第一章汽車可靠性理論基礎(chǔ)

第一節(jié)汽車可靠性概述隨著現(xiàn)代生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，可靠性問題越來越受到重視，對(duì)汽車而言，其可靠性標(biāo)志著汽車在整個(gè)使用壽命周期內(nèi)保持所需質(zhì)量指標(biāo)的性能。由于汽車在整個(gè)壽命周期內(nèi)，因零件磨損、疲勞等而消耗在維修上的費(fèi)用往往是新車原值的4-6倍。而汽車的使用可靠性在很大程度上取決于汽車的正確使用與維修。汽車可靠性理論就是以概率論和數(shù)理統(tǒng)計(jì)等為理論基礎(chǔ)，以試驗(yàn)和調(diào)查數(shù)據(jù)為資料，以電子計(jì)算機(jī)為輔助手段，按照系統(tǒng)工程的分析方法，權(quán)衡經(jīng)濟(jì)得失，進(jìn)行精確設(shè)計(jì)，合理制造，正確的使用、維修和進(jìn)行科學(xué)管理，將汽車的可靠性提高到令人滿意的一門新興學(xué)科。可靠性是指產(chǎn)品在規(guī)定條件下和規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成規(guī)定功能的能力。它包括了產(chǎn)品的無故障性和耐久性。產(chǎn)品：整車、部件、零件。規(guī)定條件：工作條件、運(yùn)行條件、維修條件。規(guī)定時(shí)間：是根據(jù)用戶要求或設(shè)計(jì)目標(biāo)決定的期限，可以是次數(shù)、周期、行駛里程、運(yùn)行時(shí)間，如保用期、第一次大修里程、報(bào)廢期等。規(guī)定功能：指達(dá)到設(shè)計(jì)制造要求或規(guī)定的工作性能目標(biāo)，如設(shè)計(jì)任務(wù)書、使用說明書、訂貨合同及國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的各種功能和要求。汽車的可靠性指標(biāo)可靠度；失效度；故障概率密度函數(shù)；故障率函數(shù)；平均壽命與可靠壽命；1、可靠度可靠度是指產(chǎn)品（汽車）在規(guī)定的使用條件下和規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，完成規(guī)定功能的概率。可靠度是時(shí)間的函數(shù)，記作R（t），取值在0與1之間。2、失效度

（累積故障概率、不可靠度）產(chǎn)品在規(guī)定的條件下，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)喪失規(guī)定功能（即發(fā)生故障）的概率稱為累積故障概率或失效度，記為F（t）。3、故障概率密度函數(shù)由于產(chǎn)品發(fā)生失效是隨機(jī)的，所以壽命T是一個(gè)隨機(jī)變量。若F（t）為產(chǎn)品失效的分布函數(shù)，如果F（t）是可微的，則稱dF（t）/dt為“故障概率密度函數(shù)”，記為f（t）。4、故障率函數(shù)故障率函數(shù)λ（t）是指產(chǎn)品到t時(shí)刻為止尚未發(fā)生故障的條件下，在下一個(gè)單位時(shí)間內(nèi)發(fā)生故障的條件概率。故障率表示產(chǎn)品在整個(gè)壽命期內(nèi)出現(xiàn)故障的可能性。故障率函數(shù)曲線描述了失效率隨時(shí)間而變化的規(guī)律，分為早期失效期、偶然失效期、耗損失效期三個(gè)階段。早期失效期：開始失效率較高，隨著時(shí)間的推移，失效率逐漸降低。偶然失效期：失效率近似為常數(shù)，失效率低且性能穩(wěn)定。耗損失效期：隨著時(shí)間的推移，失效率急劇加大。5、平均壽命與可靠壽命平均壽命是產(chǎn)品最常用的可靠性指標(biāo)。對(duì)可修復(fù)產(chǎn)品是指產(chǎn)品的平均故障間隔時(shí)間。對(duì)于不可修復(fù)產(chǎn)品，是指產(chǎn)品失效前平均工作時(shí)間。

第二節(jié)汽車故障類型

及故障分布規(guī)律故障及其分類1、故障：產(chǎn)品在使用過程中不能完成規(guī)定功能的現(xiàn)象。2、分類：（1）根據(jù)故障率函數(shù)特點(diǎn)：早期故障型；偶然故障型；耗損故障型。（2）根據(jù)故障的危害程度：致命故障；嚴(yán)重故障；一般故障和輕微故障。主要故障模式損壞型；退化型；松脫型；失調(diào)型；堵塞和滲漏型；喪失功能或性能衰退型。損壞型：零件本身損壞。如裂紋、斷裂、燒蝕、擊穿（絕緣）、龜裂、點(diǎn)蝕、磨損超限等。退化型：非金屬零件，如橡膠油封、塑料零件的老化、潤滑油變質(zhì)、油漆老化脫落等。松脫型：連接件喪失原具有的緊固力。如螺栓、鉚釘?shù)冗B接件松動(dòng)、焊接開焊等。失調(diào)型：（1）壓力不當(dāng)：如潤滑油或壓縮空氣壓力過高過低。（2）間隙不當(dāng)：如配合間隙不符合技術(shù)要求。（3）行程不當(dāng)：如踏板、操縱桿、方向盤等行程不符合技術(shù)要求。堵塞或滲漏型：如管路中有異物阻擋或油路有汽化現(xiàn)象產(chǎn)生使液體或氣體不能流動(dòng)或流動(dòng)不暢；或密封失效導(dǎo)致漏油、漏水、漏氣現(xiàn)象產(chǎn)生。喪失功能或性能衰退型：整車或總成功能完全喪失。（1）喪失功能：如喇叭不響、離合器打滑、制動(dòng)失靈等。（2）性能衰退：如動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性下降。（3）異響型：如發(fā)動(dòng)機(jī)或傳動(dòng)系各總成發(fā)出不正常的響聲。（4）過熱型：如發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱等油液超過正常工作溫度。汽車可靠性研究中的故障分布確定汽車的故障分布是可靠性研究的基本內(nèi)容之一，它能很好地描述隨機(jī)變量的性質(zhì)，揭示其內(nèi)在規(guī)律。判定隨機(jī)變量的分布類型及表征這些分布的相應(yīng)參數(shù)值，可為產(chǎn)品可靠性的評(píng)價(jià)和改進(jìn)提供依據(jù)。汽車上常用的幾種連續(xù)型隨機(jī)變量的故障分布：1.指數(shù)分布2.正態(tài)分布3.威布爾分布第三節(jié)

汽車可靠性數(shù)據(jù)的采集與分析汽車可靠性數(shù)據(jù)的采集1．可靠性試驗(yàn)的目的：可靠性試驗(yàn)是為了提高或確認(rèn)產(chǎn)品的可靠性進(jìn)行的試驗(yàn)的總稱。其目的大體分為：為研制新產(chǎn)品、發(fā)現(xiàn)其弱點(diǎn)以改進(jìn)設(shè)計(jì)；為確認(rèn)零件的設(shè)計(jì)任務(wù)書；為接受產(chǎn)品和保證產(chǎn)品質(zhì)量；為審查制造工藝的好壞等。2.可靠性試驗(yàn)分類按試驗(yàn)性質(zhì)分為：壽命試驗(yàn)；臨界試驗(yàn)；環(huán)境試驗(yàn)；使用試驗(yàn)。壽命試驗(yàn)是為確定產(chǎn)品壽命分布及特征值而進(jìn)行的試驗(yàn)。壽命試驗(yàn)一般采用臺(tái)架試驗(yàn)和試驗(yàn)場(chǎng)試驗(yàn)。為了縮短試驗(yàn)周期，一般都采用加速壽命試驗(yàn)。產(chǎn)品在規(guī)定的環(huán)境條件下進(jìn)行非工作狀態(tài)的存在試驗(yàn)稱為貯存試驗(yàn)，如室溫、高溫或潮濕等。其目的是了解產(chǎn)品在特定的環(huán)境條件下貯存的可靠度。產(chǎn)品在規(guī)定的條件下作加負(fù)載的工作試驗(yàn)稱為工作壽命試驗(yàn)。分為靜態(tài)和動(dòng)態(tài)兩種。加速壽命試驗(yàn)是在既不改變產(chǎn)品的失效機(jī)理又不增加新的失效因素的前提下，提高試驗(yàn)應(yīng)力，加速產(chǎn)品失效因素的作用，加速產(chǎn)品的失效過程，促使產(chǎn)品在短期內(nèi)大量失效。臨界試驗(yàn)是為了進(jìn)一步找出作為安全零件的弱點(diǎn)，進(jìn)行強(qiáng)制性破壞試驗(yàn)，施以破壞性應(yīng)力，以證實(shí)實(shí)際使用中若發(fā)生最大應(yīng)力時(shí)，零件是否具有充分的強(qiáng)度。如急轉(zhuǎn)變、緊急制動(dòng)、快速起步等。環(huán)境試驗(yàn)是產(chǎn)品在特定使用環(huán)境條件下進(jìn)行