第一章汽车可靠性理论基础

第一章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。规定条件：工作条件、运行条件、维修条件。规定时间：是根据用户要求或设计目标决定的期限，可以是次数、周期、行驶里程、运行时间，如保用期、第一次大修里程、报废期等。规定功能：指达到设计制造要求或规定的工作性能目标，如设计任务书、使用说明书、订货合同及国家标准规定的各种功能和要求。汽车的可靠性指标可靠度；失效度；故障概率密度函数；故障率函数；平均寿命与可靠寿命；1、可靠度可靠度是指产品（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）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，记为F（t）。3、故障概率密度函数由于产品发生失效是随机的，所以寿命T是一个随机变量。若F（t）为产品失效的分布函数，如果F（t）是可微的，则称dF（t）/dt为“故障概率密度函数”，记为f（t）。4、故障率函数故障率函数λ（t）是指产品到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。故障率表示产品在整个寿命期内出现故障的可能性。故障率函数曲线描述了失效率随时间而变化的规律，分为早期失效期、偶然失效期、耗损失效期三个阶段。早期失效期：开始失效率较高，随着时间的推移，失效率逐渐降低。偶然失效期：失效率近似为常数，失效率低且性能稳定。耗损失效期：随着时间的推移，失效率急剧加大。5、平均寿命与可靠寿命平均寿命是产品最常用的可靠性指标。对可修复产品是指产品的平均故障间隔时间。对于不可修复产品，是指产品失效前平均工作时间。

第二节汽车故障类型

及故障分布规律故障及其分类1、故障：产品在使用过程中不能完成规定功能的现象。2、分类：（1）根据故障率函数特点：早期故障型；偶然故障型；耗损故障型。（2）根据故障的危害程度：致命故障；严重故障；一般故障和轻微故障。主要故障模式损坏型；退化型；松脱型；失调型；堵塞和渗漏型；丧失功能或性能衰退型。损坏型：零件本身损坏。如裂纹、断裂、烧蚀、击穿（绝缘）、龟裂、点蚀、磨损超限等。退化型：非金属零件，如橡胶油封、塑料零件的老化、润滑油变质、油漆老化脱落等。松脱型：连接件丧失原具有的紧固力。如螺栓、铆钉等连接件松动、焊接开焊等。失调型：（1）压力不当：如润滑油或压缩空气压力过高过低。（2）间隙不当：如配合间隙不符合技术要求。（3）行程不当：如踏板、操纵杆、方向盘等行程不符合技术要求。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.威布尔分布第三节

汽车可靠性数据的采集与分析汽车可靠性数据的采集1．可靠性试验的目的：可靠性试验是为了提高或确认产品的可靠性进行的试验的总称。其目的大体分为：为研制新产品、发现其弱点以改进设计；为确认零件的设计任务书；为接受产品和保证产品质量；为审查制造工艺的好坏等。2.可靠性试验分类按试验性质分为：寿命试验；临界试验；环境试验；使用试验。寿命试验是为确定产品寿命分布及特征值而进行的试验。寿命试验一般采用台架试验和试验场试验。为了缩短试验周期，一般都采用加速寿命试验。产品在规定的环境条件下进行非工作状态的存在试验称为贮存试验，如室温、高温或潮湿等。其目的是了解产品在特定的环境条件下贮存的可靠度。产品在规定的条件下作加负载的工作试验称为工作寿命试验。分为静态和动态两种。加速寿命试验是在既不改变产品的失效机理又不增加新的失效因素的前提下，提高试验应力，加速产品失效因素的作用，加速产品的失效过程，促使产品在短期内大量失效。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。如急转变、紧急制动、快速起步等。环境试验是产品在特定使用环境条件下进行