第一篇1、汽车维修的基本知识

第一篇汽车维修基础知识重点：可靠性的提出零部件失效模式及分析汽车维护制度的提出第一章汽车可靠性理论基础一、汽车可靠性的概述汽车可靠性的定义：汽车在规定的使用条件和规定的时间内，完成规定的运输任务的能力。与汽车的正确使用与维修有关。可靠性的提出是以概率论和数理统计等作为理论基础的。(一)、汽车可靠性固有可靠性：汽车从设计到制造整个过程中确定了的内在可靠性。取决于汽车的设计、制造水平。使用可靠性：考虑了使用、维修队产品可靠性的影响。取决于汽车本身的固有可靠性及汽车的使用、维修水平。（二）、汽车可靠性的评价指标1、可靠度：汽车在规定的使用条件和规定的使用时间内，完成规定功能的概率。)()()(tTPtPtR2、累积故障率（失效度）：汽车在规定的条件下，在规定得时间内丧失规定功能的概率。)()(1)(tTPtRtF3、故障概率密度函数：dttdRdttdFtf)()()(tdttftF0)()(tdttftFtR0)(1)(1)(4、故障率函数：汽车在t时刻为止未发生故障的条件下，在下一个单位时间内发生故障的概率。)(1)()()()()(),()/(tFtFttFtTPttTtPtTPtTttTtPtTttTtP)()()(1)()(11)()(lim)(0tRtftFdttdFtFttFttFtt)]([)()()()(tNNtNtNNttNtffff其中N----初始工作零件数----t时刻故障零件数---下一个单位时间出现故障的零件数)(tNf)(tNf5、汽车可靠性寿命评价指标平均寿命:是标志一个产品平均能工作多长时间的量，也就是工作时间的数学期望。0)()(dtttfTE可维修产品的平均无故障工作时间(MTBF)不可维修产品的平均无故障工作时间(MTTF)可靠寿命：对于确定了可靠度，就可以求可靠寿命。如表示时的可靠寿命特征寿命中位寿命额定寿命99.0t%99)(tR%8.361eR%50R%90R二、汽车故障类型及故障分布规律（一）故障模式：由失效机理所显现出来的各种故障现象或失效状态。汽车常见的故障类型：损坏型故障：断裂、碎裂、开裂、裂纹、点蚀、烧蚀、击穿、变形、拉伤、龟裂、压痕等退化型故障：老化、变质、剥落、磨损等。松脱型故障：松动、脱落等。失调型故障：压力过高级过低、行程失调、间隙过大或过小、干涉、卡滞等。功能衰退或功能失效型故障：故障模式、影响分析(FailureModeEffectAnalysis)简称FMEA，是一种定性的可靠性分析方法。资料表明这种方法是很有效的，在工程上很有价值。这种方法是找出设计上的潜在缺陷的手段，是设计审查中必须重视的资料之一，是设计者和生产者必须完成的任务。通过分析产品所有可能的故障模式来确定每一故障对人员和系统安全、任务成功、系统性能、维修性、维修要求等的潜在影响，并按其影响的严重程度及其发生概率，确定其危害度，找出薄弱环节，以便采取有效的措施消除或减轻这些影响。•在FMEA基础上增加危害度分析（CA）就形成故障模式、影响及危害度分析(FailureModeEffectandCriticalityAnalysis)，简称FMECA。FMEA和FMECA的任务(1)列出全部部件的故障模式。(2)分析对系统功能造成的影响和后果。(3)判断每种故障模式的危害度大小。估计危害度发生的概率。(4)提出相应对策和建议，进行更改设计、冗余设计，把潜在的、危害大的故障消灭在设计阶段。FMECA实施步骤(1)(2)功能级和系统可靠性框图；(3)(4)功能级的故障模式原因及后一级的影响；(5)如何检测知道各种故障模式的方法；(6)针对故障模式、原因、效应，提出可能的预防措施；(7)FMECA的故障影响的严重程度，确定危害度；(8)估计故障模式的发生概率范围；(9)为排除故障或控制风险所需的设计更改或其他措施(10)确定采取改进措施或系统其它属性所带来的影响(11)填写FMEA和FMECA表格。装置名称：代号：序号：分析者：设计者：日期：序号功能描述功能装置数量故障模式故障原因故障影响故障检测可能预防措施危害度类别备注局部影响最终影响01234567891012装置名称：代号：序号：分析者：设计者：日期：序号功能描述功能故障模式危害度类别故障原因故障概率及数据源产品故障率λp故障模式频数比αj故障影响概率βj工作时间t故障模式危害度Cmj产品危害度Cr备注012345678910111212..产品故障率λp•可通过可靠性预计得到。通常来自手册和其他参考资料的故障率是产品的基本故障率λb，使用时应根据需要用应用系数πA、环境系数πE、质量系数πQ及所需要的其他系统作修正，其修正方法按下式计算：•λp=λb（πA×πE×πQ×…）故障模式频率比α•αj是指产品故障模式j出现故障的百分比。各故障模式的频数比可以从故障率数据或以试验及使用数据推导出来。故障影响概率βj•βj值是分析人员通过经验判断得出，它是产品以故障模式j发生故障而导致系统发生故障的条件概率。故障模式危害度Cmj•Cmj是产品危害数值的一部分。是产品在特定危害度类别下的那些故障模式中的某一故障模式所具有的危害度数值，可由下式计算：•Cmj=λp×αj×βj×t产品危害度Cr•Cr是指预计将由产品的故障模式造成的某一类型（以产品故障模式的危害度表示）的系统故障的危害度数值。可按下式计算：•••由此可知，若系统中某产品具有最大的Cr值，则表示该产品是系统中应首先采取改进措施的产品。njnjjjpmjrtCC11汽车故障类型：1、早期故障：故障率减小型2、偶然故障：故障率恒定型3、耗损故障：故障增加型（二）、汽车可靠性研究中常用的故障分布1、指数分布21)(1][1)()()(tDtEetFetRetfttt•例：一元件寿命服从指数分布，其平均寿命(θ)为2000小时，求故障率λ及求可靠度R(100)=?R(1000)=?•解：(小时)•此元件在100小时时的可靠度为0.95，而在1000小时时的可靠度为0.60。410520001195.0)100(05.01004105eeR60.0)1000(5.010001054eeR2、正态分布主要描述：工艺误差、测量误差、材料性能、应力分布、汽车零部件的强度和寿命等。dtttFttft]2)(exp[21)(]2)(exp[21)(2222标准正态分布：dtttFttft)2exp(21)()2exp(21)(22一般正态分布转化成标准正态分布tz则通过所得z的值查表得到F(t)3.•威布尔分布应用比较广泛，常用来描述材料疲劳失效、轴承失效等寿命分布的。•威布尔分布是用三个参数来描述，这三个参数分别是尺度参数α，形状参数β、位置参数γ，其概率密度函数为：(t≥γ，α＞0，β＞0))(1)()(tettf不同α值的威布尔分布（β=2，γ=0）α=1/3α=1/2α=2α=1f(t)t不同β值的威布尔分布（α=1，γ=0）β=3β=1/2β=2β=1f(t)tγ=0γ=0.5γ=-0.5γ=1f(t)t不同γ值的威布尔分布（α=1，β=2）•则有：不可靠度•可靠度•故障率)(1)(tetF)()(tetR1)()(tt威布尔分布特点•当β和γ不变，威布尔分布曲线的形状不变。随着α的减小，曲线由同一原点向右扩展，最大值减小。•当α和γ不变，β变化时，曲线形状随β而变化。当β值约为3.5时，威布尔分布接近正态分布。•当α和β不变时，威布尔分布曲线的形状和尺度都不变，它的位置随γ的增加而向右移动。•威布尔分布其它一些特点，β＞1时，表示磨损失效；β=1时，表示恒定的随机失效，这时λ为常数；β＜1时，表示早期失效。当β=1，γ=0时，，为指数分布，式中为平均寿命。tetf)(1（三）、可靠性数据的统计推断1、基本概念：母体（总体）---全部个体指标值的组合。样本（子样）---从母体中抽取的n个个体。统计量与抽样分布---样本值、样本均值、样本方差、样本最值等。)(111_21_niiiniXXnSXnX样本分布函数（经验分布函数）--观察值频数ninxxxxxxnixF)1()1(10)(2、参数的点估计矩法估计22^_^^][][SXDXXE极大似然估计0)(ln;0)();()();();();();();,,(),(112121dLdddLxfLxfxfxfxfxxxfxfniiniinn无偏估计参数的估计值等于估计量的数学期望][^E均值的无偏估计是本身，方差的无偏估计要修正2_12*)(11XXnSnii参数的区间估计就是估计在给定的概率100（1-α）%的条件下，包含有参数θ的区间（）。ul,假设检验皮尔逊检验法2niiinpnpn122)(当样本容量n趋于无穷大时，无论母体是什么分布，统计量必定是趋于自由度为(k-m-1)的分布，m为待评估参数数目。22在显著性水平α时检验:的否定域为0H)1()(2122mknpnpnkiiii柯尔莫格罗夫检验法：})(,1)({max)()(sup000nixFnixFxFxFDiixnxn柯尔莫格罗夫检验H0:F(x)=F0(x)de拒绝域为DnDn,α三、可靠性数据的采集与分析1、可靠性试验按目的分：为提高或确认产品的可靠性而进行的试验的总称。为研制新产品、发现其弱点以改进的试验；为确定零件的设计任务书；为接受产品和保证产品质量；为审查制造工艺的好坏。按试验性质分:(一)、可靠性试验数据的采集按试验性质分：寿命试验、临界试验、环境试验和使用试验。寿命试验：确定产品寿命分布及特征值而进行的试验。临界试验：为证实实际使用中若发生最大应力时，零件是否具有充分强度而进行的强制性破坏试验。环境试验：特定的使用环境下进行的使用试验。使用试验：抽样送到使用现场进行实际运行考察。使用可靠性数据的采集方法和内容：使用可靠性数据的采集方法：对现场人员分发报表，定期返回；组织专门的人员进行可靠性试验。采集数据时的注意事项：采集范围制定异常工作的标准时间的纪录使用条件维修条件采样方法等。(二)、汽车可靠性数据的分析1、可靠性分析的图分析法概率纸原理：威布尔分布(t0,r=0)000ln)ln()(11lnlnln)ln()(11lnln)exp(1)(tCtXtFYttmtFtttFm从上述方程中可知X-Y是一条直线，斜率m就是形状参数，截距c就是尺度函数t0的函数c=lnt0。对于不同的分布函数，可以建立不同的概率纸。图分析法的实质就是通过函数带环式的分布函数的某种函数形势呈直线行驶，从而检验待评估参数，如果不失直线关系的情形说明该随机过程不是原来对它设定的分布形势，要重新对其进行假设。2、可靠性数据的数值分析法1）、回归分析法对ti与F(ti)之间是否存在线性关系进行回归线的检验。2）、变异系数法通过变异系数来求得可靠性参数的估计值。vC3、汽车产品常见的几种寿命及其可靠性评估1）、整机寿命及其可靠性评价整机寿命分布通常服从指数分布，为节省时间通常采用截尾试验。截尾试验有定时截尾试验和定数截尾试验，两种试验都有有替换和五替换两种形式。2）、零件的耐磨寿命及其可靠性评价给定容许磨损量的情况就是求磨损量小于给定的容许磨损量的概率。容许磨损量是随机分布的情况就是求容许磨损量和实际磨损量的联合分布下两者的差值小于某设定值得概率。4、少量数据的分析法不完全样本约翰逊法：