汽车维修复习题加答案
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汽车维修工程总复习题
第一章 汽车可靠性理论基础
1、可靠性的基本概念，研究可靠性的必要性。
基本概念：汽车在规定的使用条件下和规定的时间内，完成规定功能的能力。
必要性： （1）汽车可靠性是汽车最主要的性能指标，汽车的动力性、经济性、操纵稳定性、平顺性都依赖于可靠性
（2） 汽车可靠性是衡量一个国家汽车工业水平的标准
（3）从经济效益来看，汽车可靠性直接影响其停驶损失，如维修费用等。
（4）在军事方面，在战争时期，由于汽车可靠性不够，贻误战机。另外，维修技术跟不上也造成很大的损失。
（5）影响维修因素包括：维修（1／3）、燃料消耗（ 1／3） 、设备（ 1／3），可见，汽车可靠性的重要性
2、可靠性的评价指标及数学表达式（可靠度、失效概率、失效概率密度函数、故障率、平均无故障工作时间、维修度、有效度等）
可靠度：汽车、总成或零件在规定的使用条件下，规定的时间内完成规定功能的概率。
失效概率与失效概率函数 F(t) ：汽车、总成或零件在规定的使用条件下和规定的时间内，不能完成规定功能的概率。
故障概率密度函数 f(t)：由于产品发生失效式随机的，所以T是一个随机变量。若F(t)为产品失效的分布函数，且F(t)是可微的，则称 f(t) 为故障概率密度函数。
故障率函数：到t时刻尚未发生故障的产品（汽车），在下一个单位时间 内发生故障的条件概率。
平均无故障工作时间（MTBF)：
对于不可维产品：指从开始工作到发生失效的平均使
用时间或次数，记做：MTTF
对于可维产品：两次故障的平均间隔时间称为无故障
工作时间。
维修度（Maintainability)：可维修性产品在规定的条件下规定的时间内，维修完毕的概率、维修完成的可能性。
有效度 Availability：可维产品在某一特定瞬时能维持其功能的概率，综合考虑了产品的可靠度和维修的指标。
表达式见书P2。
3、汽车故障的类型，分析故障率随时间变化的浴盆曲线。 1、按故障的特征分（浴盆曲线）
早期故障（走合期）：通常是由于设计、制造或检验的差错，以及装配欠佳等引起的，一般可通过强化试验和磨合加以排除，其失效率 随时间而下降，属故障率减少型。
偶然故障期：多数是由于操作不当，润滑 不良，维护欠佳，材料隐患，工艺及结构 缺陷等偶然原因而引起，没有一定的特征机理起主导作用，故障率是定值；发生故 障时负荷大于强度，属突发型。
耗损故障期：汽车经长期使用后，出现老化衰竭而引起的，其故障随时间延长而不 断升高。如果在上升期间提前更换或修复 ，耗损零件，可以减少故障率，延长汽车的 使用寿命。
这种分类方法中，汽车的典型寿命曲线服从于浴盆状。
2、按故障程度分
致命故障 严重故障 一般故障 轻微故障
按照故障当量数来计算故障数。
3、按故障现象分
渐发性故障：累积工作的结果，遵循一定规律，可用随机函数描述，可预 防，通过维护可消除
突发性故障： 完全偶然的，随机的，不可预测，维护对其无效。
4、寿命指标的概念，经济寿命、有效寿命、特征寿命、额定寿命。
经济寿命：指对设备进行全面经济分析得出设备处于经济合算，总成本低的寿命时刻，达到此寿命时设备即可报废。该寿命是汽车、总成和零件进行可靠性设计的重要依据。
有效寿命：从浴盆曲线中，偶然故障期故障率最低且稳定，可以说是最佳状态期，这一时期称为有效寿命期。
特征寿命：指设备故障概率F(t)=63.2%【R（t）=36.8%】状况下，设备运行时间。额定寿命：指设备故障概率为10％，可靠度R(t)=90%【F（t）=10%】状况下，设备的运行时间
5、指数分布、正态分布、威布尔分布的特点。
1． 指数分布特点：①故障率是常数；②无记忆性
2. 正态分布特点：分布，以均值 为对称轴的对称分布； ②均值处概率密度取得最大值；③均值 决定曲线横坐标上的位置；④标准差 决定曲线的形状， 值越小，分布越集中，曲线形状越尖； 值越大，分布越离散，曲线越扁平。
3.威布尔分布特点：
6、威布尔分布形状参数m的变化对故障率的影响。
m 是影响威布尔分布密度曲线形状的本质参数。
m<1 代表故障率随时间而减少情况，也反映了早期故障过程的数量特征。
m＝1 代表了故障率为常数，描述随机故障过程。
m>1 代表故障率增长的情况
7、可靠性数据采集的重要性，可靠性数据采集方法和注意事项。 重要性： 1） 可靠性数据是可靠性工程的基础。可靠性工程贯穿于产品计划、设计、试验、制造到维修的整个过程，对整个过程的数据都要进行收集和分析。
2） 特别是故障数据告诉人们设计系统薄弱环节及如何改进的重要情报。
3） 可靠数据的产品分为三个阶段（设计、生产、使用和维修）
设计阶段：收集同类产品的可靠性数据，对新产品设计的可靠性进行预测，有利于方案的对比与选择，研制过程中进行反复的室内台式和路试，大量的可靠性数据对产品的改进和定型，将提供可靠的科学依据。
制造阶段：必须进行产品的定期和不定期的抽检，来确定产品合格与不合格，从而指导生产，控制产品质量。
使用维修阶段：可靠性数据收集和处理，对产品的设计，制造的评价最有权威性，因为使用维修阶段试验条件真实，数据量大，是产品可靠性评定的主要数据来源。
2. 数据的采集方法和注意事项
1）方法
现场采集：现场工作人员发放报表，定期返回，不需专门人员，但数据不完整，不准确情况较多
试验采集：专门规定人员采集，费用大，但能得到完整和准确的数据
2） 注意事项
收集范围
定义故障
时间的记录
使用条件
维护条件
取样方法
8、计算题：失效概率密度函数、可靠度、失效概率、故障率之间的换算
第二章 汽车零件的失效模式及可靠性分析
1、零件失效的定义及特征，失效的类型，零件失效的原因。
1. 定义：失效是零件的几何尺寸、几何形状、金相组织、性能发生变化而致使零件不能完成规定的功能。
失效：损坏，丧失工作能力
性能衰退，虽能工作，但不能圆满完成工作
呈现出失效的可能性，继续工作会招致严重后果
2. 失效的分类
失效类型 失效形式 变形 a.弯、扭变形 b.拉长 c.胀粗 d.弹性永久变形 e.蠕变
断裂 a.冲击断裂 b.腐蚀断裂 c.疲劳断裂
表面损伤 a.磨损 b.表面疲劳 c.表面腐蚀
3. 零件失效的原因
1）内因： 导致失效的物理、化学或机械过程，即失效的机理
2）外因： a. 时间 b. 应力－物理退化的诱因。（驱动应力和环境应力）
2、根据断口特征判断断裂失效的基本形式。
1） 塑性断裂：a. 纤维状断裂－拉应力
b. 剪切断裂－扭应力
特征：断裂前有明显的塑性变形，其纤维状断裂的特征是断口呈杯锥状，剪切断裂断口的特征呈斜45°。 [见图]
2） 脆性断裂： 断裂前变形量很小
特征：拉断、剪断时断口较平整，
压断、扭断时断口呈斜45°。 [见图]
易在低温时断裂
3） 疲劳断裂
承受交变载荷的零件，在应力低于屈服强度情况下出现的瞬断。
a. 高周疲劳断裂：受应力小于屈服极限，循环次数大于104次。
b. 低周疲劳断裂：受应力大于屈服极限，循环次数小于104次。
特征： 断口呈一个源两个区
裂纹源：
材料、加工等缺陷引起应力集中，在应力集中处首先产生裂纹。
两个区：
a. 平滑扩展区：裂纹不断向深处扩展，由于反复挤压而呈平滑光洁，像瓷器一样光亮，且有明显的前沿线；
b. 最后断区：实际应力大于强度时发生瞬断，粗糙且灰暗
断口分析：前沿线发展不均匀，可能有偶然超载；瞬断区面积大小可以反映断裂时承受的应力；是否有裂纹源，查看材料的使用正误。
3、疲劳断口的宏观特点，如何根据断口的特点分析疲劳断裂原因？
4、现代摩擦学理论是如何解释两物体接触时的实际摩擦状况的？ 1） 摩擦的分子理论：分子的引力和亲合力作用而引起摩擦。
由分子理论可得： 材料塑性越大，变形越大，摩擦力越大材料硬度越大，变形越小，摩擦力越小。
2） 分子机械理论： 由于摩擦表面的微观不平，只有凸起点间接触，所以实际接触面积很小。接触点由于单位压力产生塑性变形，从而发生粘着。
3） 摩擦的能量理论
摩擦的表面能量理论认为，各种类型的摩擦和磨损现象都与表面能量之间有一定的关系，表面能对摩擦面实际接触区大小有影响，当两表面接触时，两表面粘着时，其粘着力可用粘着表面及系统能量 G 表示。
5、解释粘着磨损、磨料磨损、疲劳磨损、微动磨损，分析其磨损特点和影响因素。
一）粘着磨损
定义：摩擦面相互滑动时，发生金属间的粘附转移，引起的磨损。
特征：转移大团状和冷焊形式粘附在配偶面上。
影响因素： 1） 材料的影响
脆性材料，抗粘能力大，破坏发生在浅层，碎屑颗粒小，磨损量小。
塑性材料，抗粘能力小，破坏发生在深层，碎屑颗粒大，磨损量大。
互熔性好的两个纯金属间抗粘能力差，所以应尽量避免使用相同材料或相互共熔材料组成滑动付。
从金相来看，多相金属比单相金属抗粘能力强。
合金元素C、S对粘附由阻滞作用，抗粘能力强。
2）工作条件的影响
载荷↑，磨损量↑，所以应按材料 选择载荷。
滑动速度： 载荷一定时， 与 的变化
接触应力↑，磨损量↑
3） 温度的影响
摩擦面温度低于热点温度时，随温度的上升，磨损量增大250℃以下为氧化磨损，磨损很小；250 ℃以上出现粘着；达 到300 ℃左右时，达到最大值，高于300～400 ℃时，温度上升又变为氧化磨损，磨损量变小。
二）磨粒磨损
定义：硬的颗粒或摩擦付一方粗糙而坚硬，夹在摩擦付之间，在滑动摩擦负荷作用下而引起材料的转移而引起磨损。（两体磨料磨损和三体磨料磨损，两体大于三体）
特点：
1） 强金属及未经热处理硬化的钢，其抗磨能力与自然硬度成正比
2） 热处理硬化的钢其耐磨性随硬度增大而增强
3）含C量大，耐磨性好
