精品汽车厂试车跑道设计.docx
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精品汽车厂试车跑道设计
汽车厂试车跑道设计
1前言
最近几年全国新建改建了许多汽车厂,由于规模的扩大
对汽车质量要求的提高以及对汽车改进的需要,都建设了相
应的试车跑道,跑道试验也是汽车生产过程中一个必不可少
的程序,汽车厂也越来越重视这个环节。
试车跑道是汽车整车道路试验的场所,试车跑道是实际
存在的各种各样的道路经过集中、浓缩、不失真的强化并典
型化的道路。
它包括高速行驶路、可造成汽车强烈颠簸的凸
凹不平路,以及易滑路、转向路、陡坡路、涉水路等。
高速环形跑道,以持续高速行驶为目的高速环道是试车
场的主体工程,其形状和大小视场地条件而异,以长圆形居
多,其次是电话听筒形、圆形、三角形等,周长从几百米到数
千米。
2几种常见的试车跑道路面
1)高速环形跑道。
以持续高速行驶为目的高速环道是
试车场的主体工程,其形状和大小视场地条件而异,以长圆
形居多;其次是电话听筒形、圆形、三角形等,周长从几百米
到数。
除正圆之外,一般高速环路由三部分组成,即直线段、
圆曲线段和缓和曲线组成。
①直线段。
直线段与高速公路相似,总坡尽量小,如果兼
作性能试验路,要求纵坡不大于2"。
横坡一般是内倾单向
坡,坡度能够确保雨水及时排掉,过大的横坡会使驾驶员长
期紧握转向盘而疲劳。
为了测试突然遭遇到侧向风时其对车
辆行驶状态的影响,某些试车场在直线段一侧设有横向风发
生装置。
②圆曲线段。
高速环道的设计车速和最大允许车速直
接受圆曲线段半径和横断面形状控制。
提高圆曲线半径!
和倾斜角θ都可以提高车速,但是
半径!
受场地的限制,倾斜角也不能过大。
过大使施工困
难,而且由于离心力引起的汽车附加荷载增加了汽车的负
荷和悬架的变形,在持续高速行驶中增加了爆胎的危险,驾
驶员也因承受过大的垂直加速度而容易紧张和疲劳。
圆曲线横断面的设计,希望从内侧到外侧平衡速度从
低到高是连续变化的,因此倾斜角应该是从内侧到外侧逐
渐增大。
最大倾斜角的设定取决于施工的难度,同时考虑不
使汽车附加荷载过大,一般认为,附加荷载不超过30%是合
适的。
③缓和曲线。
缓和曲线段是高速环道在直线段与圆曲线
段之间的过渡段。
汽车从直线段经缓和曲线段到圆曲线段,有
上下、绕垂直轴横摆和绕纵轴旋转等运动,为了使汽车平稳地
过渡,恰当地选择缓和曲线的形状和长度是十分重要的。
2)综合性能路。
综合性能路又称水平直线性能路。
一般
是电话听筒形,直线部分是试验段,要求路面平坦均匀。
横
坡在满足排水的情况下尽量小,纵坡不得大于2%,最好是
水平的。
长度在1km以上,宽度大于8m。
主要进行汽车动力
性、经济性、制动性能等试验。
有些中小型试车场将直线段
中间加宽到10m,进行操纵稳定性试验。
两端是回转弯道,
主要起掉头和加速作用在直线段不是足够长时,回转弯道
设一定的超高以提高试验车速。
3)回转特性试验广场一般是直100m左右的圆形广
场内倾坡或外倾坡小于0.5%,路面平坦均匀,而且能长期
保持比较稳定的附着系数,主要用于测量和评价汽车的转向
特性。
有的还设有淋水或溢水设施,用来测试汽车在湿滑路
上的回转特性。
4)多附着系数制动试验路也称易滑路,中间是加宽的
试验段。
试验段有几种不同附着的路面对接或并接成组合
路面,以检验汽车从高μ(附着系数)路到低μ路或左右两
侧车轮各在高μ路和低μ路面上制动的稳定性,这是研究
汽车防抱死装置(ABS)不可缺少的试验道路。
各种附着系数的路面用不同的耐磨材料铺砌,两侧装
有淋水量可调的喷头,可以形成湿滑路面,最低时可达到
μ=0.15~0.3,相当于冰雪路面的效果。
英国MIRA试验场用玄
武岩铺砌的低μ路是比较有代表性的易滑路,路面上有
100mm!
100mm的含水槽,起到及时恢复制动时被汽车前轮
破坏的水膜的作用。
目前国内大多汽车厂也采用这种路面。
5)试验路有不同半径的弯曲路,包括回头弯和S弯,以
及存在各种缺陷的路段组成,弯道一般不设超高,缺陷路上
布置有凸出或凹下去的阴井盖、横沟、铁路叉口、局部修补
的补丁和反向超高等。
其主要用于检验汽车的操纵性、稳定
性、平顺性、噪声等,同时也可作为一种典型的坏路进行汽
车的可靠性行驶试验。
6)石块路是汽车行业一致认同的汽车可靠性行驶试验
路,从几十米到几百米,宽3.5m~4.0m,几乎每个汽车厂跑道
都有这种路面,因为这种路最早取自比利时某些失修的石
块路,所以又称比利时路。
花岗岩石块基本尺寸为(长!
宽!
高)225mm!
125mm!
170mm,标准差15mm~28mm,是考核汽
车轮胎、悬架系统、车身、车架以及结构部件的强度、振动和
可靠性的比较理想的试验道路。
7)大卵石路是将直径180mm~310mm的大鹅卵石稀疏
地、不规则地埋入水泥混凝土路槽中。
大卵石高出地表部分
的高度为40mm~120mm,铺砌成几十米到几百米长的大卵
石路。
汽车在大卵石路上行驶时,除了引起垂直跳动外,不
规则分布的卵石还对车轮、转向系统和悬架系统造成较大的
纵向和横向冲击。
大卵石路是大中型载货汽车、自卸车等可
靠性试验路之一。
8)扭曲路由左右两排相互交叉分布的凸块组成,凸块
形状似梯形最简单,也有正弦波形或环锥形,作用都是一致
的,就是使汽车产生强烈的扭曲,以检验车辆的车架、车身
结构强度和各系统的连接强度、干涉等。
凸块高度一般在
80mm~200mm,分别修筑成甲、乙、丙等扭曲路。
大中型载货
汽车要通过200mm的甲种扭曲路,微型车只需通过80mm
的丙种路。
9)搓板路每个凸起近似正弦波,是砂石路上常见的路况。
波距以500mm~900mm不等,行驶车速很高的波距达到
1100mm。
汽车以较高的车速在搓板路行驶时,悬下呈高频震
动,悬上比较平稳。
试车场用水泥混凝土修筑的搓板路大多
采用的波高为25mm,波距为600mm~800mm。
为了造成左
右车轮的相位差,常将左右两侧的搓板错位布置或斜置某一
角度。
搓板路用于汽车的振动特性、平顺性、可靠性试验。
10)溅水路一般是并联在石块路上,水深0.15m,可调,
池两侧设挡水墙。
汽车连续在石块路上行驶时,悬架系统、
特别是减震器发热严重,造成非正常损坏,所以试车场一般
规定汽车在石块路上每转两圈必须通过一次溅水池,起到冷
却悬架系统作用。
涉水池可修成环形或长条形,水深可调,
用于制动器浸水恢复试验、汽车下部和底板浸水密封性以及
电气装置防水性能试验。
11)标准坡道是常用坡道从10%~60%并列布置或阴阳
坡两面布置的数条坡道,坡长不小于20m。
40%以上的坡道
要采取防滑措施,坡顶和坡底的广场能保证汽车方便的掉
头。
标准坡道用于爬坡性能、停车制动器驻坡性能、坡道起
步和离合器研究开发等试验。
12)除以上道路和设施之外,有些汽车试验场还有长坡
路、枕木路、砾石路、盐水路、灰尘洞、噪声发生路、静路(标
准路面),以及沙石路、越野路等。
越野路主要是崎岖不平
的、无铺筑路面的道路,同时有沙地、沼泽地等地面通过性
试验设施以及弹坑、横沟、垂直台阶、驼峰等地形通过性试
验设施,用于考核越野车在无路区的通过性能。
每一项试验道路和设施的设计,都应该考虑汽车试验
安全的需要。
高速环道两侧,除供临时停车的硬路肩外,要
设不小于10m宽的安全地带并种植草皮;弯道外侧、桥涵
处、填方处以及在安全带内设置的标志杆、灯柱、测速装置
等都应安装安全护栏;高速入口应是惟一的。
3结束语
目前全国已建试车跑道中,各汽车厂所建跑道不尽相
同。
车型不同,试验内容、要求不同。
试车跑道设计应紧密结
合试验车型情况,设计不同类型的试验路面。
[考文献]
[1]汽车工程手册编委会.汽车工程手册[K].北京:
人民交通出版社,2001.
[2]邱毓强.汽车拖拉机试验学[M].北京:
机械工业出版社,1981.