第一章 汽车可靠性理论基础
长安大学汽车维修工程复习资料(必考)
第一章汽车可靠性理论基础1、可靠性是指:汽车在规定的使用条件下和规定的时间内，完成规定功能的能力。
研究可靠性的必要性1）汽车可靠性是汽车最主要的性能指标，汽车的动力性、经济性、操纵稳定性、平顺性都依赖于可靠性。
2）汽车可靠性是衡量一个国家汽车工业水平的标准。
3）从经济效益来看，汽车可靠性直接影响其停驶损失，如维修费用等。
4）在军事方面，在战争时期，由于汽车可靠性不够，贻误战机。
另外，维修技术跟不上也造成很大的损失。
5）影响维修因素包括：维修（1／3）、燃料消耗（ 1／3）、设备（ 1／3），可见，汽车可靠性的重要性。
2、可靠性的评价指标及数学表达式（可靠度、失效概率、失效概率密度函数、故障率、平均无故障工作时间、维修度、有效度等）可靠度: 表达式：R(t)=(n-r)/n=1-r/n即表示有n个汽车零件，在规定的工作条件下和规定的时间t内，有r个失效，其余n-r个还在继续工作，那么 (n-r)/n即为这批零件工作到t时的可靠度。
失效概率:表达式：F=r/n 即：n个产品中，到t时刻有r个失效。
失效概率密度函数：表达式：F(t)={P<=t}。
故障率：指产品到t时刻为止尚未发生故障的条件下，在下一个单位时间内发生故障的条件概率。
平均无故障工作时间：对于不可维产品：指从开始工作到发生失效的平均使用时间或次数，记做：MTTF。
对于可维产品：两次故障的平均间隔时间称为无故障工作时间。
即MTBF维修度：可维修性产品在规定的条件下规定的时间内，维修完毕的概率、维修完成的可能性。
3、汽车故障的类型，早期故障率、偶然故障率、耗损故障率。
分析故障率随时间变化的浴盆曲线。
早期故障（走和期）：通常是由于设计、制造或检验的差错，以及装配欠佳等引起的，一般可通过强化试验和磨合加以排除，其失效率随时间而下降，属故障率减少型。
偶然故障期：多数是由于操作不当，润滑不良，维护欠佳，材料隐患，工艺及结构缺陷等偶然原因而引起，没有一定的特征机理起主导作用，故障率是定值；发生故障时负荷大于强度，属突发型。
第一章汽车可靠性理论基础
（五）平均无故障工作时间
对可维修产品，平均无故障工作时间是指 汽车故障的平均间隔时间，记为MTBF 。
1 MTBF ti N i 1
N
（六）平均首次故障时间
平均首次故障时间是指汽车产品首次 故障时间的平均值。
1 MTTF t ( n n ) t i n
指数分布是连续型随机变量分布形式中最基本的一种，经 常用来描述产品的寿命。
指数分布的密度函数 可靠度函数
指数分布的累积分布函数
f (t ) e
t
R(t ) e
t
t
F (t ) 1 e
（二）正态分布
正态分布是一种最常用的连续型分布，它可以用来描述许多自然现 象和各种物理性能，也是机械制造、科学实验及测量技术进行误差分析 的重要工具。
x
3．正态分布的可靠度函数
R( x) f ( x)dx
x
1
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
x
(x ) exp[ ]dx 2 2
2
4．正态分布的寿命特征值
平均寿命：
E( X )
d(X )
2
方差寿命： 可靠寿命：
中位寿命：
TR U p
T (0.5)
（三）对数正态分布
尺寸参数不影响曲线变化的形状和位置，只是改变曲线纵横坐 标的标尺。如图所示
图：尺度参数对 f (t )的影响
3．位置参数r
参数r不同时，威布尔分布的概率密度曲线形状不变，只是曲线起点的位 置发生变化。参数r增大，曲线沿着横轴正方向平行移动，如图所示。
图：位置参数对
f (t )的影响
第三节 汽车可靠性分析
汽车的可靠性资料
汽车的可靠性资料汽车的可靠性1 可靠性的定义⼴义可靠性由三⼤要素构成：可靠性、耐久性和维修性。
通常所说的可靠与不可靠，只是对汽车本⾝的质量⽽⾔。
1.1可靠性汽车的可靠性是指汽车产品在规定的使⽤条件下和规定的时间内，完成规定功能的能⼒。
汽车可靠性包括四个因素：汽车产品、规定条件、规定时间和规定功能。
汽车产品是指汽车整车、总成或零部件，它们都是汽车可靠性研究的对象。
规定条件是指规定的汽车产品⼯作条件，它包括：⽓候情况、道路状况、地理位置等环境条件，载荷性质、载荷种类、⾏驶速度等运⾏条件，维修⽅式、维修⽔平、维修制度等维修条件，存放环境、管理⽔平、驾驶技术等管理条件。
规定时间是指规定的汽车产品使⽤时间，它可以是时间单位（⼩时、天数、⽉数、年数），也可以是⾏驶⾥程数、⼯作循环次数等。
在汽车⼯程中，保修期、第⼀次⼤修⾥程、报废周期都是重要的特征时间。
规定功能是指汽车设计任务书、使⽤说明书、订货合同及国家标准规定的各种功能和性能要求。
不能完成规定功能就是不可靠，称之为发⽣了故障或失效。
根据故障的危害程度不同．汽车故障通常分类：1）致命故障。
指危及⼈⾝安全、引起主要总成报废、造成重⼤经济损失、对周围环境造成严重危害的故障。
2）严重故障。
指引起主要零部件或总成损坏、影响⾏驶安全、不能⽤易损备件和随车⼯具在短时间（30min）内排除的故障。
3）⼀般故障。
指不影响⾏驶安全的⾮主要零部件故障，可⽤易损备件和随车⼯具在短时间（30min）内排除。
4）轻微故障。
指对汽车正常运⾏基本没有影响，不需要更换零部件，可⽤随车⼯具（5min内）较容易排除的故障。
1.2 汽车的耐久性：是指汽车进⼊极限技术状态之前，经预防维修（不更换主要总成和⼤修）维持⼯作能⼒的性能。
1.3维修性：是指在规定条件下使⽤的产品，在规定时间内按规定的程序和⽅法进⾏维修时，保持或恢复到能完成规定功能的能⼒。
1.4 汽车的使⽤期限：是指新车开始使⽤直⾄报废为⽌的使⽤延续时间（或⾏程）。
第一章 汽车可靠性理论基础
§1-2 汽车故障类型及故障分布规律
一、汽车故障的概念及类型 （一）故障 1.故障的定义：产品在规定的条件下，在规定时间内，不 能完成规定功能的现象。故障的表现形式称为故障的模 式。
本质故障：由汽车本身的原因而引起的故障。 按使用过程分 误用故障：由操作者失误而引起的故障。
一次故障：最初发生的故障。 按原因后果分 二次故障：由一次故障导致发生的相关故障或上一级系统 的故障。
致命故障ε1=100 严重故障ε2=10 一般故障ε3=1 轻微故障ε4=0.2
（五）平均无故障工作时间：汽车故障的平均间隔时间，记为 MTBF
（六）平均首次故障时间：汽车产品首次故障时间的平均值。记 为MTTF
（七）平均维修时间：修复时间的平均值,记为寿命t的函数，是用可靠度函 数R（t）表示的，故对于一批产品而言，当给定时间t，就确定 了相应的可靠度，反之，若确定了可靠度，即可求出相应的寿 命，以TR表示。
4.汽车可靠性综合评定
第一章 汽车可靠性理论基础
教学目标： 1.了解汽车可靠性综合评定方法 2.熟悉可靠性基本理论、汽车可靠性的数据采集及 可靠性数据分析 3.掌握汽车可靠性的基本定义及评价指标
4.掌握汽车故障的类型及分布规律
§1.1 汽车可靠性概述
一、可靠性简介 （一）汽车可靠性的定义 1、可靠性:指产品在规定的使用条件下和规定的时间内完成规定功 能的能力。 ⑴可靠性的四要素： a.产品：整车、部件、零件 b.规定条件：环境条件（气候、道路）； 运行条件（载荷性质、种类、行驶速度）； 维修条件（维修方式、水平、制度） c.规定时间：保用期、第一次大修里程、报废期 d.规定功能：设计任务书、使用说明书、订货合同
（三）汽车可靠性分配 1、汽车可靠性分配的定义
第一章汽车可靠性理论基础
第十九页，编辑于星期五：十六点 十六分。
2.正态分布
变量的概率密度函数为：
f (t)
1
2
exp
1 2
t
2
,
t
其累积故障概率分布为：
t
t
F (t) f (t)dt
1
exp
1
t
2
dt,
t
可靠度函数为：
2 2
R(t) 1 F(t) t f (t)dt
2. 有效寿命
从浴盆曲线中，偶然故障期故障率最低且稳定，可以说是是最佳状 态期，这一时期称为有效寿命期。
3. 特征寿命
指设备故障概率F(t)=63.2%状况下，设备运行时间。
4. 额定寿命
指设备故障概率为10％，可靠度R(t)=90%，设备的运行时间
5. 平均寿命
可维产品平均无故障工作时间，即MTBF；不可维的平均寿终运行时间 MTTF。
1
曲线就展开得越平坦，但曲线下面所包容的面积2均 等于1。
值越大，
第二十页，编辑于星期五：十六点 十六分。
0, 1时的正态分布称为标准正态分布。
查表计算时，给定的是标准正态分布，这样就要把非标准正态分布转化为标 准正态分布。
转换系数： Z t
进行参数估计常用的是3 区 间估计，即： [ 3 , 3 ]
3）探讨使用寿命理论和方法 4）研究汽车技术状况诊断理论与技术
第二页，编辑于星期五：十六点 十六分。
3. 维修理论的发展状况 60年代，计划预防维修理论为主：
影响汽车技术状况的零件技术状况有规律可遵循 维修工作必须在故障发生前进行 维修工作量是强制性的、定期的
维修工作量取决于汽车可靠性和技术状况
1-汽车可靠性理论基础
1.2.3 维修性的定量要求
维修性的定量要求主要有:
维修延续时间指标 维修工时指标 维修频率指标 维修费用指标
1. 维修度
维修度: 是指可修复产品 在规定条件下， 在规定时间内完 成维修的概率， 以M(t)表示。
图1-5 维修度曲线
2. 维修概率密度
将维修度M(t)对时间微分，即可得到每 一瞬间完成维修的相对增长率，称维修 概率密度函数。即：
的有效度。
有效度通常用固有有效度 AI ，可达有效
度 Aa, 使用有效度Ao等参数度量。
1.固有有效度 AI
MTBF MTBF AI MTBF MTTR MTBF M ct
MTBF ——平均无故障工作时间 MTTR ， M ct ——平均修复时间
2. 可达有效度
MTBF Aa MTBF MTTR M pt
0
其它四个寿命指标
6.寿命方差 D(t )
D(t ) (t T0 ) 2 f (t )dt
2
7.可靠寿命 T
8.中位寿命 T0.5
R(t )
R(t ) 0.5
T R 1 ( )
9.特征寿命 Te1
R(t ) e 0.368
1
如设备的有效度 A(450)=0.90, 表示的是100 台设备在规定的时间450h时, 有90台设备处于 正常运转状态(即完好), 不管设备是否出过故 障, 什么时间出过故障, 是否经过维修。 可靠度R(450)=0.90, 则表示要求100台设备, 有90台能无故障的工作450h
汽车维修工程课件 第三章 汽车维护工艺
汽车维护工艺作业的组织形式按专业分工程度不同，通常有全能工 段式和专业工段式两种形式之分。
分工程度
全能工段式 专业工段式
布置方式
尽头式工段 直通式工段
No.10044
第四节汽车维护工艺过程
汽车维护是保持车容整洁，及时发现和消除故障及其隐患，防止车辆早 期损坏的技术作业。通过汽车的技术维护，应使车辆达到下列要求：
在每一维护周期内(MUT)，汽车维修的单位费用为：
C(L) CmR(L) Cr F (L)
式中：
MUT
MUT——维护周期内汽车的平均行程，km；
L
L
MUT R(L)L 0 lf (l)dl 0 R(l)dl
R(L) ——为汽车的可靠度函数；
f (l) 和 F (L)——分别为汽车的故障分布密度函数和累积故障分布函数。
No.10044
一、汽车技术状况的变化规律
汽车技术状况是指定量测得的表征某一 时刻汽车外观和性能的参数值的总和。车技 术状况的变化规律是指汽车技术状况与行驶 里程或时间的关系，研究和掌握汽车技术状 况的变化规律，是控制汽车技术状况、完善 汽车结构的重要手段。
No.10044
二、汽车维修思想
(一) “预防为主”的维修思想
No.10044
几种车型的走合里程
车型 CAl091 EQ1090 奥迪l00 桑塔纳 切诺基 依维柯
里程 ／km
1 000
1 500～2500
1 500
1 500
2 000
1 500
No.10044
(二)以可靠性为中心的维修思想
以可靠性为中心的维修思想是以最低的消 耗，充分利用汽车的固有可靠性来组织维修， 它是以可靠性理论为基础，通过对影响可靠性 因素的具体分析和试验，科学地制定出维修作 业内容，维修时机，以控制汽车的使用可靠性。
第一章 汽车可靠性理论基础
汽车维修工程习题第一章汽车可靠性理论基础一、名词解释1．汽车失效：汽车运行过程中，零部件逐渐丧失原由的或技术文件所要求的性能，而引起汽车技术状况变差，直至不能履行规定的功能，叫汽车失效。
2．汽车工作能力：汽车按技术文件规定使用性能指标，执行规定功能的能力，称汽车工作能力。
3．可靠度：汽车在规定条件下和规定时间内完成规定功能，不发生故障的概率。
4．可靠性：产品在规定条件下，在规定时间内，完成规定功能的能力（四要素：产品、条件、时间、功能）。
5．汽车技术状况：汽车技术状况是定量测得的，表征某一时刻汽车外观和性能参数值（结构参数、技术状况参数）的总和。
二、填空题1、汽车早期失效期的基本特征是开始时失效率( 较高)。
2、汽车技术状况变化的类型分为（突发性）、（渐进性）两类。
3、汽车失效类型有（磨损）、（疲劳断裂）、腐蚀、变形、老化。
4、对汽车而言，按照故障率函数特点，把故障分成早期失效期故障、（偶然失效期故障）、耗损失效期故障。
5、对汽车而言，可靠性标志着汽车在整个使用寿命周期内保持所需( )的性能。
6、引起零件失效的原因分为工作条件、设计制造以及（）。
7、汽车的使用可靠性很大程度上取决于汽车的( )。
8、对汽车而言，可靠性标志着汽车在整个使用寿命周期内保持所需( )的性能。
三、判断题1、汽车在使用过程中，使用可靠度取决于零部件引起的突发性和渐发性故障（）四、简答题1、汽车技术状况恶化的主要原因有哪些？（1）组成汽车零件间相互作用的结果（2）汽车使用与保管的环境条件的影响（3）以零件隐伤和过载等为主的偶然因素的作用。
2、汽车技术状况变化的外观症状有哪些？（1）汽车的动力性下降。
（2）燃料和润滑油消耗增加。
（3）汽车制动性能变差。
（4）汽车操纵稳定性变差。
（5）汽车排放和噪音超限。
（6）行驶中出现异响和异常震动。
（7）汽车可靠性变差。
3、可靠性的定义是什么?4、产品可靠性分哪两类？它们的定义是什么？5、汽车可靠性的特点是什么？6、常用可靠性的评价指标有哪些？汽车可靠性寿命评价指标有哪两个？平均寿命的定义是什么？7、汽车常见的故障模式有哪些？举例说明。
汽车维修工程
汽车维修⼯程第⼀章、汽车可靠性理论基础1、失效曲线可划分为三个阶段，即失效的三个时期：（1）早期失效期。
基本特征：开始失效效率较⾼，随时间推移，失效率逐渐降低。
（2）偶然失效期。
基本特征：失效率λ（t）近似等于常数，失效率低且性能稳定。
（3）耗损失效期。
基本特征：随着时间的增长，失效率急剧加⼤。
2、汽车故障模式是指故障的表现形式，有如下⼏种：1）损坏型故障模式，如断裂、碎裂、开裂、点蚀、烧蚀、变形、拉伤、龟裂以及压痕等。
2）退化型故障模式，如⽼化、变质、脱落以及异常磨损等。
3）松脱型故障模式，如松动、脱落等。
4）失调性故障模式，如压⼒过⾼或过低、⾏程失调、间隙过⼤或过⼩、⼲涉以及卡滞等。
5）堵塞与渗漏型故障模式，如堵塞、⽓阻、漏油、漏⽔以及漏⽓等。
6）性能衰退型或功能失效型故障模式，如功能失效、性能衰退、公害超标、异响以及过热等。
3、故障分类：1）早期故障型：产品在使⽤初期发⽣的可能性很⼤，但随时间的延长⽽逐渐下降。
2）耗损故障型：是指产品经长期使⽤后，出现⽼化衰竭⽽引起，其随时间的延长⽽逐渐增加。
4、可靠性试验按试验性质分为寿命试验、临界试验、环境试验和使⽤试验等。
5、临界试验是为了进⼀步找出作为安全零件的弱点，进⾏强制性破坏试验，施以破坏性应⼒，以证实实际使⽤中若发⽣最⼤应⼒时，零件是否具有充分的强度。
第⼆章、汽车零件失效理论6、汽车完好技术状况是指汽车完全符合技术⽂件规定要求的状况，即技术状况的各种参数值（既包括主要使⽤性能的参数值，也包括外观、外形等次要参数值），都完全符合技术⽂件的规定。
7、汽车的使⽤条件有道路条件、运⾏条件、运输条件、⽓候条件和使⽤⽔平等汽车外部条件。
8、汽车失效可分为磨损、疲劳断裂、变形、腐蚀及⽼化等五类。
9、摩擦可分为⼲摩擦、液体摩擦、边界摩擦和混合摩擦四类。
a、液体摩擦举例：汽车上⼤部分相对运动的部位都是在液体摩擦状态下进⾏的（如：曲轴和轴承）。
b、边界摩擦：两摩擦⾯被⼀层极薄的边界膜隔开时的摩擦。
汽车维修工程讲义学课件-第一章
一、可靠性定义 可靠性：指产品在规定的使用条件下和 规定的时间内，完成规定功能的能力。 1、产品：作为单独研究或单独试验对象 的任何元器件、零件，甚至一台完整的 设备。 2、规定的时间：用户要求设计的时间。 包括汽车行驶的保用期、第一次大修里 程、报废期等。
• f .堵塞与渗漏型故障：如堵塞、气 阻、漏油、漏水、漏气、渗油等。
• （2）按故障危害程度分：
• a、致命故障（ε1=100） • i)涉及人身安全，可能导致人身伤亡。
• ii)引起主要总成报废，造成重大经 济损失。
• iii)不符合制动、排放、噪声等法规 要求。
• b、严重故障（ε2=10） • i)导致整车性能显著下降。
b、使用可靠性：考虑了使用、维修对产品 可靠性的影响，包括使用维修方法以及 操作人员的技术熟练程度等都会对产品 的寿命及功能的发挥产生重大影响。
二、可靠性的评价指标 1、可靠度：指产品在规定的使用条件下和
规定的时间内，完成规定功能的概率。
用R（t） 表示。
R (t)概率（也叫失效度）： 产品在规定的条件下，在规定的时 间内丧失规定功能（即发生故障） 的概率称为累积故障概率或失效度。 用F（t）表示，由于出现故障和不 出现故障是两个对立的事件，故
②中位寿命：可靠度R（t）=50%的可靠 寿命称为中位寿命，记为t0.5
③额定寿命：可靠度R（t）=90%的可靠 寿命称为的额定寿命，记为t0.9。对于可 靠度有一定要求的产品，工作到了可靠 寿命tR时就要替换，否则就不能保证其 可靠度。
第二节 汽车故障类型及故障分布规律
汽车可靠性工程理论基础-2
37
（4）失效率函数λ(t)
38
4. 对数正态分布
（1）失效概率密度函数f(t)
39
（2）累积失效概率函数F(t)
40
（3）可靠度函数F(t)
41
（4）失效率函数λ(t)
42
43
7
（2）累积失效概率的估计值
ˆ (t ) 1 R(t ) 1 n (t ) / n n (t ) / n F s f
ns(t)为在t时间段内不发生故障能完成规定功能的产品数， nf(t)为 在t时间段内发生故障失效的产品数，n为一开始投入工作的产品数 例2. 有110只电子管，工作500h时有10只失效，工作到 1000h时总共有53只失效，求该产品分别在500h与1 000h时 的累积失效概率。
14
5. 产品的寿命特征
在可靠性工程中，规定了一系列与寿命有关的指标：平均寿 命、可靠寿命、特征寿命和中位寿命等。这些指标总称为可 靠性寿命特征，它们也都是衡量产品可靠性的尺度。 （1） 平均寿命 在寿命特征中最重要的是平均寿命，它定义为寿命的平均值。 平均寿命的数学意义就是寿命的数学期望，记作θ，数学公 式为：
第 2章
汽车可靠性工程理论基础
2.1 可靠性基本概念
2.2 可靠性主要的特征量 2.3 汽车可靠性工程中的常见分布
1
2.1 可靠性基本概念
1. 可靠性定义 产品在规定条件下和规定时间内完成规定功能的能力。 定义中的“产品”是指作为单独研究和分别试验对象 的任何元件、器件、设备和系统；“规定条件”是指 产品的使用条件、维护条件、环境条件和操作技术； “规定时间”是指产品的工作期限，可以用时间单位， 也可以用周期、次数、里程或其他单位表示；“规定 功能”通常用产品的各种性能指标来表示。
第一章：汽车可靠性理论
第十七页，编辑于星期三：一点 二十分。
或过小等。
5）堵塞与渗漏型故障：堵塞、气阻、漏油、漏水、等 6）性能衰退或功能失调：功能失效、公害超标、异响、
过热等。
第十三页，编辑于星期三：一点 二十分。
一、汽车故障概念及类型
3、故障分类
（1）按故障率函数特点分： 早期故障型：产品在使用初期发生的可能性大，随时间延长而
逐渐下降。
偶然故障型：故障发生的可能性较小，一般处于正常使用期。 耗损故障型：汽车长期使用，出现的老化衰竭引起，随时间延
汽车底盘维修；
汽车车身的修理。
第二页，编辑于星期三：一点 二十分。
第一章：汽车可靠性理论基础
内容：1、汽车可靠性概述； 2、汽车故障类型及故障分布规律； 3、汽车可靠性数据的采集与分析。
要求：1、了解可靠性数据的采集与分析； 2、掌握可靠性基本概念与汽车故障模式及
故障类型。
第三页，编辑于星期三：一点 二十分。
长而逐渐加剧。 （2）按《汽车产品质量检查评定办法》蓝皮书规定分： 致命故障：危及人身安全，引起主要总成件报废。
严重故障：引起主要部件、总成损坏或影响行车安全，不能短时 间排除。
一般故障：不影响行车安全的非主要零部件故障，短时间能排除。
轻微故障：对汽车正常运行基本没有影响，不需要更换零部件，
随车工具就能排除。
使用实验：汽车研制出来后抽样送到使用现场进行 实际运行考验，当满足基本使用要求后，才能正 式定型成批生产。
第十六页，编辑于星期三：一点 二十分。
一、汽车可靠性数据的采集
2、使用可靠性数据的采集方法与内容。 （1）采集方法： A：对现场人员发报Байду номын сангаас，定期返回，费用低无需专门人员，易出现
汽车可靠性基础(汽车维修)
dt
dt
则：
t
F(t) 0 f (t)dt
t
R (t)10f(x)d x t f(x)d x
4．故障率函数λ(t)
故障率是反映产品已正常工作到某一个时刻后，单位时间内可 能发生故障的概率。
故障率函数λ(t)是指产品使用到t时刻（或行程）为止尚未发 生故障的条件下，在下一个单位时刻（或行程）内发生故障的条件 概率。
（三）耗损故障期
• 1、故障率函数基本规律
• 其特点是产品的故障率迅速上升，很快出现产品故 障大量增加直至最后报废。
• 2、失效原因
• 这一阶段产品的故障主要是由老化、疲劳、磨损、 腐蚀、变形等耗损性因素引起的。通过对产品试验数 据分析，可以确定耗损阶段的起始点，在耗损起始点 到来之前停止使用，对耗损的零件、部件予于维修、 更换，可以降低产品的故障率，延长产品的使用寿命。
如：考虑新结构、改换材料、采用有储备系统设计方案等 以提高系统的可靠性。
这种分析称为失效模式与分析FMEA (Failure mode and effect analysis), FMEA只是定性分析。
•第三节 系统可靠性概述
一、基本概念
1、系统的概念（System）
一个系统是由一组零件（元件）、部件、子系统或装配件（统 称为单元）构成的、完成期望的功能、并具有可接受的性能和可靠 性水平的一种特定设计。
（2）故障较多。由于机件在加工、装配时存在偏差，同时可能 一些难以发现的隐患，在走合期间很可能出现机件松脱、卡死、发 热和渗漏等故障。
（3）润滑油易变质。由于新零件配合间隙较小，温升大，致使 机油易氧化变质。加上较多的金属粒混入机油，使机油质量下降。
（4）燃油消耗量大。为了保证走合期质量，要求发动机小负荷 运行，同时，机件之间较大的磨擦阻力也使油耗增加。
第一章 汽车可靠性理论基础
⑵偶然故障期（B段）
在此期间， λ（t）的变化趋于稳定，接近常数，属故障 率恒定型，相当与正常使用期。
此类故障多由操作不当、装配失控、润滑不良、维护欠佳、 材料及隐患等偶然因素而引发，没有一种特定的原因起主 导作用。 在正常使用期内，应在正常使用的基础上，执行“预防为 主、定期检测、强制维护、视情修理”的方针，以降低故障 率，维持并保证汽车的完好技术状况和工作能力。
2
汽车维修 工程
精品课程
第一章 汽车可靠性理论基础
§1-1 汽车可靠性概述
一、汽车可靠性与维修 1、可靠性
指产品在规定的使用条件下和规定的时间内完成规定功 能的能力。 ⑴可靠性的四要素：产品、规定条件、规定时间、规定功能。
①产品:通常是指可作为单独研究或单独试验对象的任何元件、 零件，甚至一台完整的设备。
精品课程
第一章 汽车可靠性理论基础
2、维修：指在系统投入运行后，为了保持或在系统发 生故障后恢复产品完成规定功能的能力而采取的技 术与管理措施。
维修包括维护与修理，维护是为了保持产品完 成规定功能的能力；修理是为了在系统发生故障后 恢复产品完成规定功能的能力。
汽车维修只能在一定程度上维持汽车的技术状况， 提高其使用可靠性；但不能完全恢复其固有可靠性 水平。
④规定功能：设计任务书、使用说明书、订货合同以及国家标 准规定的各种功能和要求。如：安全性、舒适性、动力性、 经济性和排放性能等。
汽车可靠性标志着汽车在整个使用寿命周期内保持 所需质量指标的性能。
2007年6月
编辑版pppt
4
汽车维修 工程
精品课程
第一章 汽车可靠性理论基础
（2）可靠性的类型
①固有可靠性： 产品从设计到制造整个过程中确定了的内在可靠性，
第一章 汽车可靠性理论基础
汽车可靠性理论基础
第一节
汽车可靠性概述
• 随着现代生产和科学技术的发展，可 靠性问题越来越受到重视，对汽车而 言，其可靠性标志着汽车在整个使用 寿命周期内保持所需质量指标的性能。 • 由于汽车在整个寿命周期内，因零件 磨损、疲劳等而消耗在维修上的费用 往往是新车原值的4-6倍。而汽车的使 用可靠性在很大程度上取决于汽车的 正确使用与维修。
• 汽车可靠性理论就是以概率论和数理 统计等为理论基础，以试验和调查数 据为资料，以电子计算机为辅助手段， 按照系统工程的分析方法，权衡经济 得失，进行精确设计，合理制造，正 确的使用、维修和进行科学管理，将 汽车的可靠性提高到令人满意的一门 新兴学科。
•可靠性是指产品在规定条件下和规定时 间内完成规定功能的能力。它包括了产 品的无故障性和耐久性。 •产品：整车、部件、零件。
汽车的可靠性指标
• 可靠度； • 失效度； • 故障概率密度函数； • 可靠度是指产品（汽车）在规定的使用条 件下和规定的时间内，完成规定功能的概 率。可靠度是时间的函数，记作R（t）， 取值在0与1之间。
2、失效度 （累积故障概率、不可靠度）
• 堵塞或渗漏型：如管路中有异物阻挡或油路有汽化 现象产生使液体或气体不能流动或流动不畅；或密 封失效导致漏油、漏水、漏气现象产生。 • 丧失功能或性能衰退型：整车或总成功能完全丧失。 （1）丧失功能：如喇叭不响、离合器打滑、制动失 灵等。 （2）性能衰退：如动力性、经济性下降。 （3）异响型：如发动机或传动系各总成发出不正常 的响声。 （4）过热型：如发动机、变速箱等油液超过正常工 作温度。
汽车可靠性研究中的故障分布
• 确定汽车的故障分布是可靠性研究的基本内容之 一，它能很好地描述随机变量的性质，揭示其内 在规律。 • 判定随机变量的分布类型及表征这些分布的相应 参数值，可为产品可靠性的评价和改进提供依据。 • 汽车上常用的几种连续型随机变量的故障分布： 1. 指数分布 2. 正态分布 3. 威布尔分布
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汽车维修工程
二、汽车可靠性常用的故障分布
（二）正态分布
第1章 汽车可靠性理论基础
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二、汽车可靠性常用的故障分布
（二）正态分布
第1章 汽车可靠性理论基础
汽车维修工程
二、汽车可靠性常用的故障分布
（三）对数正态分布
分布函数：
第1章 汽车可靠性理论基础
密度函数：
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二、汽车可靠性常用的故障分布 （四）威布尔分布
⑶使用试验 使用试验是在汽车研制出来后抽样送到使用现场进行实际运行考验， 只有当它基本满足使用要求之后，才能正式定型成批生产。现场试验是 可靠性试验数据收集的主要渠道。 ⑷环境试验 环境试验是产品在特定使用环境条件下进行的使用试验,例如高、低 温试验、降雨、降雪等试验。
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§1-3 汽车可靠性分析
第1章 汽车可靠性理论基础
⑵临界试验 临界试验是为了进一步找出作为安全零件的弱点，进行强制性破坏 试验，施以破坏性应力，以证实实际使用中若发生最大应力时，零件是 否具有充分的强度。如急转弯、紧急制动、快速起步等。 在通常使用状态下似乎是非常苛刻的，而一般认为是实际使用中可 能发生的，因而用它来确认可靠性试验。
式中：n—样车数 t—时间 rj—第j类故障数， εj—第j类故障的当量系数。 汽车故障一般分成4类:
致命故障ε1=100 严重故障ε2=10 一般故障ε3=1 轻微故障ε4=0.2
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第1章 障的平均间隔时间，记为 MTBF
（六）平均首次故障时间：汽车产品首次故障时间的平均值。记 为MTTF
第1章 汽车可靠性理论基础
a.串联系统的工作寿命总是等于系统中最短的一个零件的寿命， 即
并且，系统的平均故障间隔时间为
b.串联系统的系统可靠性总是小于系统中任何一个零件的可靠度。
汽车维修工程 （二）简单系统可靠性
第1章 汽车可靠性理论基础
2、并联系统 若组成系统的各个总成或零件中，只要其中还有一 个总成或零件在起作用，就能维持整个系统继续工作。设各单元的 可靠性相互独立，则系统失效概率为：
（七）平均维修时间：修复时间的平均值,记为MTTR.
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第1章 汽车可靠性理论基础
（八）可靠寿命：产品可靠度是工作寿命t的函数，是用可靠度函 数R（t）表示的，故对于一批产品而言，当给定时间t，就确定 了相应的可靠度，反之，若确定了可靠度，即可求出相应的寿 命，以TR表示。
在可靠寿命中有以下特殊情况： ①特征寿命：可靠度R（t）=exp（-1）=36.8%的可靠寿命称为特 征寿命。 ②中位寿命：可靠度R（t）=50%的可靠寿命称为中位寿命，记为 T0.5 ③额定寿命：可靠度R（t）=90%的可靠寿命称为的额定寿命，记 为T0.9
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第1章 汽车可靠性理论基础
二、可靠性的评价指标 （一）可靠度（有效度） 可靠度：汽车在规定的使用条件下和规定的时 间内完成规定功能的概率。记作R（t）。
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第1章 汽车可靠性理论基础
（二）失效度（不可靠度、累计故障概率）
失效度：汽车在规定的使用条件下和规定的时间内丧失规 定功能（发生故障）的概率。记作F（t）。
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第1章 汽车可靠性理论基础
（九）维修度M(t)：系统在规定的条件下进行维修时，在规定的时 间内，保持或恢复到规定状态的概率。
（十）有效度：把系统可靠性和维修性特性转换为效能的一个指标 的参数。
汽车维修工程 三、系统可靠性 （一）系统可靠性的定义
第1章 汽车可靠性理论基础
系统可靠性是指工作系统在一定的使用条件下，在要求的工 作时间内，完成规定功能的能力。
蓄电池与 发电机如 何连接？
其系统可靠度为：
说明： a.并联系统的工作寿命总是等于系统中最长的一个零件的寿命。 b.并联系统的系统可靠度总是大于系统中任何一个零件的可靠度。
汽车维修工程 （二）简单系统可靠性
第1章 汽车可靠性理论基础
3、串并联组合系统 串、并联组合系统是由串联子系统和并联子系统组合而成如 图1-5所示。为了提高系统可靠度，将Ｂ和Ｃ两零件相连，构成 并联子系统，然后再与零件Ａ串联组成等效串联系统，如图1-6 所示。
图１－５ 串、并联组合系统
图１－６等效串联系统
其系统可靠度为：
RS=RARB+RARC-RARBRC
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（三）汽车可靠性分配 1、汽车可靠性分配的定义
第1章 汽车可靠性理论基础
根据系统设计所确定的汽车可靠性指标值，合理地将指标分 配于系统各单元的设计过程。
2、汽车可靠性分配的目的和作用
（1）通过可靠性分配，确定汽车系统的可靠性指标。 （2）通过可靠性分配，确定各子系统的可靠性指标。 （3）通过可靠性分配，有利于加强设计部门间的联络和配合。 （4）通过可靠性分配，有利于增强设计者的全局观念。
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2.故障的分类
⑵按照故障性质分类：
第1章 汽车可靠性理论基础
1）致命故障：危及人身安全，引起主要总成件报废，造成重大经 济损失，对周围环境造成严重损害。 2）严重故障：引起主要零部件、总成严重损坏或影响行车安全， 不能用易损件和随车工具在较短时间内排除。
3）一般故障：不影响行车安全的非主要零部件故障，可用易损件 和随车工具在较短时间内排除。
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第1章 汽车可靠性理论基础
（三）故障概率密度：汽车出现故障的概率随时间变 化的规律。失效度对时间的分布函数。用 f（t）表 示。
产品出现故障的概率随时间的变化的规律，反映了 单位时间的的失效概率。
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第1章 汽车可靠性理论基础
（四）故障率：故障率函数也称失效率函数，是指产品到t时刻为 止未发生故障，在该时刻后发生故障的概率，用λ(t)表示，可 以表述产品在整个寿命期内出现故障的可能性。 计算故障率时，常用当量故障率D表示：
4.掌握汽车故障的类型及分布规律
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第1章 汽车可靠性理论基础
§1.1 汽车可靠性概述
一、可靠性简介 （一）汽车可靠性的定义 1、可靠性:指产品在规定的使用条件下和规定的时间内完成规定功 能的能力。 ⑴可靠性的四要素： a.产品：整车、部件、零件 b.规定条件：环境条件（气候、道路）； 运行条件（载荷性质、种类、行驶速度）； 维修条件（维修方式、水平、制度） c.规定时间：保用期、第一次大修里程、报废期 d.规定功能：设计任务书、使用说明书、订货合同
汽车维修工程 汽车维修工程
教学内容：
第1章 汽车可靠性理论基础
1.汽车可靠性理论基础 2.汽车零部件失效理论 3.汽车维护工艺 4.汽车修理工艺 5.汽车零件修复方法 6.汽车修理质量管理 7.汽车发动机机械系统维修 8.汽车底盘机械系统维修 9.汽车车身维修
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第1章 汽车可靠性理论基础
第一章
教学内容：
汽车可靠性理论基础
1.汽车可靠性概述 2.汽车故障的类型及其分布 3.汽车可靠性分析
4.汽车可靠性综合评定
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第1章 汽车可靠性理论基础
第一章
教学目标：
汽车可靠性理论基础
1.了解汽车可靠性综合评定方法 2.熟悉可靠性基本理论、汽车可靠性的数据采集及 可靠性数据分析 3.掌握汽车可靠性的基本定义及评价指标
一次故障：最初发生的故障。 按原因后果分 二次故障：由一次故障导致发生的相关故障或上一级系统 的故障。
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2.故障的分类
（1）按故障模式分：
第1章 汽车可靠性理论基础
1)损坏型故障模式 如断裂、碎裂、开裂、点蚀、烧蚀、变形、拉伤、龟裂以受压痕等。 2)退化型故障模式 如老化、变质、剥落以及异常磨损等。 3)松脱型故障模式 如松动、脱落等，特别是螺纹链接件。 4)失调型故障模式 如压力过高或过低、行程失调、间隙过大或过小、干涉 以及卡滞等 。 5)堵塞与渗漏型故障模式 如堵塞、气阻、漏油、漏水以及漏气等 。 6)性能衰退或功能失效型故障模式 如功能失效、性能衰退、公害超标、异响以及过热等 。
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第1章 汽车可靠性理论基础
1）寿命试验按试验条件分为： 台架加速寿命试验 试验场加速寿命试验
2）寿命试验按试验性质分为： 储存寿命试验 工作寿命试验 加速寿命试验 3）寿命试验按失效情况分为： 完全寿命试验 截尾寿命试验（不完全寿命试验）
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§1-3 汽车可靠性分析
（二）可靠性试验分类
4）轻微故障：对汽车正常运行基本影响，不需要更换零件，可用 随车工具比较容易地排除。
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§1-2 汽车故障类型及故障分布规律
第1章 汽车可靠性理论基础
（二）典型的寿命曲线 ⑴早期故障期（Ａ段） 产品在工作之初，由于设计、制造、装配等方面的缺陷，而发 生早期故障的一段时间。在此期间，汽车发生故障的可能性很大， 但故障率随着时间的增加而迅速下降。 ⑵偶然故障期（B段） 在此期间， λ（t）的变化趋于稳定，接近常数，属故障率恒 定型，相当与正常使用期。 ⑶耗损故障期（C段） 由于老化、疲劳、磨损等原因引起的故障。
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第1章 汽车可靠性理论基础
（二）汽车可靠性发展的历史 摇篮期 二战期间，美军的飞机因飞行故障损失的数量是被地 方击落数量的1.5倍；飞机上电子设备有60%不能正常使用。 奠基期 20世纪50年代，美国军用雷达因故障不能工作的时间 占全年的84%，也就是说一年当中仅有1.8个月是正常工作， 因此，美国成立了可靠性管理机构，制定了可靠性工程大纲 和标准。 普及期 20世纪60年代，可靠性的研究从电子产品向其他工业 产品迅速推广。 成熟期 20世纪70年代，人们在以消费者为中心的理念指导下， 在强烈的市场竞争条件下，在消费主义思想的支持下，提出 了大量产品的责任问题，可靠性研究工作在世界范围内达到 成熟阶段。