• 收藏
  • 加入书签
添加成功
收藏成功
分享

国内外试车场道路标准对比研究

范冰元
  
科学与财富
2024年15期
上海机动车检测认证技术研究中心有限公司 上海 201805

打开文本图片集

摘  要:汽车整车的道路试验,是汽车设计、研发、认证各过程中重要内容。汽车整车试验的各项法规与标准中,都对试车场的试验道路有相关技术标准。本文对比究围绕国内外试车场道路标准展开对比分析,详述国内外试车场道标准的主要内容,揭示了两者在技术指标、安全要求、设计理念等方面的显著差异,旨在为相关领域的研究和实践提供参考。

关键词:试车场;道路标准;国际比较;标准差异

引言

汽车整车的道路试验,是汽车设计、研发、认证各过程中重要内容。国外汽车企业对道路试验非常重视,百年前就开始汽车试车场的建造。1917年,在美国东部马里兰州哈福德县阿伯丁附近就建造了世界上第一座试车场:阿伯丁试验场(Aberdeen Proving Grounds)。在后续的一百多年中,汽车试验场在世界各地不断建造,至今全球范围内已有超过100座汽车试验场。范围缩小到我国国内,随着改革开放后我国汽车工业的不断发展,产业技术不断升级换代,对于汽车试车场的需求也愈发迫切。最早建立的汽车试车场为:1987年建成的海南汽车试验场,以及1991年简称的安徽定远汽车试验场。

国内外试车场道路标准的制定涉及多个方面,包括道路几何设计、材料特性、交通流特征等。根据不同国家和地区的实际需求,标准存在部分差异。在汽车整车道路试验中,国内外在汽车的制动、车外噪声、操作稳定性、滑行、加速等方面都有相关法规与标准要求。在各检测法规中,对于测试环境与试车场都有一定的要求,涉及道路包括:直线新能路、高&低附着系数制动路、动态广场、车外噪声卢。本文分别针对各种试验道路进行国内外法规比对。

1 直线性能路

我国标准中,涉及直线性能路的标准包括:GB/T 12536-2017、GB/T12543-2009、GB/T 12547-2009、GB/T 18385-2005、GB/T 19752-2005,具体如下:

GB/T 12536-2017 汽车滑行试验方法中要求:纵向坡度:试验路面的纵向坡度应不超过 0.1%。横向坡度:试验路面的横向坡度应不超过3%。

GB/T12543-2009 汽车加速性能试验方法中要求:路面应是清洁、干燥、平直的混凝土或沥青(或相类似的)路面,其纵向坡度不应大于0.1%。

GB/T 12547-2009 汽车最低稳定车速试验方法中要求:试验应在平坦的硬路面(沥或水泥)直线道路上进行,直线道路长度不小于1km,宽度不小于8m,纵向坡度不大于0.1%,路面要干燥清洁。

GB/T 18385-2005电动汽车动力性能试验方法中要求:测量区的长度至少1000 m。加速区应足够长,测量区和加速区的后200m的纵向坡度均不超过0.5%。加速区的纵向坡度不超过4%。测量区的横向坡度不超过3%环形跑道的长度应至少1000m。弯道的曲率半径应不小于200 m。测量区的纵向坡度不超过0,5%。b) 测量区内任何两点的高度差不能超过1m。

GB/T 19752-2005混合动力电动汽车动力性能试验方法中要求:测量区的长度至少1000 m。加速区应足够长,测量区和加速区的后200m的纵向坡度均不超过0.5%。加速区的纵向坡度不超过4%。测量区的横向坡度不超过3%,环形跑道的长度应至少1000m。弯道的曲率半径应不小于200 m。测量区的纵向坡度不超过0.5%。测量区内任何两点的高度差不能超过1m;坡道长不小于25m,坡前应有8m~10m的平直路段,坡度大于或等于30%的路面用水泥铺装小于30%的坡道可用沥青铺装,在坡道中部设置10m的测速段。允许以表面平整、坚实、坡道均匀的自然坡道代替。大于40%的纵坡必须设置安全保险装置。

综上,在国内标准中,直线性能路有关的试验标准中,直线性能路的技术要求基本可概括为:长度不小于1km,宽度不小于8m,纵向坡度不大于0.1%,横向坡度不大于3%。

在欧标中,涉及直线性能路的标准包括:ECE R83与EU 2017/1151。其中规定:The road surface shall be flat, even, clean, dry and free of obstacles or wind barriers that might impede the measurement of the road load, and its texture and composition shall be representative of current urban and highway road surfaces. The longitudinal slope of the test road shall not exceed ± 1 per cent. The local slope between any points 3 metres apart shall not deviate more than ± 0,5 per cent from this longitudinal slope. If tests in opposite directions cannot be performed at the same part of the test track (e.g. on an oval test track with an obligatory driving direction), the sum of the longitudinal slopes of the parallel test track segments shall be between 0 and an upward slope of 0,1 per cent. The maximum camber of the test road shall be 1,5 per cent. 概况后可表述为:纵向坡度不大于0.1%,路面拱曲度不大于1.5%。国内外标准基本一致。

2 动态广场

我国标准中,涉及动态广场的标准包括:GB/T 6323-2014、GB/T 25979-2010,具体如下:

GB/T 6323-2014 汽车操纵稳定性试验方法中要求:任意方向的坡度不应大于2%。对于转向盘中心区操纵稳定性试验,坡度应不大于1%。

GB/T 25979-2010 道路车辆重型商用汽车列车和铰接客车横向稳定性试验方法中要求:硬路面上进行,且在任意方向5m以内或大于5m以内的坡度不超过2%,车辆行驶轨迹方向25m以内或大于25m以内的坡度不超过1%。推荐采用平整干燥的沥青路面、水泥混凝土路面或高摩擦系数路面。

综上,在国内标准中,动态广场有关的试验标准中,动态广场的技术要求基本可概括为:任意方向的坡度不应大于2%,对于转向盘中心区坡度应不大于1%。

在欧标中,涉及动态广场的标准主要为:R140(ESC),在其中Paragraph 8 "Test Condition"中规定:The road test surface has a nominal peak braking coefficient (PBC) of 0.9. The test surface has a consistent slope between level and 1 per cent. 意为:路面摩擦系数为0.9,坡度应不大于1%。

3 制动路

在试车场中,制动路一般分为高附着系数路面与低附着系数路面,GB 12676-2014 汽车制动性能、GB/T 13594-2003 机动车和挂车防抱制动系统性能和试验方法、GB 21670-2008 乘用车制动系统技术要求及试验方法,其中要求:低附着系数路面的附着系数应小于等于0.3,高附着系数的路面应约为0.8。

在欧标中,涉及制动路的标准主要为:R13,其中annex 6中规定:These requirements may be checked on high- and low-adhesion road surfaces (about 0.8 and 0.3 maximum) bymodulating the service braking control force.意为:低附着系数路面的附着系数应小于等于0.3,高附着系数的路面应约为0.8。

4 车外噪声路

我国标准中,涉及动态广场的标准包括:试验标准GB 1495-2002、GB/T 14365-2017,以及车外噪声路建造标准GB/T 22157-2018。

试车场道路主要要求参考GB/T 22157-2018 声学测量道路车辆和轮胎噪声的试验车道技术规范,具体要求如下:

1) 实密型沥青混凝土

2) 最公称颗粒径8mm(允许范围是6.3mm-10mm)

3) 磨耗层厚度应≥30mm

4) 路表面平均分布深度为0.5mm±0.2mm

5) 混合料中改性沥青含量小于总质量1%

6) 道路路面要求:

在欧标中,涉及车外噪声路的标准主要为试验标准ECE R51、ECE R138,以及车外噪声路建造标准ISO 10844:2014与ISO 10844:2021。

ISO 10844:2014 Acoustics -- Specification of test tracks for measuring noise emitted by road vehicles and their tyres中对道路的要求如下:

1. be dense asphalt concrete;实密型沥青混凝土;

2. exhibit a sound absorption equal to or less than 8 % in any one-third-octave bandbetween 315 Hzand 1 600 Hz when measured according to 5.3;当根据5.3条进行测量时,在315Hz与1600Hz之间任何三分之一倍频程带内表现出等于或小于8%的吸声率;

3. have a maximum chipping size of 8 mm (tolerance allowed between 6,3 mm to 10 mm);最公称颗粒径8mm(允许范围是6.3mm-10mm);

4. have a thickness of the wearing course greater than or equal to 30 mm;磨耗层厚度应≥30mm;

5. have no elastic material (rubber, polyurethane, etc.) applied on the top layer or sublayers except for the modification of bitumen that is less than 1 % of the mass of the total mix;混合料中改性沥青含量小于总质量1%;

6. have a mean profile depth (MPD), measured according to ISO 13473-1, of 0,5 mm ± 0,2 mm;根据ISO 13473-1测量的平均纹理深度(MPD)为0.5 mm±0.2 mm;

可见欧标ISO 10844:2014 Acoustics -- Specification of test tracks for measuring noise emitted by road vehicles and their tyres与国标GB/T 22157-2018 声学测量道路车辆和轮胎噪声的试验车道技术规范基本类似。后续,欧标对标准进行了调整与升级,更新了ISO 10844:2021,笔者就两标准进行对比后,总结出两标准的差异点如下:

ISO 10844:2021 新添加传播区域吸声系数与不平整度测量点位:传播区域每侧需要2-5个测量点;应分别在车道两侧在PP’线±1mm、CC’线7.5m的范围内随机选择一个测量点;传播区域每一侧的所有剩余测量点应在测试车道边缘到CC’线7.5m、PP’线±10m的范围内随机选择;如果如果任何随机选择的测量点不能代表测试车道车辙,或不适合进行准确或代表性的测试,可以将测量点重新定位到随机选择点的±0.3m范围内。

ISO 10844:2021 新添加坡度测量点:车道坡度应在车道边缘每隔5m测量一次;传播区域坡度传播区域坡度需每侧取三个点,计算平均坡度应在PP’线±1m处沿横向测量一次,另两次测量应靠近外侧边缘,PP’线两侧9m~10m处。

结语

试车场的设计和建设需遵循“功能性”,即满足效率与安全双重标准。对于不同类型的机动车辆,标准化的测试程序尤为关键,尤其在自主驾驶车辆的测试中,不同的道路设计尤其是弯道与坡度的灵活设置对安全性和车辆控件的有效性至关重要。此外,结合车辆动态模型和实际测试数据,通过大数据分析与仿真仿真,能够更好地指导试车场的道路设计和改进。

通过对国内外汽车试车场道路法规标准的比对与分析,我们可以得到:直线性能路的标准主要有横向坡度、纵向坡度;动态广场的标准主要有任意方向坡度、中心坡度与摩擦系数;制动路的标准主要有高附着系数与低附着系数。车外噪声路的标准较为复杂,包含有:不平整度、吸声系数、平均纹理深度、坡度、落差、传播区域。并且经过对比可以发现,国内标准与国际标准区别并不大,并且国标对欧标进行了相当程度的参考与借鉴,国内大部分试车场可以满足国际标准,进行各项车辆出口试验。唯一存在区别是ISO 10844:2021的标准更新,具体的区别与更新内容已在上文中做了详细的阐述与分析。

国内外试车场道路标准的差异不仅反映出各自的技术水平,还表明了不同的行业需求和发展方向。在未来改进与发展中,瞄准国际标准化与智能化,将是我国试车场道路设计与建设的重要目标。

参考文献:

[1]袁涛.刘磊.张英鹏.等,试车场ABS测试路设计要点研究[J],时代汽车,2020.

[2]曹辉.刘海峰.廖佳瑞.等,基于道路载荷谱的驱动电机疲劳试验研究[J],汽车知识,2024.

[3]韩海兰.刘立刚.基于虚拟试车场的载荷预测研究[J],上海汽车,2019.

[4]李文礼.何洋.石晓辉.等.基于虚拟试车场的变速器载荷模拟[J],重庆理工大学学报(自然科学版),2019.

[5]王若泰.试车场汽车研发试验道路分析[J],工程技术研究,2019.

[6]孟葳.陈波.黄金.国内外机车车辆整车试验标准的发展历史研究及借鉴[J],铁道机车车辆,2020.

[7]许保生.试车场项目标准化施工[J],环球市场,2021.

[8]刘意立.田祎,李竺霖,客车国内标准与UN R法规体系对比分析[J],客车技术与研究,2021.

*本文暂不支持打印功能

monitor