界上已建有100多个不同类型的试验场。如美国的罗米欧(Romeo)、米尔费德(Milford),英国的米拉(MI-RA)、米尔布鲁克(Millbrook),德国的欧拉(Ehra-Lessien),日本汽研所(JARI)汽车试验场等都是世界著名的大型汽车试验场。表1为世界各国有代表性的部分汽车试验场及其主要技术参数。1.2 国内汽车试验场我国汽车试验场的建设远远落后于发达国家,这也是长期以来我国汽车工业发展缓慢的重要原因。虽然我国
5、在50年代就开始筹建第一个汽车试验场,但直至80年代末我国才真正建成第一个具有比较完善的汽车道路试验设施的汽车试验场海南汽车试验场。目前我国已建和在建的汽车试验场有:海南汽车试验场(海南嘉积)、解放军总后汽车试验场(安徽定远)、东风汽车工程研究院汽车试验场(湖北襄樊)、交通部公路交通试验场(北京通州)、一汽集团农安汽车试验场(吉林农安县)、上海大众汽车试验场(上海安亭)。我国各试验场主要道路试验设施及技术指标见表2。2 汽车试验场主要设施及功能1.1 高速环道高速环道是汽车试验场的主体设施,供汽车进行连续高速行驶试验。其平面形状以椭圆形为主,也有采用圆形、三角形、电话听筒形等形状的；设计平衡车
6、速一般为120300km/h；圆曲线半径为1001000m；车道数为25条；总长度从2km到20km不等；直线部分设1%2%的单向排水横坡,弯道部分则根据平衡离心力的需要设置很大的超高倾角；路面类型为水泥混凝土或沥青混凝土。为使试验车辆安全、舒适地实现直线和圆曲线之间的过渡,高速环道缓和曲线的设计至关重要。在高速环道几何设计中,缓和曲线的平面线形经常采用麦克康纳尔(McConnell)曲线或布拉斯(Bloss)曲线；横断面则多采用二次、三次、复合曲线或平衡车速沿横向呈直线分布的曲线形式。1.2 长直线综合试验路长直线综合试验路是为进行汽车常规性能试验(包括燃油经济性试验、操纵安全性试验、制动试
7、验等)而设计的综合性试验道路。一般直线长度为25km,车道数为210条。它既可以设计为独立的试验道路,也可以与高速环道结合起来设计,利用高速环道作为加、减速路段。必要时也可以在高速环道的直线部分进行各种汽车性能试验。1.3 动态试验区动态试验区(Vehicle Dynamics Area),又称“滑溜广场”,是进行汽车极限状态下的操纵稳定性、交通流模拟等试验的设施。其形状一般为圆形或方形,边长(或直径)从50500m不等；除有自身的加减速跑道外,还多利用其它试验道路作为助跑道。根据用户的需要,在试验区内还可以设计各种不同的道路铺装和给水、排水设施。1.4 碰撞试验区碰撞试验区是用来进行汽车与护
8、栏等道路构造物碰撞或汽车与汽车碰撞等被动安全性试验的试验设施,其场地布置及试验设备根据试验内容的不同而变化。实车碰撞试验的场地一般布置为不规则多边形,采用的牵引方式有汽车牵引、高速卷扬机牵引等；模拟碰撞试验则主要用于乘员保护装置的性能评价和零部件耐惯性力试验,其常用设备有HYGESLED台车等。为进行试验数据的采集和分析,试验时还必须配备带有各式传感器的模拟人、高速摄影摄像机、图形图像分析仪等设备。1.5 制动试验路主要用于汽车的制动安全性试验,如水漂试验、汽车防抱死装置(ABS)试验、制动距离试验等。在该试验路的试验区域,一般都布置有29种由不同材料修建而成的具有不同摩擦系数(=0.11.0
9、)的特种路面,如水泥混凝土路、沥青混凝土路、钢板路、瓷砖路、结冰路等。1.6 强化试验路强化试验路由各种具有不同几何特性和材料特性的特种路面构成,可供汽车进行零部件、车身、悬架、总成等结构的强化疲劳及可靠性试验,因此强化试验路又称为可靠性试验路。其道路总里程一般为210km,常采用的特种路面有:比利时路、拱形不平整此,路、扭曲路、坑洼路、搓板路、混凝土凸块路、横枕木路、盐水路、泥泞路、铸铁饼路等。1.7 耐久试验路耐久试验路主要用于汽车整车的耐久性试验。在耐久试验路上也布置有与强化试验路类似的特种路面,其路面类型主要有:比利时路、扭曲路、坑洼路、搓板路、混凝土凸块路、横枕木路、盐水路、泥泞路、
10、铸铁饼路、石块路、卵石路、砂石路、沥青混凝土坏路、水泥混凝土坏路等。作为一个整体,耐久试验路一般还包括由各种坡道构成的标准坡道(纵坡为5%60%)和模拟地区性道路的典型试验路(如城市环道、乡村急弯路等),道路总里程一般较强化试验路长,为5100km。1.8 专项测试道专项测试道指为对汽车的某个专项技术指标进行测试而修建的标准试验路,如噪声发生路、标准噪声路、粉尘隧道等。这些设施一般必须根据特定的技术和工艺要求进行专门设计。1.9 室内实验室为与野外道路试验设施相互配套,一般汽车试验场都配备一定数量和规格的室内实验室,如发动机实验室、整车实验室、排放实验室、腐蚀实验室、灯光实验室等。3 汽车试验
11、场项目实施的特点1.1 瞄准市场,准确定位纵观世界各国汽车试验场,可谓各具特色、各有千秋,但从来还没有一个汽车试验场可以做到无所不能,也没有哪个汽车试验场能完全替代另一个,而且实际上不可能也没有必要去建造一个包罗万象的汽车试验场。重要的是汽车试验场的建设必须真正符合用户的使用目的,并形成自身的特色。因此,项目实施前必须深入研究市场所在地的实际条件(如气候特点、道路条件、交通状况等),结合企业自身的实际和市场,对将要建设的汽车试验场进行准确定位。1.2 一次规划,分期修建汽车试验场是一个由人、车、路和环境所组成的闭环系统,因此其建设也是一个复杂的系统工程,不仅建设周期长、一次性投资较大,而且其建
12、设内容随着汽车工业和公路交通事业的发展必须不断进行调整、充实和完善。可以说,汽车试验场建设是一项长期、长远的任务,其建设只能分期、分批,不可能一步到位。如英国米尔布鲁克(Millbrook)汽车试验场的建设就持续了30多年的时间,而且至今仍在充实新的设施。有鉴于在汽车试验场项目实施的前期必须深入细致地作好整体规划工作,既要保证项目实施后尽快形成有效的试验能力,又要为将来的发展留有余地。无论是确定汽车试验场的建设内容和规模,还是选择其主要试验设施的技术指标,都应该遵循这一原则。在这个问题上国外有很多教训可供借鉴:如60年代日本修建了很多汽车试验场,其中不少试验场的高速环道就因为在确定设计车速及缓
13、和曲线长度时没有留有足够的余地而影响了后期的使用。1.3 以经验为基础,跟踪国际技术发展的新动向汽车试验场不同于一般的高速公路工程,它具有技术标准高,施工难度大,项目管理及施工工艺复杂等特点,而且它的设计和施工都没有现成的标准和规范,工程实施具有很大的特殊性,所以在汽车试验场的建设的过程中一定要重视吸取已建汽车试验场成功的经验和失败的教训。同时,汽车试验场的建设不应该只是一个简单的基本建设过程,而且也是一个研究和摸索的过程。其项目的实施涉及到公路工程设计和施工中许多未曾遇到过的新问题。因此在项目的建设过程中,还必须充分利用现代科学技术的新产品和新成果,并在实践中不断摸索新工艺、新方法。只有依靠
14、科学技术的发展和不断创新,才有可能将汽车试验场的建设推上一个新的台阶。4 汽车试验场的发展趋势1.1 标准化、地区化发展趋势随着世界汽车工业的飞速发展,汽车试验场的建设已进入了一个全新的时代。一方面,世界各国汽车的安全、环保等法规性试验向标准化、规范化的同一性靠拢,另一方面,汽车市场竞争的日趋激烈和不同地区对汽车产品的不同适应性要求对汽车产品的可靠性、耐久性提出了更高的标准。与此相适应,汽车试验场的建设也应在标准化的前提下充分考虑市场所在地的实际道路状况以充分满足其地区适应性。许多汽车生产厂家正是为增强其产品的地区适应性在世界各地都修建了自己的试车场,如通用公司在阿利桑那州建造了梅萨(Mesa
15、)沙漠试车场,在科罗拉多州建造了丹佛(Denver)高原试车场,在加拿大安大略州建造了卡布斯卡辛(Kapuskasing )寒冷地区试车场。另一方面,为实现试验条件的标准化,世界各大汽车试验场几乎都建造了具有国际统一标准的的标准噪声路及各种接近标准化的强化试验路、耐久试验路等。1.2 计算机模拟技术与实车试验技术相结合当今世界,计算机及信息技术的发展已使得利用公路交通科技2000年第6期计算机模拟汽车道路试验成为可能。通过专门软件的开发,可以对车辆设计所需的各项技术指标和参数进行模拟测试,甚至可以模拟整车的耐久性、可靠性试验。在大量试验和研究的基础上,甚至不难在计算机模拟试验和实车道路试验之间
16、建立一定的相关关系,从而利用计算机模拟技术为实车道路试验提供经济、有效的参考数据和方案。目前,许多发达国家都在积极开展这方面的研究。当然,计算机模拟技术无论是现在,还是将来都不可能完全替代实车试验。计算机摸拟技术必须与实车道路试验技术紧密结合,室内实验与室外道路试验相结合,是汽车试验场及汽车试验技术发展的总趋势。1.3 高速环道路面类型发展趋势高速环道是汽车试验场的重要道路设施,它的重要性在汽车设计车速不断提高和高速公路日益发达的今天尤其突出。与高速公路一样,高速环道的路面结构也存在“黑白之争”,即沥青混凝土和水泥混凝土之争。一般来说,水泥混凝土路面使用年限较长,维修费用较少,而沥青混凝土路面则行驶舒适性较好,噪音较小。60年代以前,由于沥青混凝土曲面摊铺、压实机械和技术尚未开发,世界各国汽车试验场高速环道大都采用水泥混凝土路面,其施工工艺一
