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文檔簡介

1、汽車的可靠性 1 可靠性的定義 廣義可靠性由三大要素構(gòu)成:可靠性、耐久性和維修性。通常所說的可靠與不可靠,只是對汽車本身的質(zhì)量而言。1.1 可靠性汽車的可靠性是指汽車產(chǎn)品在規(guī)定的使用條件下和規(guī)定的時間內(nèi),完成規(guī)定功能的能力。 汽車可靠性包括四個因素:汽車產(chǎn)品、規(guī)定條件、規(guī)定時間和規(guī)定功能。汽車產(chǎn)品是指汽車整車、總成或零部件,它們都是汽車可靠性研究的對象。 規(guī)定條件是指規(guī)定的汽車產(chǎn)品工作條件,它包括:氣候情況、道路狀況、地理位置等環(huán)境條件,載荷性質(zhì)、載荷種類、行駛速度等運行條件,維修方式、維修水平、維修制度等維修條件,存放環(huán)境、管理水平、駕駛技術(shù)等管理條件。規(guī)定時間是指規(guī)定的汽車產(chǎn)品使用時間,它

2、可以是時間單位(小時、天數(shù)、月數(shù)、年數(shù)),也可以是行駛里程數(shù)、工作循環(huán)次數(shù)等。在汽車工程中,保修期、第一次大修里程、報廢周期都是重要的特征時間。規(guī)定功能是指汽車設(shè)計任務(wù)書、使用說明書、訂貨合同及國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的各種功能和性能要求。不能完成規(guī)定功能就是不可靠,稱之為發(fā)生了故障或失效。 根據(jù)故障的危害程度不同汽車故障通常分類:1)致命故障。指危及人身安全、引起主要總成報廢、造成重大經(jīng)濟損失、對周圍環(huán)境造成嚴(yán)重危害的故障。 2)嚴(yán)重故障。指引起主要零部件或總成損壞、影響行駛安全、不能用易損備件和隨車工具在短時間(30min)內(nèi)排除的故障。 3)一般故障。指不影響行駛安全的非主要零部件故障,可用易損備件

3、和隨車工具在短時間(30min)內(nèi)排除。 4)輕微故障。指對汽車正常運行基本沒有影響,不需要更換零部件,可用隨車工具(5min內(nèi))較容易排除的故障。1.2 汽車的耐久性:是指汽車進入極限技術(shù)狀態(tài)之前,經(jīng)預(yù)防維修(不更換主要總成和大修)維持工作能力的性能。1.3維修性:是指在規(guī)定條件下使用的產(chǎn)品,在規(guī)定時間內(nèi)按規(guī)定的程序和方法進行維修時,保持或恢復(fù)到能完成規(guī)定功能的能力。1.4 汽車的使用期限:是指新車開始使用直至報廢為止的使用延續(xù)時間(或行程)。使用期限分為技術(shù)使用期限、經(jīng)濟使用期限和合理使用期限。2 可靠性的評價指標(biāo)對產(chǎn)品進行可靠性評價時,可將產(chǎn)品分為可修產(chǎn)品和不可修產(chǎn)品兩種類型。2.1 不

4、可修產(chǎn)品的可靠性評價不可修產(chǎn)品是指在使用中一旦發(fā)生故障,其壽命即告終結(jié)的產(chǎn)品。當(dāng)然,不可修是相對的,更多是指實際上沒有修理價值和修理后不能完全恢復(fù)功能的產(chǎn)品,如汽車上的油封、軸承、齒輪、皮帶、燈泡等,即使是整車達(dá)到一定行駛里程后,也可視為不可修產(chǎn)品。 不可修產(chǎn)品是通過其壽命的統(tǒng)計對其可靠性進行評價的。主要評價指標(biāo)有可靠度、不可靠度、失效概率密度、故障率、平均壽命等。2.1.1 可靠度 產(chǎn)品在規(guī)定的條件下、在規(guī)定的時間內(nèi),完成規(guī)定功能的概率,稱為可靠度。產(chǎn)品在規(guī)定時間t內(nèi)能否完成規(guī)定功能,取決于產(chǎn)品的固有壽命T;只有Tt時,該產(chǎn)品才能可靠地完成規(guī)定功能。2.1.2 不可靠度又稱失效概率。它是指產(chǎn)

5、品在規(guī)定的條件下,在規(guī)定的時間內(nèi),不能完成規(guī)定功能的概率,用F(t)表示。當(dāng)產(chǎn)品的固有壽命小于或等于規(guī)定時間,即Tt時,該產(chǎn)品將隨機地在規(guī)定時間內(nèi)的某一時刻發(fā)生失效(即發(fā)生故障),不能繼續(xù)完成規(guī)定的功能。隨著時間的增長,產(chǎn)品的可靠度越來越低,直到最終完全失效;而隨著時間的增長,產(chǎn)品的不可靠度越大,即發(fā)生失效的可能性越大。 2.1.3 故障率故障率,又稱失效率。它是指產(chǎn)品在規(guī)定條件下,在規(guī)定時間內(nèi),產(chǎn)品的故障總數(shù)與壽命單位總數(shù)之比率,用(t)表示。電子產(chǎn)品的故障率曲線多呈浴盆狀,因此又常將故障率曲線稱為浴盆曲線。機械產(chǎn)品的故障率曲線一般隨時間的增長而增大。故障率曲線可將故障分為三個時期:早期故障

6、期、偶然故障期和耗損故障期。早期故障期,因為產(chǎn)品中有不合格產(chǎn)品,故障率較高,但隨時間的推移,不合格品被淘汰,故障率逐漸下降;加強產(chǎn)品生產(chǎn)過程中的質(zhì)量管理,提高裝配質(zhì)量,是提高早期故障期可靠性的有效措施。偶然故障期的故障率低且穩(wěn)定,發(fā)生故障是偶然的,何時發(fā)生也無法預(yù)測,因此提高此時期內(nèi)的可靠性也無具體措施。產(chǎn)品進入耗損故障期后,由于產(chǎn)品已接近或達(dá)到設(shè)計壽命,隨時間的增長,故障率明顯長高;提高此時期內(nèi)整個系統(tǒng)的可靠性,就必須在進入耗損故障期之前,更換零件進行預(yù)防性的維修。故障率表示汽車產(chǎn)品在使用中發(fā)生故障的頻繁程度,通常用每1000h或每1000km的百分?jǐn)?shù)來表示。2.1.4 平均壽命對不可修產(chǎn)品

7、,平均壽命是指從開始投入使用到發(fā)生失效(故障)的平均工作時間,即平均無故障工作時間,用MTBF表示。 平均壽命一般通過可靠性試驗進行估算。如抽取n個產(chǎn)品進行可靠性試驗,每個產(chǎn)品的試驗都是到其失效為止,第i個產(chǎn)品的試驗時間為t,則該產(chǎn)品的平均壽命為 在進行可靠性試驗時,有時為節(jié)約時間和經(jīng)費,試驗不做到全部抽樣產(chǎn)品失效,即做到某個規(guī)定的程度就截止試驗,稱為截尾試驗。截尾試驗可分為定時截尾試驗和定數(shù)截尾試驗。 定時截尾試驗的規(guī)則是:先規(guī)定一個時間t。,試驗做到t。時,不發(fā)生失效則終止試驗。如果抽取n個產(chǎn)品進行可靠性試驗,試驗做到t。時,有r個產(chǎn)品失效,第i個失效產(chǎn)品的試驗時間為ti,則該產(chǎn)品的平均壽

8、命為定數(shù)截尾試驗的規(guī)則是:先規(guī)定一個失效數(shù)r,試驗做到第r個產(chǎn)品失效時,則終止試驗。如果進行可靠性試驗抽取的產(chǎn)品數(shù)為n個,第r個失效的試驗時間為tr,第i個失效產(chǎn)品的試驗時間為ti,則該產(chǎn)品的平均壽命為2.2 可修產(chǎn)品的可靠性評價發(fā)生故障后,通過維修可恢復(fù)其規(guī)定功能的產(chǎn)品,稱為可修產(chǎn)品??尚蕻a(chǎn)品一般都是結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價格昂貴的產(chǎn)品,用兩次故障之間的間隔時間的隨機變化情況,以及維修過程的統(tǒng)計量對其可靠性進行評價。常用的評價指標(biāo)有平均故障間隔里程、平均首次故障里程、當(dāng)量故障率、加權(quán)分值等。2.2.1平均故障間隔里程(MTBF)汽車一般情況下屬可修產(chǎn)品,其平均故障間隔里程與可修產(chǎn)品的平均壽命含義類似,平

9、均壽命以時間“h”為單位,而平均間隔里程是以行駛里程“km”為單位。平均故障間隔里程可定義為汽車平均無故障行駛的里程,采用規(guī)定里程的截尾試驗方法進行統(tǒng)計估算,公式如下:MTBF=S/ r式中:S一試驗總里程,S=試驗車輛數(shù)×規(guī)定的試驗里程,km; r全部試驗車輛發(fā)生故障的總次數(shù)。輕微故障不計算在內(nèi),僅計算致命故障、嚴(yán)重故障和一般故障的總次數(shù)。 2.2.2平均首次故障里程(MTTFF)指汽車投入使用后第一次發(fā)生故障前,平均無故障行駛的里程。設(shè)抽取的試驗樣車輛數(shù)為n,發(fā)生故障的試驗樣車輛數(shù)為n,第i輛樣車的首次故障里程為ti,規(guī)定的試驗截止里程為r,則平均首次故障里程MTTFF為應(yīng)注意:

10、對汽車進行質(zhì)量檢驗時,一般抽取的樣車輛數(shù)較少(23輛),可以采用上述簡單的求數(shù)學(xué)平均值的方法對其可靠性進行評價;嚴(yán)格地說,應(yīng)根據(jù)試驗結(jié)果畫圖、求分布函數(shù),采用壽命統(tǒng)計的分析方法來確定平均首次故障里程。2.2.3 當(dāng)量故障率(D)用MTBF或MTTFF評價汽車的可靠性時,沒有考慮不同級別故障(致命故障、嚴(yán)重故障、一般故障和輕微故障)的發(fā)生次數(shù),為更準(zhǔn)確地評價汽車的可靠性,必須考慮這些因素。四個級別故障的當(dāng)量危害度系數(shù):致命故障為20,嚴(yán)重故障為5,一般故障為1,輕微故障為0.4。按當(dāng)量危害度系數(shù),將所有故障次數(shù)折合成發(fā)生一般故障的次數(shù),稱為當(dāng)量故障數(shù)。平均每1000km、每輛汽車的當(dāng)量故障數(shù),稱

11、為當(dāng)量故障率。如果抽取的試驗樣車輛數(shù)為n,規(guī)定的試驗里程為t,第i類故障的當(dāng)量危害度系數(shù)為i,發(fā)生第i類故障的累計次數(shù)為r1,則汽車的當(dāng)量故障率D為2.2.4 加權(quán)分值平均故障間隔里程MTBF表示故障發(fā)生的頻繁程度,平均首次故障里程MTTFF表示首次發(fā)生故障的早晚,當(dāng)量故障率D表示故障的危害程度。 加權(quán)分值M綜合考慮了MTBF、MTTFF和D三方面的影響,采用計分的方法評價汽車的可靠性,滿分為100分,加權(quán)分值越高,可靠性越好。按1987年出版的載貨汽車質(zhì)量檢驗辦法,加權(quán)分值M的計算公式為 M=B(MTBF十MTTFF)十80eCD式中:B、C一加權(quán)數(shù)(計算系數(shù))。 汽油機:B0.176,C0

12、.09; 柴油機:B0.125,C0.115。2.2 維修性的評價指標(biāo)汽車的維修性是在設(shè)計中實現(xiàn)的,在用汽車的維修性基本已成定局。良好的汽車維修性,應(yīng)使發(fā)生故障的部位容易接近、容易檢測、容易拆裝,應(yīng)當(dāng)避免維修人員誤裝、誤拆,應(yīng)當(dāng)保證維修人員的人身安全,應(yīng)當(dāng)盡量采用標(biāo)準(zhǔn)件、通用件。 評價汽車維修性的指標(biāo)可分為時間評價指標(biāo)和費用評價指標(biāo)兩類。2.3.1 時間評價指標(biāo)汽車的維修時間包括技術(shù)維修時間和行政維修時間。技術(shù)維修時間是指診斷、拆裝、修理、調(diào)試等所用的時間總和,它與故障類型、維修人員的技術(shù)水平、工具和設(shè)備的配備情況等有關(guān)。行政維修時間是指辦理出入廠手續(xù)、準(zhǔn)備工作、等待配件、等待場地、等待設(shè)備等

13、時間,它與維修廠管理水平、制造廠的售后服務(wù)、配件供應(yīng)等因素有關(guān)。時間指標(biāo)主要有平均維修時間、維修時間率和有效度。(1)平均維修時間:是指平均每次維修所用時間,主要用于評價單項維修作業(yè)的維修性。(2)千公里維修時間Tm:它與故障率、單項維修時間、維護周期是否適合等因素有關(guān)。 Tm1000( TRm TRp)/S(h1 000km)式中:TRm行駛里程內(nèi)故障后維修時間總和,h; TRpS里程內(nèi)預(yù)防維護時間總和,h。 S 總行駛里程,km。(3)有效度(A):指汽車正常行駛總時間與汽車使用總時間之比,其中使用總時間等于正常行駛總時間與維修總時間之和。 A=行駛總時間÷(行駛總時間維修總時間

14、)(4)汽車的技術(shù)利用系數(shù)Kt Ts/(TsTmTr) 式中:Ts汽車處于工作能力狀況的時間; Tm因維護停駛的時間; Tr因修理停駛的時間。(5)汽車工作能力被恢復(fù)的概率一表征汽車在規(guī)定的時間內(nèi),其工作能力被恢復(fù)的可能性。 (6)機構(gòu)、總成和汽車的維護周期。 (7)維護和修理勞動量。 (8)維護和修理比費用。2.3.2 費用評價指標(biāo)維修費用一般包括材料費、工時費、設(shè)備工具費、管理費。材料費包括維修時更換零部件、消耗燃潤料及其他修理材料的費用;工時費包括技術(shù)工人和輔助工人的工時費;設(shè)備工具費包括設(shè)備和工具的折舊、損耗、修理費用及消耗的水、電、氣等費用;管理費包括管理人員的工資、場地和廠房費用及

15、備件管理費用。 費用指標(biāo)主要有單項維修費和平均單位行駛里程維修費。 1)單項維修費。指某單一故障平均每次的維修費用,或某級預(yù)防維護平均每次的費用。 2)平均單位行駛里程維修費。指平均每1000km消耗的維修費。 2.4 耐久性評價指標(biāo)汽車的耐久性極大限度地依賴發(fā)動機的耐久性,發(fā)動機大修是汽車大修的標(biāo)志。影響發(fā)動機耐久性的因素很多,汽缸磨損對發(fā)動機的耐久性起決定性的影響,它是確定發(fā)動機大修的依據(jù)。 汽車發(fā)動機的耐久性評價指標(biāo)主要有平均大修里程、平均穩(wěn)定磨損期里程、大修時汽缸的平均最大磨損量、汽缸平均磨損速率、各缸的不均勻磨損系數(shù)。第一次大修平均行程:(目前國產(chǎn)中型車平均為150 000170 000km,國外為300 000km) 。平均穩(wěn)定磨損期里程:穩(wěn)定磨損期指磨合期過后到大修前的時間,它是發(fā)動機工作狀態(tài)最好的時期,在此期間發(fā)動機的磨損量隨時間增加緩慢。大修時汽缸的平均最大磨損量:包括汽缸錐度和圓度誤差。汽缸平均磨損速率:指發(fā)動機大修時,各缸磨損錐度的平均值與大修里程之比。各缸的不均勻磨損系數(shù):指發(fā)動機大修時,各缸的磨損量Mi,與各缸平均磨損量的比值。復(fù)習(xí)思考題1什么是汽車的可靠性?如何

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