【汽车维修工程】第一章_汽车可靠性理论基础

• 2、失效度：
• 失效度又称累积故障概率，也称不可靠度，是 指产品在规定条件下，在规定时间内丧失规定 功能的概率，记为，F(t)。 由于出现故障与不 出现故障是两个对 应的事件，故 R(t)十F(t)=1 失效度曲线如图
• 3、故障率函数：
• 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。
故障率函数用曲线表 示称为故障率函数曲线， 故障率函数曲线也称寿命 曲线或浴盆曲线。描述了 失效率随时间而变化的规 律。由于该曲线如同浴盆， 故称为浴盆曲线。 从曲线的变化趋势来看， 可将失效曲线划分为三个 阶段，即失效的三个时期。
①、早期失效期 ②、偶然失效期 ③、耗损失效期
①、早期失效期（DFR）
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 。
行业规定的故障类型： ①、致命故障：
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：
严重故障：引起主要零部件、总成严重损坏 或影响行车安全，不能用易损备 件和随车工具在较短时间内排除。
• 3、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。 小从一个小小的螺丝钉、手电筒、收 音机；中间的从洗衣机、电视机、等家 电产品；大的到汽车、火车以及720万个 原件组成的阿波罗登月飞船。 都应用了可靠性设计和管理，并且有 了明确的可靠性指标。标志着可靠性技 术的普及。
③、耗损失效期（IFR）
基本特征： 随着时间的增长，失效率急剧加大。 原因： 由于汽车产品的老化、磨损和疲劳，引起其 油耗增大，性能下降，维修费用增加，汽车运用 成本升高；但汽车属于可维修性产品，在损耗期 即将来临之前，通过对发动机工作状态的调整， 对整车零部件的维修、保养和更换，可以延长汽 车的有效寿命，推迟耗损期的出现。 然而，一旦达到耗损失效期的汽车，应以报废 为上策。
1、摇篮期： 2、奠基期： 3、普及期： 4、成熟期：
1、规定条件：
汽车的使用条件，包括气候、道路等的环境条件； 载荷性质、种类、行驶速度等的运行条件； 维修方式、水平、制度等的维修条件。
2、规定时间：
汽车行驶的保用期、 第一次大修里程、 报废期等。 它们可以使用时间单位表示，也可以使用里程来表示。
三、可靠性的衡量指标
• 汽车的可靠性是指汽车所具有的寿命质 量方面的一种能力。
• 汽车的可靠性可 以从不同角度、 使用不同的评价 指标来具体描述， 常用的可靠性评 价指标包括：
• 1、可靠度：
• 2、失效度： • 3、故障率函数：
• 4、平均寿命与可靠寿命
• 1、可靠度：
产品(此处指汽车，以下同)在规定条件下和规定 时间内完成规定功能的概率称为产品的可靠度。 用R (t) 表示 。 若事件A，其概率为 P(A)，则 R(t)=P(A) 0≤P(A)≤l 可靠度可用曲线表示:
第三节 汽车可靠性数据
汽车可靠性试验是为了提高或确认产品的可靠性而进行 的试验的总称。 • 可靠性试验是产品可靠性评价的一个重要手段，是研究产 品可靠性的基本环节之一。 • 可靠性试验是获取产品可靠性数据的基本方法。 • 可靠性试是产品可靠性预测和验证的基础。
一、可靠性试验的目的： 二、常规试验：
4、平均寿命与可靠寿命
平均寿命
是一个标志产品平均能 工作多长时间的量，是 对整批产品而言的一个 指标。 如产品寿命 T 的故障概 率密度函数为 f(t) ，则其 数学期望E(t)称为产品的 平均寿命。 对于可维修产品，是指 产品的平均无故障工推 时间，记为MTBF； 对于不可维修产品，是 指产品的平均寿终时间 ，记为MTIT。
第一章 汽车可靠性理论基础
第一节 汽车可靠性概述
一、什么是可靠性
产品的可靠性就是产品在 规定的条件下、在规定的时间 内，完成规定功能的能力。它 有四个要素：产品、条件、时 间和功能。
1、规定条件： 2、规定时间： 3、规定功能： 汽车产品可靠性的研究对象：
二、可靠性的发展过程
人类从开始制造物品开 始就涉及到产品是否耐用、 使用中是否会出问题等可靠 性的问题。期发展过程可分 为一下的四个过程。
主讲：李欣灿
武汉科技大学汽车学院
学时： 28
参考书：
（1）《汽车维修工程》，吉林工大汽运教研室编，吉林工业大学，1993年 （2）《汽车维修理论》, 戴冠军主编，人民交通出版社，1991年 （3）汽车维修工程学，储江伟，东北林业大学出版社，2000年
主要内容
1. 了解汽车维修的制度、方法以及汽车维修行业的状况 2. 掌握汽车维修工程较系统的基础理论、工艺方法 3. 了解汽车维护作业的分类、组织以及汽车维护的工艺过程； 了解维护周期的确定方法和各级维护作业的工艺组织方法。 4. 了解汽车修理的工艺过程；掌握汽车修理工艺过程的统筹与 优化方法；掌握汽车接收、零件清洗和检验分类、总成装配 与磨合实验等工艺方法；学会进行汽车修理质量评价和汽车 修理过程控制的方法。 5. 了解汽车零件的机械加工、焊接、喷涂、电镀、粘接等修复 方法；掌握进行零件修复方法选择的方法和对零件修复质量 评价的方法。 6. 了解发动机和底盘的常见故障，掌握发动机总成和底盘的维 修方法。 7. 了解汽车车身的损伤形式与修复方法。
类
③、加速寿命试验：
①、实验室试验：
在试验室里进行的台架加速寿命验，由于试验 条件稳定，容易获得良好的试验结果。 台架寿命试验中又有破坏性和非破坏性之分。 破坏性试验： 非破坏性试验： 是在规定条件下投入一 一般是对小样本、 定量的样品进行寿命试验， 价格高的重要零部件 进行的可靠性试验。 记录有关样品发生失效的 时间。 这些失效时间就是统计 分析寿命基础。
• 1、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。 这些惊人的数据受到美国国防部的 高度重视，开始组织人力从电子产品入 手对可靠性进行研究，并取得相应进展。
• 2、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，这是很 恐怖的事情。 陆军的电子设备也有65%~75%的故 障率。在1952年，也就是朝鲜战争期间， 美国国防部成立了“电子设备可靠性咨询 小组”，在1957年发表了“军用电子设备 可靠性报告”，可靠性理论的研究从此在 全世界范围内开始受到关注和开始。
③、一般故障：
一般故障：不影响行车安全的非主要零部件 故障，可用易损备件和随车工具 在较短时间内排除。
④、轻微故障：
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，可用随车 工具比较容易地排除。
二、汽车故障可靠性分析方法
在研究分析汽车及其零部件可靠性时，必须掌握失 效随时间变化的分布规律。在可靠性设计中，既要掌握 失效随时间变化的分布规律，又要掌握维修随时间变化 的分布规律。失效随时间分布规律的获得是根据实际试 验数据，应用统计分析的方法，考查这些数据的分布特 点，将其与理论概率分布对照，然后确定其符合(服从) 何种理论分布模式。这一过程就是可靠性数据分析方法， 也叫统计分析方法。 汽车可靠性研究中所用的理论概率发布类型很多， 常用的有：二项分布、指数分布、威布尔分布等。威布 尔分布函数是应用最广泛的可靠度函数，泊松分布、状 态分布、指数分布、威尔分布等。威尔分布最常用。
)
可靠寿命
由可靠度函数R(t)可知，若给定 时间t就确定了可靠度；若确定了可 靠度，即可求出相应的寿命，即为 可靠寿命，用h表示。 如 t0.99 表示可靠度 R(t)=99 ％时产 品的寿命。在可靠度寿命中有如下 三种特殊情况 I) 特征寿命： 可靠度 R=exp(-1)=36.8% 的可靠 寿命，称为特征寿命。 2) 中位寿命： 可靠度 R=50 ％的可靠寿命，称 为中位寿命，记做t0.5 3) 额定寿命： 可靠度 R(f)=90 ％的可靠寿命 ， 称为额定寿命，记做t0.9。
• 4、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，使得一些企业 因产品缺陷导致消费者蒙受损失而被起 诉，并处以赔偿的惩罚。 因此，企业开始高度重视产品责任预 防问题，而可靠性技术是解决这一问题 的重要手段，因此，得到成熟发展。
第二节汽车故障类型及分析方法
• 一、汽车故障概念及类型
1、什么是汽车故障
汽车故障是指汽主在规 定条件下和规定时间内，不 能完成规定功能的现象。
3、故障分类方法
2、故障模式
故障模式是指故障的表现 形式，具体分为一下几种： ①、损坏型： ②、退化型： ③、松脱型： ④、失调型： ⑤、堵塞与渗漏型： ⑥、功能失效型：
1)为研制新产品、发现其弱点以
改进设计； 2)为确认零件的设计任务书；
3)为接受产品和保证产品质量；
4)为审查制造工艺的好坏等。
常规试验的目的只是在产 品出厂验收时，判断其能指 标是否符合产品出厂标准， 而没有测定产品在规定时间 内的失效率，因而不能对产 品可靠性提供任何保证。
三、可靠性试验的分类
②、试验场试验
试验场武验是使汽车在高速环行路和其他多 种路面，如各种石块路、比利时路、卵石路、搓
板路等坏路上进行强化的加速寿命验，以确认强
度构件在行驶中的安全性。 为确认综合的耐久可靠性，对汽车行驶的种路 面，如砂石路、泥水路、盐水路、转弯路、爬坡
路、高速环形路等，适当组合进行程试验。
© 我国在海南省建有全国性的标准化汽车试验场。
1、寿命试验：
为确定产品寿命分布及特征值而进行的试验。
2、临界试验：
为了进一步找出作为安全零件的弱点进行破坏试 验。
3、环境试验：
在特定使用环境条件下进行的使用试验。
4、使用试验：
在汽车研制出来后抽样送到使用现场进行实际 运行考验，只有试验通过基本满足要求之后，才能 正式定型批量生产。
1、wenku.baidu.com命试验：
是为确定产品寿命分布及特征值而进行的试验。 它一般采用台架试验和试验场试验的试验方法。 为了缩短试验周期多采用加速寿命试验。
试
验
按试验场地寿命试验可分为： ①、实验室试验： 条件稳定 ②、试验场试验： 接近实际 按试验性质分： 按试验失效情况分： ①、完全寿命试验： ②、结尾试验：
分
①、贮存寿命试验： ②、工作寿命试验：
②、退化型
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
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
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：
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：
3、规定功能：
设计任务书规定的各种功能和要求。 使用说明书规定的各种功能和要求。 订货合同以及国家标准规定的各种功能和要求。
汽车产品可靠性的研究对象：
1、整车可靠性： 试验场整车试验、高低温试验 2、汽车部件可靠性： 发动机可靠性试验、制动系统可靠性试验 3、汽车零件可靠性： 曲轴扭振试验、摩擦片寿命试验
基本特征： 开始失效率较高，随时间推移，失 效率渐降低。
产生DFR型失效的原因： 产品本身存在着某种缺陷，如各摩 擦副间的配合间隙不得当、加工精度不 符合要求、材料存在内部缺陷、设计不 够完善、加工工艺不当、检验差错致使 次品混于合格品中等等。
②、偶然失效期（CFR）
基奉特征： 失效率近似等于常数，失效率低 且性能稳定。在这期问失效是偶然发 生的何时发生无法预测。 失效原因： 由于各种失效因素或承受应力的 随机性，致使故障的发生完全是偶然 的，但用户通过对汽车的维护和修理， 可以使这一时期延长。
按故障概率函数分： ①、早期故障===失效 ②、偶然故障===失效 ③、耗损故障===失效 按汽车产品质量检查评定办法分 ①、致命故障： ②、严重故障： ③、一般故障： ④、轻微故障：
• 二、汽车故障可 靠性分析方法
①、损坏型：
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。