汽车维修理论基础课件

1汽车维修工程1汽车维修工程2第一章汽车维修理论基础1.1汽车维修思想及分类1.2汽车可靠性理论1.3汽车的维修性及有效性2第一章汽车维修理论基础1.1汽车维修思想及分类1.1.1汽车维修基本概念

维修是为保持或恢复工程系统在其规定的技术状态所进行的全部活动。维修贯穿于设备使用的全过程，包括技术性活动和管理性活动。

汽车维修是为保持或恢复汽车在其规定的技术状态所进行的全部活动。包括汽车维护和修理。

汽车维修的直接目的是保持汽车处在规定的技术状态，预防功能退化和故障及其后果，当其状态受到破坏后，时期恢复到规定状态。1.1汽车维修思想及分类1.1.1汽车维修基本概念1.1汽车维修思想及分类1.1.2现代汽车维修思想

维修思想，又称维修原理，就是从总体上对汽车维修保障工作的概要说明，是关于汽车维修保障的总体规划。1.1汽车维修思想及分类1.1.2现代汽车维修思想1.1汽车维修思想及分类RCM（以可靠性为中心的维修）维修思想，是一种用于确保任一设备在现行使用环境下保持实现其设计功能的状态所必须的活动的方法。

其最大的特点：从故障后果的严重程度出发，尽可能避免或至少可减轻故障后果，改变了过去那种根据设备故障的技术特性对故障本身进行预防的传统观念。

其分析的要点：以故障模式和故障影响分析为基础，以维修工作的适用性、有效性和经济性为决断准则，通过逻辑决断分析来确定设备的各种部件是否需要进行预防性维修工作，并确定工作类型、间隔期和维修级别。1.1汽车维修思想及分类RCM（以可靠性为中心的维修）维修思想，是一种用于确保任1.1.3汽车维修方式汽车维修按维修方式来分，可分为预防性维修和基于故障（事后）维修。1.1汽车维修思想及分类1.1.3汽车维修方式1.1汽车维修思想及分类（1）事后维修方式

1）事后维修方式的概念

定义：由于未采取预防性维修或由于预防性维修中没有暴露出的问题而导致系统或设备故障之后所采取的补救措施，用来使系统或设备经修理后恢复至正常工作状态。

事后维修针对的是设备的功能故障或设备的意外停机，所采取的措施是非计划性的、对汽车的安全和使用不构成影响。1.1汽车维修思想及分类（1）事后维修方式1.1汽车维修思想及分类通常在下列情形中采用事后维修策略：①当对汽车故障的过程和故障结果了解的不是很清楚时，通常要等到出现故障后才设法纠正，即采用事后维修策略。②汽车的故障率单调递减，或为常数，或虽然故障率单调递增，但事后维修成本明显小于预防性维修成本，在这些情况下，使用预防性维修不具有优势。③对于维修工作复杂而且维修性差的情形，通常归类于“未完成维修”。此时，早期更换会引起额外的故障，因此通常采用事后维修策略。1.1汽车维修思想及分类通常在下列情形中采用事后维修策略：1.1汽车维修思2）事后维修策略的优缺点

优点：事后维修不需要提前做计划，降低了成本；信息搜集，基于非重要汽车部件的失效情况，就可以得到使用同样部件的重要汽车的可靠性数据；因早期故障率较低，可以不进行使设备恢复如新的预定维修。

缺点：安全风险，失效经常没有预兆；停工期无法控制，会造成大的生产损失；一个部件的失效会引起对其他部件的二次损伤，可能引起更长的修理时间；因失效无法预测，需大批的备件；为能继续生产，需要冗余设计；为能快速起作用，需一个大的备用维修组。1.1汽车维修思想及分类2）事后维修策略的优缺点1.1汽车维修思想及分类（2）基于时间的（定时）汽车维修方式

1）优点

故障数量减少，缩短了停工时间；劳动力更经济；可提前做好维修计划；提高安全和质量状态；降低汽车的不合格率、返工率及废料生产；通过减少二次损伤，减少修理成本；减少加班成本，更经济使用维修工人。2）缺点

维修活动增多，成本提高；进行了不必要的维修；只适用于劣化与寿命有关的情况；在定时维修中，有损坏相邻部件的风险；不能实现使汽车恢复如新的预防性维修。1.1汽车维修思想及分类（2）基于时间的（定时）汽车维修方式1.1汽车维修思想（3）基于状态的（视情）汽车维修方式

视情维修是指经过一定的时间间隔后，将观察到的汽车运行状态与适用的标准进行比较的工作。

工作的结果可以是汽车能继续使用到下一个检查期或重新加工后使用，也可以是汽车零部件的更换或报废。1.1汽车维修思想及分类（3）基于状态的（视情）汽车维修方式1.1汽车维修思想（1）视情维修优点最大化汽车部件的可用性，降低了停产时间；能分析失效原因；减少了二次损伤；能延长个体寿命；维修能提前计划；降低了汽车的不合格率、返工率及废料产生；提高了期望寿命；减少加班成本，更经济使用维修工人。（2）视情维修缺点

针对监控、温度记录和油液分析需要专门的设备和训练。公司必须仔细选择正确的技术。趋势的形成需要一段时间，需要评估汽车的状态；费用高；需要培训专门人员。1.1汽车维修思想及分类（1）视情维修优点1.1汽车维修思想及分类1.1.4汽车维修目的及内容

维修的前提：汽车出现或即将出现故障，需要维修；汽车具备再制造性功能，可以维修。

汽车维修的目的就是为了恢复汽车使用性能、延长汽车使用寿命、保持社会运力功能的正常进行。

（1）汽车的磨损

汽车的磨损状况可以用磨损率来进行定量评价。

汽车磨损率，指单位行程或时间的磨损量。1.1汽车维修思想及分类1.1.4汽车维修目的及内容1.1汽车维修思想及分（2）汽车的损坏

汽车的损坏是指汽车或零件的完好技术状况遭到破坏，使汽车部分或完全丧失工作能力的现象。

造成汽车损坏的主要原因：①汽车遭受到超过技术文件规定许可的外因作用。②自身的老化、疲劳、变形。③非正常磨损。（3）汽车故障的类别及表现形式1）故障类别2）主要表现形式1.1汽车维修思想及分类（2）汽车的损坏1.1汽车维修思想及分类1.1汽车维修思想及分类1.1.5汽车维修内容与特点（1）传统汽车维修的内容与特点

以机械修理为核心、以定性分析为基础，手工操作技艺。（2）现代汽车维修的内容及特点

以各种机、电、液一体化检测设备及诊断系统作为维修作业的核心与基础。故障分析以定量分析为基础，配以必要的人工经验检查。1.1汽车维修思想及分类1.1.5汽车维修内容与特一、可靠性历史1.摇篮期：始于第二次世界大战2.奠基期：20世纪50年代3.普及期：1960年以后4.成熟期：20世纪70年代二、可靠性定义

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1.2汽车可靠性理论一、可靠性历史1.2汽车可靠性理论三、可靠性的衡量指标1.可靠度R(t)

产品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。

设事件为A，其概率为P(A)，则R(t)=P(A)0≤P(A)≤12.失效度F(t)三、可靠性的衡量指标183.故障概率密度函数

失效率对时间的分布函数，称为故障概率密度函数，记作f(t)。

则

183.故障概率密度函数194.故障率函数

（1）概念

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，记为λ(t)，可以表述产品在整个寿命期内出现故障的可能性。

产品工作到t时刻后，在(tt+△t)内发生故障的概率为：再除以△t，得△t时间内的平均故障率。

当△t趋于0时，得到t时刻的失效率，即

194.故障率函数20（2）故障率函数与其他函数的关系1）与失效分布密度函数f(t)的关系2）与可靠度函数R(t)的关系3）与失效概率分布函数F(t)的关系

20（2）故障率函数与其他函数的关系21（3）故障率函数曲线（浴盆曲线）1）早期失效期(DFR)

特征：开始失效率较高，随时间推移，失效率逐渐降低。2）偶然失效期(CFR)

特征：失效率近似等于常数，失效率低且性能稳定。3）耗损失效期(IFR)

特征：随时间的增长，失效率急剧加大。

21（3）故障率函数曲线（浴盆曲线）225.平均寿命与可靠寿命

（1）平均寿命

指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。

MTBF

MTTF

（2）可靠寿命tR

1）特征寿命：R=exp(-1)=36.8%的可靠寿命2）中位寿命：R=50%的可靠寿命，记作t0.5。3）额定寿命：R(t)=90%的可靠寿命，记作t0.9。

225.平均寿命与可靠寿命汽车可靠性研究中所用的理论概率分布类型很多，常用的分布有指数分布、正态分布和威布尔分布等。威布尔分布是应用最广泛的可靠度函数，具有很好的兼容性，可将常见的正态分布、指数分布等都容纳在内。汽车可靠性常用分布函数汽车可靠性研究中所用的理论概率分布类型很多，常用的分汽车可靠性研究中的威布尔分布及应用1.威布尔分布的定义

完整的威布尔分布由三个参数决定

可靠度：

R(t)=exp[-(t-r)m/t0]

失效度：F(t)=1-exp[-(t-r)m/t0]

故障概率密度函数：f(t)=[m(t-r)m-1/t0]exp[-(t-r)m/t0]

故障率：λ

(t)=f(t)/R(t)=m(t-r)m-1/t0

式中：m—形状参数

t0—尺度参数

r—位置参数

在实际工程问题中，位置参数r常为0，所以可以简化为两参数的分布。

形状参数m影响分布函数曲线的形状特征。汽车可靠性研究中的威布尔分布及应用2.威布尔分布参数的意义

（1）形状参数m取不同的值，威布尔分布曲线的形状也随之变化。

m<1

早期失效过程的特征，DFR型m=1

随机失效过程的特征，CFR型m>1

耗损失效过程的特征，IFR型（2）尺度参数t0不影响曲线变化的形状和位置，致使改变曲线纵横坐标的标尺。

（3）位置参数r只改变曲线起点的位置。2.威布尔分布参数的意义3.威布尔分布的应用1）B10寿命：累计失效概率等于10%时的寿命2）特征寿命：可靠度为36.8%时的寿命

3）中位寿命：可靠度为50%时的寿命3.威布尔分布的应用1.3汽车的维修性及有效性1.3.1维修度

定义：汽车或总成在规定的条件下使用，在规定的时间内，按规定程序和方法进行维修时，保持或恢复到能完成规定功能能力的概率。（1）维修度M(t)

汽车或总成从维修开始到结束所经历的时间为规定维修时间，以t表示。将汽车总成等在维修时间所服从的分布称为维修分布，记为G(t),实际维修所用时间为ξ，则在t时刻完成维修的概论为1.3汽车的维修性及有效性1.3.1维修度1.3汽车的维修性及有效性若t为连续型随机变量，则存在维修的概率密度函数m(t)

。则有

若维修度记为M(t)，则有

M(t)是递增函数，随维修时间的增长而增长。1.3汽车的维修性及有效性若t为连续型随机变量1.3汽车的维修性及有效性（2）平均修复时间

表示修复时间的平均值。1.3汽车的维修性及有效性（2）平均修复时间1.3汽车的维修性及有效性（3）修复率

修复率是指修理的时间已达到某时刻但尚未修复的汽车或总成，在该时刻后的单位时间内完成修理的概率，记为e(t)。1.3汽车的维修性及有效性（3）修复率1.3汽车的维修性及有效性1.3.2汽车的有效度

有效度又称可用度，是指汽车、总成在任一时刻能维持规定功能的概率，是一个综合反映汽车可靠性与维修性的指标。

设汽车或总成的状态D(t)=0时，为正常状态；D(t)=1时，为故障状态。

有效度可表示为1.3汽车的维修性及有效性1.3.2汽车的有效度1.3汽车的维修性及有效性

A(t)由汽车的可靠度和维修度来决定，三者之间的关系为

（1）固有有效度（2）可达有效度（3）工作有效度1.3汽车的维修性及有效性A(t)由汽车的可靠度和33汽车维修工程1汽车维修工程34第一章汽车维修理论基础1.1汽车维修思想及分类1.2汽车可靠性理论1.3汽车的维修性及有效性2第一章汽车维修理论基础1.1汽车维修思想及分类1.1.1汽车维修基本概念

维修是为保持或恢复工程系统在其规定的技术状态所进行的全部活动。维修贯穿于设备使用的全过程，包括技术性活动和管理性活动。

汽车维修是为保持或恢复汽车在其规定的技术状态所进行的全部活动。包括汽车维护和修理。

汽车维修的直接目的是保持汽车处在规定的技术状态，预防功能退化和故障及其后果，当其状态受到破坏后，时期恢复到规定状态。1.1汽车维修思想及分类1.1.1汽车维修基本概念1.1汽车维修思想及分类1.1.2现代汽车维修思想

维修思想，又称维修原理，就是从总体上对汽车维修保障工作的概要说明，是关于汽车维修保障的总体规划。1.1汽车维修思想及分类1.1.2现代汽车维修思想1.1汽车维修思想及分类RCM（以可靠性为中心的维修）维修思想，是一种用于确保任一设备在现行使用环境下保持实现其设计功能的状态所必须的活动的方法。

其最大的特点：从故障后果的严重程度出发，尽可能避免或至少可减轻故障后果，改变了过去那种根据设备故障的技术特性对故障本身进行预防的传统观念。

其分析的要点：以故障模式和故障影响分析为基础，以维修工作的适用性、有效性和经济性为决断准则，通过逻辑决断分析来确定设备的各种部件是否需要进行预防性维修工作，并确定工作类型、间隔期和维修级别。1.1汽车维修思想及分类RCM（以可靠性为中心的维修）维修思想，是一种用于确保任1.1.3汽车维修方式汽车维修按维修方式来分，可分为预防性维修和基于故障（事后）维修。1.1汽车维修思想及分类1.1.3汽车维修方式1.1汽车维修思想及分类（1）事后维修方式

1）事后维修方式的概念

定义：由于未采取预防性维修或由于预防性维修中没有暴露出的问题而导致系统或设备故障之后所采取的补救措施，用来使系统或设备经修理后恢复至正常工作状态。

事后维修针对的是设备的功能故障或设备的意外停机，所采取的措施是非计划性的、对汽车的安全和使用不构成影响。1.1汽车维修思想及分类（1）事后维修方式1.1汽车维修思想及分类通常在下列情形中采用事后维修策略：①当对汽车故障的过程和故障结果了解的不是很清楚时，通常要等到出现故障后才设法纠正，即采用事后维修策略。②汽车的故障率单调递减，或为常数，或虽然故障率单调递增，但事后维修成本明显小于预防性维修成本，在这些情况下，使用预防性维修不具有优势。③对于维修工作复杂而且维修性差的情形，通常归类于“未完成维修”。此时，早期更换会引起额外的故障，因此通常采用事后维修策略。1.1汽车维修思想及分类通常在下列情形中采用事后维修策略：1.1汽车维修思2）事后维修策略的优缺点

优点：事后维修不需要提前做计划，降低了成本；信息搜集，基于非重要汽车部件的失效情况，就可以得到使用同样部件的重要汽车的可靠性数据；因早期故障率较低，可以不进行使设备恢复如新的预定维修。

缺点：安全风险，失效经常没有预兆；停工期无法控制，会造成大的生产损失；一个部件的失效会引起对其他部件的二次损伤，可能引起更长的修理时间；因失效无法预测，需大批的备件；为能继续生产，需要冗余设计；为能快速起作用，需一个大的备用维修组。1.1汽车维修思想及分类2）事后维修策略的优缺点1.1汽车维修思想及分类（2）基于时间的（定时）汽车维修方式

1）优点

故障数量减少，缩短了停工时间；劳动力更经济；可提前做好维修计划；提高安全和质量状态；降低汽车的不合格率、返工率及废料生产；通过减少二次损伤，减少修理成本；减少加班成本，更经济使用维修工人。2）缺点

维修活动增多，成本提高；进行了不必要的维修；只适用于劣化与寿命有关的情况；在定时维修中，有损坏相邻部件的风险；不能实现使汽车恢复如新的预防性维修。1.1汽车维修思想及分类（2）基于时间的（定时）汽车维修方式1.1汽车维修思想（3）基于状态的（视情）汽车维修方式

视情维修是指经过一定的时间间隔后，将观察到的汽车运行状态与适用的标准进行比较的工作。

工作的结果可以是汽车能继续使用到下一个检查期或重新加工后使用，也可以是汽车零部件的更换或报废。1.1汽车维修思想及分类（3）基于状态的（视情）汽车维修方式1.1汽车维修思想（1）视情维修优点最大化汽车部件的可用性，降低了停产时间；能分析失效原因；减少了二次损伤；能延长个体寿命；维修能提前计划；降低了汽车的不合格率、返工率及废料产生；提高了期望寿命；减少加班成本，更经济使用维修工人。（2）视情维修缺点

针对监控、温度记录和油液分析需要专门的设备和训练。公司必须仔细选择正确的技术。趋势的形成需要一段时间，需要评估汽车的状态；费用高；需要培训专门人员。1.1汽车维修思想及分类（1）视情维修优点1.1汽车维修思想及分类1.1.4汽车维修目的及内容

维修的前提：汽车出现或即将出现故障，需要维修；汽车具备再制造性功能，可以维修。

汽车维修的目的就是为了恢复汽车使用性能、延长汽车使用寿命、保持社会运力功能的正常进行。

（1）汽车的磨损

汽车的磨损状况可以用磨损率来进行定量评价。

汽车磨损率，指单位行程或时间的磨损量。1.1汽车维修思想及分类1.1.4汽车维修目的及内容1.1汽车维修思想及分（2）汽车的损坏

汽车的损坏是指汽车或零件的完好技术状况遭到破坏，使汽车部分或完全丧失工作能力的现象。

造成汽车损坏的主要原因：①汽车遭受到超过技术文件规定许可的外因作用。②自身的老化、疲劳、变形。③非正常磨损。（3）汽车故障的类别及表现形式1）故障类别2）主要表现形式1.1汽车维修思想及分类（2）汽车的损坏1.1汽车维修思想及分类1.1汽车维修思想及分类1.1.5汽车维修内容与特点（1）传统汽车维修的内容与特点

以机械修理为核心、以定性分析为基础，手工操作技艺。（2）现代汽车维修的内容及特点

以各种机、电、液一体化检测设备及诊断系统作为维修作业的核心与基础。故障分析以定量分析为基础，配以必要的人工经验检查。1.1汽车维修思想及分类1.1.5汽车维修内容与特一、可靠性历史1.摇篮期：始于第二次世界大战2.奠基期：20世纪50年代3.普及期：1960年以后4.成熟期：20世纪70年代二、可靠性定义

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1.2汽车可靠性理论一、可靠性历史1.2汽车可靠性理论三、可靠性的衡量指标1.可靠度R(t)

产品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。

设事件为A，其概率为P(A)，则R(t)=P(A)0≤P(A)≤12.失效度F(t)三、可靠性的衡量指标503.故障概率密度函数

失效率对时间的分布函数，称为故障概率密度函数，记作f(t)。

则

183.故障概率密度函数514.故障率函数

（1）概念

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，记为λ(t)，可以表述产品在整个寿命期内出现故障的可能性。

产品工作到t时刻后，在(tt+△t)内发生故障的概率为：再除以△t，得△t时间内的平均故障率。

当△t趋于0时，得到t时刻的失效率，即

194.故障率函数52（2）故障率函数与其他函数的关系1）与失效分布密度函数f(t)的关系2）与可靠度函数R(t)的关系3）与失效概率分布函数F(t)的关系

20（2）故障率函数与其他函数的关系53（3）故障率函数曲线（浴盆曲线）1）早期失效期(DFR)

特征：开始失效率较高，随时间推移，失效率逐渐降低。2）偶然失效期(CFR)

特征：失效率近似等于常数，失效率低且性能稳定。3）耗损失效期(IFR)

特征：随时间的增长，失效率急剧加大。

21（3）故障率函数曲线（浴盆曲线）545.平均寿命与可靠寿命

（1）平均寿命

指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。

MTBF

MTTF

（2）可靠寿命tR

1）特征寿命：R=exp(-1)=36.8%的可靠寿命2）中位寿命：R=50%的可靠寿命，记作t0.5。3）额定寿命：R(t)=90%的可靠寿命，记作t0.9。

225.平均寿命与可靠寿命汽车可靠性研究中所用的理论概率分布类型很多，常用的分布有指数分布、正态分布和威布尔分布等。威布尔分布是应用最广泛的可靠度函数，具有很好的兼容性，可将常见的正态分布、指数分布等都容纳在内。汽车可靠性常用分布函数汽车可靠性研究中所用的理论概率分布类型很多，常用的分汽车可靠性研究中的威布尔分布及应用1.威布尔分布的定义

完整的威布尔分布由三个参数决定

可靠度：

R(t)=exp[-(t-r)m/t0]

失效度：F(t)=1-exp[-(t-r)m/t0]

故障概率密度函数：f(t)=[m(t-r)m-1/t0]exp[-(t-r)m/t0]

故障率：λ

(t)=f(t)/R(t)=m(t-r)m-1/t0

式中：m—形状参数

t0—尺度参数

r—位置参数

在实际工程问题中，位置参数r常为0，所以可以简化为两参数的分布。

形状参数m影响分布函数曲线的形状特征。汽车可靠性研究中的威布尔分布及应用2.威布尔分布参数的意义

（1）形状参数m取不同的