汽车综合耐久试验和强化腐蚀试验腐蚀相关性研究

王文涛，崔永瑞，边帅，吴泽勋，王庐

（重庆睿蓝汽车研究院有限公司，重庆 400700）

引言

当前在汽车设计开发验证过程中，整车综合耐久试验可以有效地验证整车和零部件开发过程中的问题，提升整车开发质量，是整车耐久可靠性验证不可缺少的验证手段[1]，但有时试验过程中会出现不同程度的零部件腐蚀问题，因零部件要求、客户感知、环境条件等因素，腐蚀问题能否满足要求，对整车的影响无评判依据，更无法同实际用户场景建立对应关系，很难评判腐蚀问题的整改优化方向。

整车道路强化腐蚀试验在汽车行业已实施多年，试验方法成熟，结果分析准确，且与中国市场实际用户车辆腐蚀状态建立了一定的对应关系[2]，每10 个循环相当于1 个使用年；本文期望通过研究汽车综合耐久试验与强化腐蚀试验工况环境下的腐蚀相关性，找到整车综合耐久试验和整车道路强化腐蚀试验工况环境下的腐蚀当量关系，进而评估综合耐久试验车辆和实际用户车辆的腐蚀相关性，用来指导汽车产品设计验证开发。

1 试验方案

1.1 试验策划

基于同一车型同时开展整车综合耐久试验和整车道路强化腐蚀试验，在整车综合耐久试验和整车道路强化腐蚀试验样车上采用标准腐蚀钢板挂片搭载，通过两项试验搭载的各标准腐蚀钢板的腐蚀数据对比分析，建立对应当量关系。

1.2 试验方案

1）试验样车资源：整车综合耐久试验车和整车道路强化腐蚀试验车各1 辆；

2）标准腐蚀钢板资源：8 号钢，规格50 mm×25 mm×3.18 mm，中心钻有φ6 mm 安装孔，按照QC/T 732-2005[3]中附录A 进行清洗、干燥和称重，并进行标记；

3）搭载典型区域位置：根据整车腐蚀环境，选取具有代表性的典型区域进行挂板验证（图1~4），机舱区域，选择机舱纵梁上方区域，模拟机舱管路、支架和卡扣等零件的腐蚀环境；底盘区域，选择前摆臂区域，模拟整车底盘地板区域零件的腐蚀环境；门槛区域，选择B 柱下门槛区域，模拟整车下部外饰件的腐蚀环境；顶盖区域，选择B 柱上门环区域，模拟整车其他位置外饰件的腐蚀环境。

图1 机舱区域搭载钢板挂片位置

图2 门槛区域搭载钢板挂片位置

图3 顶盖区域搭载钢板挂片位置

图4 整车底盘搭载钢板挂片位置

4）试验开展：整车综合耐久试验结束后将搭载的各标准腐蚀钢板挂片取下，进行腐蚀深度计算，整车强化腐蚀试验10 循环、20 循环、30 循环取下搭载的各标准腐蚀钢板挂片，进行腐蚀深度计算，计算完成后，开展结果分析。

1.3 试验方法

1） 本次试验验证在盐城试验场进行，试验道路如图5 所示。

图5 盐城试验场试验道路图示

2）整车综合耐久试验方法，以企业标准为基准，包括阶段一结构耐久试验和阶段二动力总成耐久试验两个阶段；阶段一主要为强化耐久路况行驶，共开展400 循环试验； 阶段二主要为高速路况行驶，考虑到阶段二工况简单、时间短、环境影响小，对整车腐蚀影响小且搭载标准钢板挂片如发生脱落存在行车风险，本次试验未搭载阶段二试验工况。

3）整车道路强化腐蚀试验方法，以QC/T 732-2005[3]为基准，并结合实车定义和试验场路况进行调整，共进行100 循环[4]，搭载标准腐蚀钢板挂片验证30 循环。

1.4 计算方法

标准腐蚀钢板挂片腐蚀深度计算，依据QC/T 732-2005[3]标准中腐蚀深度计算公式，根据试验结束后腐蚀损失和试样原始厚度，计算试样腐蚀深度：

式中：

h0—试验原始厚度，单位为μm；

h1—试验腐蚀深度，单位为μm；

W0—试验原始质量，单位为g；

W1—试验腐蚀后的质量，单位为g。

2 试验结果分析

2.1 结果测试

整车综合耐久试验前，分别在机舱区域、底盘区域、门槛区域、顶盖区域具有腐蚀环境代表性的典型区域分别搭载1 块标准腐蚀钢板挂片，试验结束后，取下标准腐蚀钢板挂片，按照腐蚀深度计算公式，分别核算各标准腐蚀钢板挂片的腐蚀深度。测试结果如图6 所示。

图6 整车综合耐久试验工况典型区域标准腐蚀钢板挂片腐蚀深度测试结果

整车强化腐蚀试验前，分别在机舱区域、底盘区域、门槛区域、顶盖区域具有腐蚀环境代表性的典型区域分别搭载3 块标准腐蚀钢板挂片，10 循环、20 循环、30 循环试验结束后，按照腐蚀深度计算公式，分别核算各标准腐蚀钢板挂片的腐蚀深度。测试结果如图7所示。

图7 整车强化腐蚀试验工况典型区域标准腐蚀钢板挂片腐蚀深度测试结果

2.2 结果分析

针对图6、7 两种试验工况下各典型区域腐蚀深度测试结果，对比分析如图8 所示。

图8 综合耐久试验和强化腐蚀试验搭载标准钢板挂片腐蚀深度结果对比分析

1）依据图6 综合耐久试验和强化腐蚀试验搭载标准钢板挂片腐蚀深度结果对比分析，整车综合耐久试验工况下各典型区域的腐蚀深度与整车道路强化腐蚀试验10循环工况条件下各典型区域的腐蚀深度比较接近。整车综合耐久试验工况下机舱区域、底盘区域、顶盖区域的腐蚀程度稍弱于整车强化腐蚀试验10 循环工况条件下对应区域的腐蚀程度。整车综合耐久试验工况下门槛区域的腐蚀程度稍强于整车强化腐蚀试验10 循环工况条件下对应区域的腐蚀程度。

2）依据图7 各典型区域标准腐蚀钢板腐蚀深度表现，总体上来看（图8），整车综合耐久试验工况和整车强化腐蚀试验10 循环工况条件下机舱区域、底盘区域、门槛区域、顶盖区域腐蚀状态趋势一致，腐蚀深度按照由高到低的顺序为门槛区域＞底盘区域＞机舱区域＞顶盖区域。主要原因是和各区域的腐蚀环境不同有关，门槛区域和底盘区域位于整车腐蚀环境中严重腐蚀区域，直接受雨水冲击、石击、泥污、道路盐侵害，腐蚀最为严酷，尤其是门槛区域，石击更为严酷，比底盘区域腐蚀深度更严重。机舱区域位于整车腐蚀环境中高等腐蚀区域，受到非直接溅射液体、泥污、道路盐侵害，加上机舱盖和底护板对机舱零部件具有一定的防护效果，腐蚀程度较底盘区域弱。顶盖区域因位于整车顶部，虽受雨水的直接侵害，但因顶盖区域位置较高，未受到石击、泥污的侵害，腐蚀程度反而在四个典型区域中表现最弱，腐蚀深度最小。

3）考虑到本次整车综合耐久试验仅搭载阶段一结构耐久，未搭载阶段二动力总成耐久工况，因此实际整车综合耐久试验各典型区域的腐蚀深度会高于本次搭载。因此，综合评估，实际的整车综合耐久试验后底盘区域、机舱区域、顶盖区域的零部件腐蚀程度与整车强化腐蚀试验工况10 循环对应区域的腐蚀程度基本一致，门槛区域零部件的腐蚀程度较整车强化腐蚀试验的10 循环的腐蚀程度更高些。

4 试验结论

结合以上综合耐久试验和强化腐蚀试验腐蚀相关性分析结果，依据整车强化腐蚀试验10 循环腐蚀程度相当于实际用户车辆使用1 年的腐蚀当量，整体评估结论：整车综合耐久试验工况下机舱区域、底盘区域、顶盖区域相当于整车强化腐蚀试验10 循环腐蚀当量，相当于实际用户车辆使用1 年的腐蚀程度；门槛区域比整车强化腐蚀试验10 循环腐蚀程度稍高，相当于实际用户车辆使用1.2 ～1.3 年的腐蚀程度。