1、 第4章 汽車可靠性理論基礎汽車維修與故障診斷第二篇 汽車維修基礎 第4章 汽車可靠性理論基礎汽車維修與故障診斷第4章 汽車可靠性理論概述 應掌握知識點：應掌握知識點： 1、質量擔保期制定的理論基礎？ 2、走合期制定的理論基礎？ 3、一級、二級維護周期制定的理論基礎？ 4、如何科學、準確地對車輛性能進行評價？ 第4章 汽車可靠性理論基礎汽車維修與故障診斷第一節(jié) 汽車可靠性一、汽車耐久性的概念 指汽車在規(guī)定的使用和維修條件下，達到某種技術或經濟指標極限時，完成規(guī)定功能的能力。 汽車耐久性行駛試驗方法汽車耐久性行駛試驗方法-GB/T 12679-1990 -GB/T 12679-1990 一般用汽

2、車從開始使用到進入極限技術狀況時的總運行里程或使用延續(xù)期來表示。 汽車耐久性的評價指標： （1）大修前的平均運行里程（新車） （2）大修間的平均運行里程（舊車） 第4章 汽車可靠性理論基礎汽車維修與故障診斷二、可靠性的定義二、可靠性的定義 產品在規(guī)定的使用條件下，在規(guī)定的時間內，完成規(guī)定功能的能力。 可靠性概念中包括三個限制條件： 規(guī)定使用條件規(guī)定使用條件 規(guī)定時間：使用年限、里程規(guī)定時間：使用年限、里程 規(guī)定功能：設計要求、國標規(guī)定功能：設計要求、國標 所以，不能離開使用條件、時間以及功能談汽車可靠性高低。 第4章 汽車可靠性理論基礎汽車維修與故障診斷三可靠性研究的目的三可靠性研究的目的（1

3、）為研制新產品、發(fā)現(xiàn)其弱點以改進設計；（試驗） （2）為確認產品和零件的設計任務書；（目標） 第4章 汽車可靠性理論基礎汽車維修與故障診斷（3）為接受產品和保證質量；（4）為審查制造工藝的好壞 第4章 汽車可靠性理論基礎汽車維修與故障診斷 可靠性的研究是對產品使用中的故障規(guī)律進行研究，可能是對產品的某個零件、某個總成或整個產品；可以是某一個時期，如首次故障規(guī)律，或產品的一生。 主要研究目的：制定合理的使用和維修對策，如維修周期和改進維修方法；發(fā)現(xiàn)設計制造中的問題，進行改進；確定合理的報廢周期。 第4章 汽車可靠性理論基礎汽車維修與故障診斷四、可靠性與汽車維修 1、汽車維修的概念 汽車維護和修理

4、的泛稱。 為汽車保持或或在系統(tǒng)發(fā)生故障后恢復產品完成規(guī)定功能為汽車保持或或在系統(tǒng)發(fā)生故障后恢復產品完成規(guī)定功能的能力所進行的全部技術措施和管理活動。的能力所進行的全部技術措施和管理活動。 2、可靠性內涵 一般認為，產品的可靠性包括固有可靠性和使用可靠性。 固有可靠性是指產品從設計到制造整個過程中確定了的內在可靠性，它是產品的固有屬性。 使用可靠性則考慮了使用、維修對產品可靠性的影響，包括使用維護方法以及操作人員的技術熟練程度等都會對產品的壽命及功能的發(fā)揮產生重大影響。 第4章 汽車可靠性理論基礎汽車維修與故障診斷3、關系 （1）汽車的使用可靠性取決于汽車本身的固有可靠性以及汽車的使用維修水平，

5、并與汽車的使用條件有關。 （ 2）汽車使用時間增長，其出現(xiàn)故障的可能性隨之增大，可靠性下降。 （3）汽車經過長時間使用，多次維護，其技術性能會明顯下降，只有通過大修才能使技術性能有大幅度的提高。 （4）維修只能一定程度地恢復汽車的可靠性，但不能完全恢復其固有可靠性，故經過相當里程（極限）后，汽車就得報廢。 第4章 汽車可靠性理論基礎汽車維修與故障診斷五、可靠性的衡量指標五、可靠性的衡量指標 1可靠度 用概率和數(shù)理統(tǒng)計的方法，為可靠性建立統(tǒng)一的、明確的量化的尺度。 概率是用來刻劃事件發(fā)生可能性大小的量化指標。 可靠度概念：可靠度概念：指產品在規(guī)定的使用條件下和規(guī)定時間內，完成規(guī)定功能的概率。記為

6、R（t） 假如完成規(guī)定功能的事件為A，A的概率為P（A）。則 R（t）= P（A）=P（Tt） 表示工作到t時刻仍完好的概率，即到t時刻的可靠度。 第4章 汽車可靠性理論基礎汽車維修與故障診斷2失效度（累積故障概率） 指產品在規(guī)定的條件下，在規(guī)定的時間內喪失規(guī)定功能（即發(fā)生故障）的概率。記為：F（t） 有： F（t）= P（A）=P（Tt） F（t）+ R（t）=1 R（t） F（t） F（t） R（t） t 第4章 汽車可靠性理論基礎汽車維修與故障診斷3故障概率密度函數(shù) f(t) 故障概率密度函數(shù)：產品的失效是隨機的，所以到達失效的時間T是一個隨機變量，不同產品、不同工作條件，T取值的統(tǒng)計規(guī)

7、律是不同的，若F（t）為產品失效的分布函數(shù)，假如F（t）是可微的，則稱： 為故障概率密度函數(shù)，記為：f（t）。 有： f（t）= 則： dF tdt（）( )dF tdt( )dR tdt0( )( )tF tf t dt0( )1( )( )ttR tf x dxf x dx 第4章 汽車可靠性理論基礎汽車維修與故障診斷4故障率函數(shù)(t) 故障率是反映產品已正常工作到某一個時刻后，單位時間內可能發(fā)生故障的概率。 故障率函數(shù)(t)是指產品使用到t時刻（或行程）為止尚未發(fā)生故障的條件下，在下一個單位時刻（或行程）內發(fā)生故障的條件概率。 設在規(guī)定條件下產品的壽命為T，其累積故障概率為F（t），故障

8、概率密度函數(shù)為f（t），t為規(guī)定的工作時間 ，則用“Tt ”表示“產品工作到時刻t尚未發(fā)生故障”事件， “tTt+t ”表示 “產品在（t，t+t）內失效”事件，于是“產品工作到t時刻后，在（t，t+t）內發(fā)生故障”的條件概率為P(tTt+t/Tt)，把此條件概率除以時間間隔t，就得到t時間內的平均故障率，當t 0就可得到t時刻的失效率 0(/( )limtP tTtt Ttt t) 第4章 汽車可靠性理論基礎汽車維修與故障診斷經推導： 為了便于理解故障率的物理含義，可用頻率來描述。 設在t0時刻有V個產品開始工作，t時刻的故障件數(shù)為Nf（t），則 t時刻仍在工作而未發(fā)生故障的殘存件數(shù)為NNf

9、（t），若在下一個 t內出現(xiàn)故障件數(shù)為 Nf（t），單位時間內的故障件數(shù)為 Nf（t）/ t，則：( )( )( )f ttR t( )( )( )fN tttNNt 第4章 汽車可靠性理論基礎汽車維修與故障診斷5汽車可靠性壽命 1）平均壽命是一個標志產品平均能工作多長時間的量，是整批產品的指標。 數(shù)學希望就是平均壽命 E(t)= 對于可修復產品：是指無故障工作時間的平均值 對于不可修復產品：是指產品的平均壽終時間0( )tft dt 第4章 汽車可靠性理論基礎汽車維修與故障診斷 2）可靠壽命 與特定可靠度對應的產品壽命，用tR表示。 對于一批產品，當給定時間t，可以確定相應的可靠度，反之，若

10、確定了可靠度。即可求出相應的壽命。（1）特征壽命 （） 可靠度 R(t) e-1 =36.8 的可靠壽命。（2）中位壽命 （ t0.5 ） 可靠度 R(t)50 的可靠壽命。（3）額定壽命 （ t0.9 ） 可靠度 R(t)90 的可靠壽命。 對于可靠度有一定要求的產品，工作到了可靠壽命tR時就要更換，否則就不能保證其可靠度。 第4章 汽車可靠性理論基礎汽車維修與故障診斷六、故障率函數(shù)曲線（六、故障率函數(shù)曲線（浴盆曲線） 汽車（大部分機械設備）的故障率函數(shù)曲線如下圖： 第4章 汽車可靠性理論基礎汽車維修與故障診斷 汽車不同的使用時期,故障規(guī)律不同、故障原因也不同，采取的措施應不同。 （一）早期

11、失效期（一）早期失效期 1 1、特點與對策、特點與對策 （1）故障率的基本規(guī)律 產品在剛開始投入使用時發(fā)生故障的可能性較大，失效率(t)隨時間的增長而逐漸下降。 （2）失效原因 多數(shù)是設計、制造、管理、檢驗及裝配不佳所致。 （3）應對措施 可通過強化試驗或磨合加以排除,防止造成惡性故障。 第4章 汽車可靠性理論基礎汽車維修與故障診斷 2、汽車走合期的特點、汽車走合期的特點 概念概念：汽車走合期是指新車或大修后剛運行階段，一般為1500至2500公里，由于零件沒有磨合良好，不能全負荷運行。 （1）零件磨損快。）零件磨損快。汽車制造精度越來越高，但加工精度有限、零件表面仍然相對較粗糙，加之零件表面

12、有較多的金屬顆粒脫落，將會使磨損加劇。 （2）故障較多。）故障較多。由于機件在加工、裝配時存在偏差，同時可能一些難以發(fā)現(xiàn)的隱患，在走合期間很可能出現(xiàn)機件松脫、卡死、發(fā)熱和滲漏等故障。 （3）潤滑油易變質。）潤滑油易變質。由于新零件配合間隙較小，溫升大，致使機油易氧化變質。加上較多的金屬?；烊霗C油，使機油質量下降。 （4）燃油消耗量大。）燃油消耗量大。為了保證走合期質量，要求發(fā)動機小負荷運行，同時，機件之間較大的磨擦阻力也使油耗增加。 第4章 汽車可靠性理論基礎汽車維修與故障診斷 3 3、走合期的使用、維護規(guī)定、走合期的使用、維護規(guī)定 負荷：負荷：減載、限速并選擇較好的道路運行；一般汽車按標準載

13、荷減少20%30%，并禁止拖帶掛車；半掛車按裝載質量標準減載25%-50%；各個檔位均須限速均須限速或發(fā)動機限速發(fā)動機限速。 駕駛員應嚴格按規(guī)范操作；駕駛員應嚴格按規(guī)范操作；汽車起步時不要猛轟油門，行駛中不應讓發(fā)動機轉速過高。嚴禁拆除柴油發(fā)動機限速裝置。 行車中應密切關注車輛運行狀況；行車中應密切關注車輛運行狀況；特別是機油壓力和發(fā)動機冷卻液的溫度，經常檢查變速器、后橋、輪轂的溫度，如果發(fā)現(xiàn)異常發(fā)熱現(xiàn)象，應及時找出原因，予以調整或維修。 第4章 汽車可靠性理論基礎汽車維修與故障診斷 認真做好日常維護；認真做好日常維護；經常檢查、緊固各外部螺栓、螺母，注意各總成在運行中的聲響和溫度變化，及時進行

14、調整； 不得擅自在非特約維修站進行維修或改裝、加不得擅自在非特約維修站進行維修或改裝、加裝附件；裝附件；如防盜器、中控門鎖、DVD、GPS等；否則，一旦出現(xiàn)質量糾紛，制造廠不負責。 走合期滿后，及時進行走合維護；走合期滿后，及時進行走合維護；應更換潤滑油，拆除限速器，進行全面調整、緊固，其作業(yè)項目參照制造廠的要求進行； 第4章 汽車可靠性理論基礎汽車維修與故障診斷( (二）偶然故障期二）偶然故障期 （正常使用期）（正常使用期）1、故障率函數(shù)基本規(guī)律 由于零件已經過了初期走合階段，零件表面質量、配合特性均達到最佳狀態(tài)，潤滑條件也得到相應改善，故失效率較低，且較穩(wěn)定，故障率(t)可近似看作常數(shù)。

15、第4章 汽車可靠性理論基礎汽車維修與故障診斷2、失效原因 (1)使用不當、操作疏忽、違反車輛使用、操作規(guī)程； 如：超速、超載運行 (2)未嚴格執(zhí)行定期檢測、強制維護、視情修理，致使車輛潤滑不良、冷卻不良、隱患擴大； 如：a）維修中未嚴格按照工藝規(guī)程，減項、漏項， b）車輛出現(xiàn)隱患、不易發(fā)現(xiàn)的故障或使用者認為是影響不大的故障，未及時修理。 第4章 汽車可靠性理論基礎汽車維修與故障診斷 c）更換的零配件質量（下圖）； 第4章 汽車可靠性理論基礎汽車維修與故障診斷 (3)車輛運行的外部條件惡劣，如：道路條件差、灰塵、高溫、低溫等。 (4)車輛使用的燃油、潤滑油（脂）不合格，引發(fā)故障。 第4章 汽車可

16、靠性理論基礎汽車維修與故障診斷3、特點 在偶然故障期其故障的發(fā)生是隨機性的，沒有一種特定的故障在起主導作用，正常工作期的故障為偶發(fā)故障，不好預防，不能用定期更換產生故障的零件來預防，主要應加強檢測、潤滑、緊固、檢查等措施，使有效壽命期內的故障盡可能低，延長有效壽命期。 第4章 汽車可靠性理論基礎汽車維修與故障診斷（三）耗損故障期（三）耗損故障期 1、故障率函數(shù)基本規(guī)律 其特點是產品的故障率迅速上升，很快出現(xiàn)產品故障大量增加直至最后報廢。 2、失效原因 這一階段產品的故障主要是由老化、疲勞、磨損、腐蝕、變形等耗損性因素引起的。通過對產品試驗數(shù)據(jù)分析，可以確定耗損階段的起始點，在耗損起始點到來之前

17、停止使用，對耗損的零件、部件予于維修、更換，可以降低產品的故障率，延長產品的使用壽命。 第4章 汽車可靠性理論基礎汽車維修與故障診斷3、措施 措施是適當?shù)臅r候進行汽車大修； 對于不可修復設備意味著壽命的結束。 確定汽車機件何時進入耗損故障期是汽車生產廠家確定定期更換易損件的理論根據(jù)。 第4章 汽車可靠性理論基礎汽車維修與故障診斷 “浴盆曲線”，揭示了汽車在不同時間段內故障的規(guī)律； 分析了不同階段失效的本質區(qū)別，為制定正確的故障預防、控制策略提供了理論依據(jù)和方法，它使控制過程既有階段性，又有相互聯(lián)系，協(xié)調發(fā)展的連貫性。 第4章 汽車可靠性理論基礎汽車維修與故障診斷第二節(jié) 汽車故障模式與失效規(guī)律一

18、、汽車故障的定義 用可靠性可靠性的觀點定義： 汽車不能以標準技術文件所規(guī)定的使用指標運行時，即為發(fā)生了故障。 如： 運行時噪聲和振動超過某一個極限值； CO、CO2、HC、NOx達不到規(guī)定值； 避免以汽車工作過程的破壞來定義故障的概念，而應該以工作能力下降來定義。 第4章 汽車可靠性理論基礎汽車維修與故障診斷二、汽車故障模式1、故障模式 故障模式是指由失效機理所顯示出來的各種失效現(xiàn)象或失效狀態(tài)。 (1)損壞型故障模式。 如：斷裂、碎裂、開裂、裂紋、點蝕、燒蝕、擊穿、變形、拉傷、龜裂、壓痕等。 第4章 汽車可靠性理論基礎汽車維修與故障診斷 (2)退化型故障模式。如：老化、變質、剝落、磨損。 (3)松脫型故障模式。如：松動、脫落等。 (4)失調型故障模式。 如：壓力過高或過低、行程失調、間隙過大或過小、干涉、卡滯等。 第4章 汽車可靠性理論基礎汽車維修與故障診斷 （5）堵塞與滲漏型故障模式。 如：堵塞、氣阻、漏油、漏水、漏氣、滲電、漏灰塵 （6）性能衰退或功能失效型故障模式 如：功能失效、性能失效、公害超標、異響、過熱 通過對故障模式的分析，可了解影響系統(tǒng)功能的關鍵性零部件的失效情況，從而在設計上考慮改進方法。 如：考慮新結構、改換材料、采用有儲備系統(tǒng)設計方案等以提高系統(tǒng)的可靠性。 這種分析稱為失效模式與分析