浅谈发动机可靠性试验设计
随着科学技术和汽车工业的不断发展，使得发动机的可靠性变得越来越重要，并逐步朝着大型化、智能化和精密化方向发展。发动机的工作性能在不断的改善的同时，可靠性的程度也变得越来越高。由于发动机结构的改进以及大型化和复杂化也使得汽油机的可靠性问题日益加剧。对发动机可靠性进行研究有助于推动其结构优化和性能的改进，还可以提高运行可靠性、安全性和可维护性能力。
本文主要采用了文献法、调查法和试验法来进行研究，分析了发动机可靠性的试验方法和发动机的性能试验，以及发动机的故障分布规律，最后以某款汽油发动机为研究对象，从可靠性试验方法入手，设计验证该发动机的可靠性，从动力性、经济性方面，机油耗和活塞漏气量试验，验证了该型号发动机是可靠的。试验结果表明进行发动机交变负荷试验可以为新产品的开发和研制以及产品改进提供理论依据和技术支持。
关键词：汽油机；可靠性；交变负荷；外特性试验；
1 绪论
发动机是汽车的核心部位，其复杂的外形和空间布置结构，决定汽车整车了技术性能的好坏，更决定了汽车的动力性、经济性、可靠性、安全性和行驶性能错误!未找到引用源。。从不同部件采用的材料和工艺不同所知，所设计的可靠性试验也会不同。在发动机的整个生命周期内，不仅要承受静载，还要受交变循环载荷的作用，在如此复杂的受力状态下，结构内部的应力状态也会不断变化，在发动机进行量产前需要对样机进行可靠性试验错误!未找到引用源。。根据实际的运行工况，以及发动机的工作状态，尽可能的在多种载荷边界条件下，对试验过程进行设计，以获取准确的试验数据，客观评价发动机的性能错误!未找到引用源。。
1.1 研究背景和意义
随着国民经济的可持续发展，人们对汽车的需求不断增长。而汽车和汽车工
业不仅在人民的生活中扮演着重要的角色，还在我国经济建设中处于突出的地位错误!未找到引用源。。发动机的可靠性有三方面的要求：一是发动机在规定的使用条件下，二是在规定的时间间隔内，三是完成规定功能的能力。如今科学技术的不断发展，市场竞争越来越激烈，各国都非常重视产品的可靠性。不仅制造者、设计者重视发动机的可靠性，就连日常的汽车消费者和使用者都会密切关注错误!未找到引用源。。美国人曾经预言“只有那些生产高可靠性产品的企业才能在激烈的国际竞争中生存下来”；日本人认为“可靠性就是一种信誉，必须加强可靠性管理，生产高可靠性产品，才会提高企业的竞争能力，使企业获得一定的经济效益和社会效益”错误!未找到引用源。。可靠性试验对发动机的经济性，安全性，可靠性及维修性等都具有重大意义。发动机长期处于高负荷运转状态下，因此故障率也比较高，从而会给汽车消费者和使用者带来一定的经济损失，严重时甚至会造成生命和财产的损失。此时，要保证发动机质量过关，则需要在发动机设计，生产的过程中进行可靠性分析试验。可靠性试验是产品研制生产的关键试验之一，是可靠性工作的重要组成。
1.2 发动机可靠性试验的国内外发展
国外是从二战期间开始的可靠性研究，当时美国因飞行故障而损失的飞机数量比被击落的飞机数量还要多出1.5倍，运送到远东的航空电子设备百分之六十不能用，海军舰艇上电子设备百分之七十失效错误!未找到引用源。。由于电子设备运输失效率非常高，因此开始重点研究电子管方面的可靠性，美国还成立了“电子管研究委员会”，专门研究解决电子管的可靠性问题错误!未找到引用源。。1952年，美国军事工业部门和有关部门成立AGREE(Advisory Group on Reliability of Electronic Equipment，国防部电子设备可靠性顾问团)，研究电子产品的设计、制造、试验、储备、运输及使用错误!未找到引用源。。1965年起，美国宇航局(NASA)开始进行机械可靠性研究，用超载负荷进行机械产品的可靠性试验验证，在随机动载荷下研究机械结构和零件的可靠性，将预先给定的可靠度目标值直接落实到应力分布和强度分布都随时间变化的机械零件的设计中去。英国航空委员会1939年发表《适航性统计学注释》，首次提出飞机故障率≤0. 0001次/h，相当于一小时内飞机的可
靠度R s=0. 9999这是最早的飞机安全性和可靠性定量指标错误!未找到引用源。。二战末期，德国火箭专家R·卢瑟(Lussn)把V-Ⅱ火箭诱导装置作为串联系统，求得其可靠度为70%，这是首次定量计算复杂系统的可靠度问题错误!未找到引用源。。日本是在1956年由美国引进可靠性技术，将可靠性技术推广应用到民用工业部门取得很大成功，极大地提高了产品的可靠度错误!未找到引用源。。英国于1902年出版了《可靠性与微电子学》。法国国立通讯研究所也在这一年成立了“可靠性中心”.进行数据的收集与分析错误!未找到引用源。。在二十世纪六十年代，可靠性研究真正应用于发动机行业，美国约翰迪尔公司于1964年成立可靠性研究部门，提出了发动机可靠性指标的目标值，同时采用500,1000,1500h的累积故障率来控制发动机零部件的可靠性错误!未找到引用源。。美国的卡特比勒公司、德国的道依茨公司（Deutz）、瑞士的苏尔寿公司（Sulzer）、日本三菱重工以及奥地利AVL等著名发动机厂家在发动机可靠性方面做了大量工作，开展研究早，发动机的可靠性水平较高错误!未找到引用源。。
我国可靠性研究起源于二十世纪六十年代，由电子工业部门开始可靠性工作的错误!未找到引用源。。从1984年开始，在国防科工委的统一领导下，我国开始积极汲取国外的先进技术，还与国外可靠性研究机构进行交流，以及康明斯、道依茨等合资企业在中国的建立与发展，并结合国内发动机行业的特点，逐步形成了适合国情的可靠性试验标准规范错误!未找到引用源。。二十世纪八十年代起，可靠性研究开始应用于发动机行业，汽车行业中的机电部组织了空前规模的可靠性试验，先后开展了10项与发动机有关的可靠性研究课题和8批在限期内要达到可靠性考核指标的项目错误!未找到引用源。。我国为全面反映发动机可靠性水平制定了一套评定指标，其中包括首次故障前工作时间（MTTFF）、平均故障间隔时间（MTBF）、无故障性综合评分值（Q）、平均修复时间（MTTR）、有效度（A）以及B50大修寿命错误!未找到引用源。。于2003年颁布了《汽车发动机可靠性试验方法》的国家标准，由于我国发动机可靠性研究起步较晚，可靠性研究工作还不够成熟，所以目前我国发动机可靠性水平较国外先进水平还有些差距错误!未找到引用源。。
1.3 论文的主要内容及结构安排
本文以汽油发动机为对象，利用发动机可靠性试验方法来分析，并对某款发动机进行可靠性试验设计，以此验证该汽油机的可靠性。论文的主要内容如下：
