汽车维修工程课件 第二章 汽车失效理论

的影响，主要取决于维修的对象、维修人员的水平以及现有的 维修设备及工作条件等。
No.10044
（十）有效度
是把系统可靠性和维修性特性转换为效能的一个 指标的参数。通过可用性分析，可以在系统的可靠 性和维修性参数间作出合理的权衡。
A(t) U D U
A(t)—有效度
式中 U —能工作时间；
D —不能工作时间
—所有样本发生的 i类故障数
第三类故障：一般故障 qkj 100
i —每次发生 类故障的扣分数 第四类故障：轻微故障 qkj 20
No.10044
三、系统可靠性
（一）系统可靠性的定义
系统可靠性是指工作系统在一定的使用条件下， 在要求的工作时间内，完成规定功能的能力。
系统可靠性是建立在系统中各个零件及部件间的作用 关系和这些零部件所具有的可靠性基础之上的。换言之， 系统可靠性为其组成总成（子系统）及零件可靠性的函 数。
No.10044
平均寿命： E( X )
方差寿命： d ( X ) 2
可靠寿命： 中位寿命：
TR U p
T (0.5)
No.10044
（三）对数正态分布
若随机变量T的对数值lnt服从正态分布，则该随机变 量T就服从对数正态分布。
，
图 0, 1的对数正态分布曲线
分布函数：
x1
(ln t )2
No.10044
（二）正态分布
正态分布是一种最常用的连续型分布，它可以用来描述许多自然现 象和各种物理性能，也是机械制造、科学实验及测量技术进行误差分析 的重要工具。
1．正态分布特征
正态分布的故障密度函数为
f (x) 1 exp[ 1 ( x )2 ]
2

2）汽车燃料消耗量和润滑油消耗量显 著增加。如接近大修里程的汽车， 其燃料消耗量将增加15%以上。 3）汽车制动性能变差。 4）汽车操纵稳定性能变差。 5）汽车排放和噪声超标。 6）汽车在行驶中出现异响和异常振动 ，存在引起交通事故和机械事故的 隐患。 7）汽车的可靠性变差，使汽车因故障 停驶的时间增加。
• 包括空气含尘量、燃油中的含尘量、 润滑油中的含尘量。 • b.工作气体压力的影响:工作气体压 力对气缸磨损的影响是通过活塞环 对缸壁的压力实现的。 • 第一道活塞环压向缸壁的压力高达 燃烧定压力的76%，约3MPa。 • 第二道活塞环压向缸壁的压力大约 为燃烧定压力的20%，约0.75MPa。 • 第三道活塞环压向缸壁的压力大约 为燃烧定压力的7.6%，约0.3MPa。
• 减轻磨料磨损的措施： • 首先要清除掉磨料，不仅润滑油要 滤清，燃料也要滤清；其次应增加 零件的抗磨性能，提高摩擦表面硬 度。使表面硬度尽可能高于磨料的 硬度，提高零件的耐磨性。 • 2）疲劳磨损：两零件接触表面在交 变载荷作用下，零件表层因疲劳而 产生物质剥落的现象，称为疲劳磨 损。
• 失效机理： • 疲劳磨损是疲劳和摩擦共同作用的 结果，其失效过程分为两个阶段： • ①疲劳核心裂纹的形成； • ②疲劳裂纹的发展； • ③材料微粒的脱落，在零件表面形 成点状或片状凹坑。 • 影响因素： • ①零件的材质； • ②零件表面的硬度。
第二章
汽车零件失效理论
第一节 汽车失效规律
一、汽车技术状况的变化 1 、汽车技术状况的定义 定量测得的表征某一时刻汽车外观和 性能的参数值的总和。 2、汽车技术状况的分类 表征汽车技术状况的参数分为两大类：
①结构参数：表征汽车结构的各种特 性的物理量。 ②技术状况参数：评价汽车使用性能 的物理量和化学量。 （1）汽车完好技术状况：指汽车完全 符合技术文件规定要求的状况，即技 术状况的各种参数值，都完全符合技 术文件的规定。处于完好技术状况的 汽车，完全能正常发挥汽车的全部功 能。

形式只在某些特定条件下才会发生。
三、磨料磨损及其失效机理
定义：物体表面与硬质颗
粒或硬质凸出物（包括硬金属•）
相互摩擦引起表面材料损失的 现象称为磨料磨损；
磨料的来源； 粒 度 为 20μm ～ 30μm的尘埃将引起 曲轴轴颈、气缸表
在 各 类 磨 损 形 式 中 大 约 占 磨 损总消耗的 50%；危害最为严 重的磨损形式；
发动机活塞环与缸套上部、配汽机 构凸轮与挺杆、齿轮传动副的齿面
二、磨损的分类
磨损与零件所受的应力状态、工作与润滑条
件、加工表面形貌、材料的组织结构与性能以及 环境介质的化学作用等一系列因素有关；
按表面破坏机理和特征，磨损可分为磨料磨 损、粘着磨损、表面疲劳磨损、腐蚀磨损和微动 磨损等；前两种是磨损的基本类型，后两种磨损
制造工艺过程中 产生裂纹、高残余内应力、表面质量不 操作不合理； 良；
使用； 维修；
汽车超载、润滑不良，频繁低温冷启动； 破坏装配位置，改变装配精度；
第二节汽车零部件磨损失效模式与失效机理
汽车或机械运动在其运动中都是一个物体与另一物体
相接触、或与其周围的液体或气体介质相接触，与此同时 在运动过程中，产生阻碍运动的效应，这就是摩擦。由于 摩擦，系统的运动面和动力面性质受到影响和干扰，使系 统的一部分能量以热量形式发散和以噪音形式消失。同时， 摩擦效应还伴随着表面材料的逐渐消耗，这就是磨损。
第二章汽车零部件的失效模式及其分析
汽车零部件失效分析，是研究 汽车零部件丧失其功能的原因、特 征和规律；目的在于：分析原因， 找出责任，提出改进和预防措施， 提高汽车可靠性和使用寿命。
第一节汽车零部件失效的概念及分类 一、失效的概念； 二、失效的基本类型； 三、零件失效的基本原因；

通过对市场、用户和竞争产品的调研，进行需求分析，以便了解和 满足用户对汽车的性能、舒适度和可靠性等方面的期望。
进行失效模式分析
在设计阶段，进行全面的失效模式分析，预测和识别潜在的设计缺 陷和失效模式，采取预防措施，避免失效的发生。
汽车制造阶段的失效预防与控制
制定制造规范
制定详细的制造规范和质量控制标准，确保每个零部件的 制造过程符合要求，降低制造过程中的缺陷和误差。
。
减震器失效
减震器失效会导致车辆行驶颠簸 ，影响乘坐舒适性。
转向系统失灵
转向系统失灵会导致车辆无法正 常转向，影响车辆行驶安全。
03 汽车系统失效模 式与影响分析
发动机系统失效模式与影响分析
失效模式 发动机过热
发动机燃烧异常
发动机系统失效模式与影响分析
发动机振动过大 发动机噪音异常
发动机起动困难
故障原因
轮胎磨损严重或气压不 足，导致行驶系统不平 衡。
解决方法
检查轮胎磨损情况和气 压是否正常，更换轮胎 或调整气压，并对行驶 系统进行全面检查和维 修。
06 未来汽车失效理 论研究方向与展 望
提高汽车零部件的可靠性研究
01
零部件可靠性提升
通过优化设计、选用高性能材料、实施严格的生产质量控制等措施，提
发动机系统失效模式与影响分析
发动机性能下降 影响
车辆行驶效率降低
发动机系统失效模式与影响分析
车辆油耗增加 车辆排放增加 车辆行驶安全性降低
传动系统失效模式与影响分析
01
失效模式
02
离合器打滑或失效
变速器换挡异常
03
传动系统失效模式与影响分析
主减速器噪音或振动过大
1