汽车产品可靠性工程技术.
汽车维修工程课件第一章汽车可靠性理论基础ppt
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。
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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)
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（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
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（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
车辆工程技术使用注意事项大全
车辆工程技术使用注意事项大全车辆工程技术在现代交通运输系统中起着至关重要的作用。
它涉及到汽车设计、制造和维修的各个方面。
为了确保车辆的性能、安全和可靠性，驾驶人员和技术人员需要遵守一系列的注意事项。
本文将对车辆工程技术使用中的一些重要注意事项进行介绍和探讨。
一、安全驾驶安全驾驶是车辆工程技术使用中最重要的一项注意事项。
驾驶人员应该具备良好的驾驶技术和安全意识。
他们应该了解并遵守交通法规，尤其是速度限制、交通信号和道路标志。
此外，驾驶人员应该保持警觉并避免疲劳驾驶，确保车辆的制动系统和灯光正常运行，并及时进行保养和维修。
二、车辆维护保养定期的车辆维护保养对于保持车辆的性能和可靠性至关重要。
驾驶人员和技术人员应该按照汽车制造商的建议进行维护保养工作。
这包括定期更换机油、空气滤清器和燃油滤清器，检查和调整轮胎压力，检查和更换刹车片和制动液等等。
此外，仔细观察车辆的运行状况，及时处理出现的故障和问题，确保车辆正常运行。
三、燃油和动力系统燃油和动力系统是车辆工程技术使用中需要特殊关注的部分。
驾驶人员应该选用合适的燃油，并按照制造商的建议进行燃油添加。
同时，保持燃油系统的清洁，并避免进水和异物污染。
动力系统的使用也需要谨慎，不要超负荷运转，避免长时间高速行驶和急加速急刹车。
此外，及时更换机油和滤清器，定期检查和清洗空气滤清器，确保动力系统的正常运行。
四、制动系统制动系统是车辆工程技术使用中安全性最重要的一部分。
驾驶人员应该定期检查和维护车辆的制动系统。
确保制动片和制动液的使用寿命，避免因制动效果不佳而造成事故。
并且在行驶过程中，合理使用制动系统，避免急刹车和长时间制动，以免造成制动系统的过度磨损。
五、电气系统车辆的电气系统包括电池、发电机、起动机和车辆的电子设备等。
驾驶人员和技术人员应该保持电气系统的正常工作状态。
定期检查电池的充电状态和电解液的情况，并确保电池终端的连接可靠。
此外，保持发电机的正常工作和输出电压稳定，及时更换损坏的电气元件和设备。
汽车产品定型可靠性行驶试验规范(汽车试验场)
XX汽车试验场汽车产品定型可靠性试验规程1主题内容与适用范围本标准规定了汽车产品在海南汽车试验场进行定型可靠性行驶试验的试验条件、试验程序、行驶规范、检验项目和可靠性评价。
本标准适用于轴荷孙超过13t的各类汽车。
2引用标准GB/T12534汽车道路试验方法通则3术语3.1 客车A类车辆全长大于 3.5m，主要总成专门设计或选用已定型的总成设计的客车或未定型的客车底盘。
3.2 客车B类车辆全长大于3.5m,选用已定型的底盘设计的客车.3.3 轿车C类发动机排量大于1L的轿车。
3.4 轿车D类发动机排量小于或等于1L的轿车。
3.5 微客车辆全长小于或等于3.5m的客车。
3.6 微货最大总质量小于或等于1.8t的载货汽车。
3.7 微型汽车微客和微货的总称。
3.8 全轮驱动汽车指为民用目的设计的全轮驱动汽车。
3.9轻型货车I最大总质量大于2.5t的轻型载货汽车。
3.10 轻型货车II最大总质量小于或等于2.5t的轻型载货汽车。
4试验条件4.1 试验道路设施和环境试验道路设施和环境详见附录A《海南汽车试验场汽车试验道路设施和环境》。
4.2 试验样车试验样车数量及其试验实施条件应符合相应车型定型试验规程的规定，并按GB/T 12534的规定进行试验车辆的准备。
4.3 试验人员试验人员应由试验负责人、技术人员、汽车驾驶员和修理工组成。
试验人员应正确理解和掌握本规程，按规定进行试验操作。
4.4 试验主要仪器行驶记录仪、发动机转速表、前轮定位仪、地中衡、点温计、综合气象仪、秒表、计算机等。
5试验里程及里程分配5.1 基本型汽车的可靠性行驶试验总里程(不包括磨合里程)及里程分配见表1。
2、全轮驱动车参照相应车型规定，总里程中应包含一定的全轮驱动里程。
5.2 变型车（含底盘）5.2.1 变型车可靠性行驶试验总里程（不包括磨合里程）及里程分配见表2。
变型车在各种路面上的行驶里程不超过基本型车相应路面的里程。
5.2.2 总质量或轴载质量比已定型的基本型增加大于5%、但不超过10%（含10%）的按变型车处理，大于10%的按基本型处理。
汽车的可靠性
汽车的可靠性1 可靠性的定义广义可靠性由三大要素构成：可靠性、耐久性和维修性。
通常所说的可靠与不可靠，只是对汽车本身的质量而言。
1.1可靠性汽车的可靠性是指汽车产品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。
汽车可靠性包括四个因素：汽车产品、规定条件、规定时间和规定功能。
汽车产品是指汽车整车、总成或零部件，它们都是汽车可靠性研究的对象。
规定条件是指规定的汽车产品工作条件，它包括：气候情况、道路状况、地理位置等环境条件，载荷性质、载荷种类、行驶速度等运行条件，维修方式、维修水平、维修制度等维修条件，存放环境、管理水平、驾驶技术等管理条件。
规定时间是指规定的汽车产品使用时间，它可以是时间单位（小时、天数、月数、年数），也可以是行驶里程数、工作循环次数等。
在汽车工程中，保修期、第一次大修里程、报废周期都是重要的特征时间。
规定功能是指汽车设计任务书、使用说明书、订货合同及国家标准规定的各种功能和性能要求。
不能完成规定功能就是不可靠，称之为发生了故障或失效。
根据故障的危害程度不同．汽车故障通常分类：1）致命故障。
指危及人身安全、引起主要总成报废、造成重大经济损失、对周围环境造成严重危害的故障。
2）严重故障。
指引起主要零部件或总成损坏、影响行驶安全、不能用易损备件和随车工具在短时间（30min）内排除的故障。
3）一般故障。
指不影响行驶安全的非主要零部件故障，可用易损备件和随车工具在短时间（30min）内排除。
4）轻微故障。
指对汽车正常运行基本没有影响，不需要更换零部件，可用随车工具（5min内）较容易排除的故障。
1.2 汽车的耐久性：是指汽车进入极限技术状态之前，经预防维修（不更换主要总成和大修）维持工作能力的性能。
1.3维修性：是指在规定条件下使用的产品，在规定时间内按规定的程序和方法进行维修时，保持或恢复到能完成规定功能的能力。
1.4 汽车的使用期限：是指新车开始使用直至报废为止的使用延续时间（或行程）。
汽车的可靠性
汽车的可靠性1 可靠性的定义广义可靠性由三大要素构成：可靠性、耐久性和维修性。
通常所说的可靠与不可靠，只是对汽车本身的质量而言。
1.1可靠性汽车的可靠性是指汽车产品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。
汽车可靠性包括四个因素：汽车产品、规定条件、规定时间和规定功能。
汽车产品是指汽车整车、总成或零部件，它们都是汽车可靠性研究的对象。
规定条件是指规定的汽车产品工作条件，它包括：气候情况、道路状况、地理位置等环境条件，载荷性质、载荷种类、行驶速度等运行条件，维修方式、维修水平、维修制度等维修条件，存放环境、管理水平、驾驶技术等管理条件。
规定时间是指规定的汽车产品使用时间，它可以是时间单位（小时、天数、月数、年数），也可以是行驶里程数、工作循环次数等。
在汽车工程中，保修期、第一次大修里程、报废周期都是重要的特征时间。
规定功能是指汽车设计任务书、使用说明书、订货合同及国家标准规定的各种功能和性能要求。
不能完成规定功能就是不可靠，称之为发生了故障或失效。
根据故障的危害程度不同．汽车故障通常分类：1）致命故障。
指危及人身安全、引起主要总成报废、造成重大经济损失、对周围环境造成严重危害的故障。
2）严重故障。
指引起主要零部件或总成损坏、影响行驶安全、不能用易损备件和随车工具在短时间（30min）内排除的故障。
3）一般故障。
指不影响行驶安全的非主要零部件故障，可用易损备件和随车工具在短时间（30min）内排除。
4）轻微故障。
指对汽车正常运行基本没有影响，不需要更换零部件，可用随车工具（5min内）较容易排除的故障。
1.2 汽车的耐久性：是指汽车进入极限技术状态之前，经预防维修（不更换主要总成和大修）维持工作能力的性能。
1.3维修性：是指在规定条件下使用的产品，在规定时间内按规定的程序和方法进行维修时，保持或恢复到能完成规定功能的能力。
1.4 汽车的使用期限：是指新车开始使用直至报废为止的使用延续时间（或行程）。
Vehicle_Reliability_Prediction车辆可靠性评价-美国西南研究院
Reliability
Material Property
Goal
Buckling Limit Loading
Importance
1
Load
0.8
0.6
Boundary Condition
Crankshaft High Cycle Fatigue
0.4
0.2
0 Location Radius Load S-N Scatter
10
Motivation and Benefits 研发目的和效益
Quantify risk and reliability 量化风险和可靠性
• Identify/reduce over-conservatism in design 识别/减少过于保守的设计 • Risk/cost-based design optimization 基于风险/成本的设计优化 • Risk/cost-based maintenance planning 基于风险/成本的维修计划 • Minimize life-cycle costs 降低寿命周期成本Rotor Fracture and Inspection Scheduling转子断裂风 险和定期检查
NESSUS: Probability of Exceeding 60 ksi Stress 应力超出60Ksi概率
Risk Assessment and Decision Analysis 风险评估与决策分析
• Fatigue Crack Initiation and Growth 疲劳裂纹和裂纹生长 • Brittle and Ductile Fracture 脆性和塑性破坏 • Environmental Degradation 环境退化
汽车制造质量保证与可靠性工程考核试卷
B.耐久性
C.安全性
D.市场占有率
8.在汽车制造中，什么是导致产品质量波动的主要原因？（）
A.人为因素
B.机器因素
C.方法因素
D.所有以上因素
9.在汽车质量检验中，AQL代表什么？（）
A.可接受质量水平
B.可接受缺陷水平
C.平均质量水平
D.平均缺陷水平
10.以下哪种方法不适用于汽车制造中的可靠性测试？（）
A.制质量计划
B.进行质量检测
C.分析质量数据
D.执行市场营销
5.在汽车制造过程中，以下哪种方法常用于减少产品缺陷？（）
A.预防措施
B.检验
C.故障树分析
D.市场调查
6.在汽车质量保证体系中，ISO/TS 16949主要针对哪个领域？（)
A.电子元件
B.汽车行业
C.医疗器械
D.食品工业
7.以下哪项不是汽车可靠性的评价指标？（）
6.在汽车制造中，所有的质量问题都可以通过事后检验来解决。（×）
7.可靠性是产品设计中不可更改的特性。（×）
8.汽车制造质量保证体系中，内部审核是为了发现和纠正问题的。（√）
9.敏捷制造是一种只关注快速响应市场变化的制造方法。（×）
10.提高汽车制造质量只需要依靠自动化和先进技术。（×）
五、主观题（本题共4小题，每题5分，共20分）
B.低温测试
C.振动测试
D.耐久性测试
8.以下哪些措施可以提高汽车制造的可靠性？（）
A.优化设计
B.选择高质量材料
C.改进生产工艺
D.增加库存
9.汽车制造质量保证中，以下哪些是供应商管理的关键点？（）
A.供应商选择
B.供应商评估
汽车可靠性 PPT课件
▪ (2)奠基期。20世纪50年代起，可靠性问题愈加突 出。 美国军用雷达：因故障不能工作的时间占84%； 陆军电子设备：在规定时间内有65% ~75%因 故障不能使用。 1952年美国国防部“电子设备可靠性咨询小组”； 1957年发表“军用电子设备的可靠性报告”，提出 了在研制、生产过程中对产品可靠性指标进行试验、 验证和鉴定的方法，以及包装、储存、运输过程中 的可靠性问题及要求。 该报告是电子产品可靠性工作的奠基性文件，可靠 性理论研究开始起步。
7
▪ (1)汽车产品。汽车产品包括整车、总成 和零部件，它们都是汽车可靠性研究的 对象。
▪ (2)规定条件。条件包含工作条件（气候 情况、道路状况、地理位置等）、运用 条件（载荷性质、载运种类、行驶速度 等）、维修条件（维修方式、维修水平、 维护制度等）和管理条件（存放环境、 管理水平、驾驶员技术水平等） 。
5
Байду номын сангаас
主要内容
▪ 汽车可靠性理论 ▪ 汽车零部件失效理论 ▪ 汽车维护工艺 ▪ 汽车修理工艺 ▪ 汽车零件修复方法 ▪ 汽车维修质量评价 ▪ 主要总成检修
6
汽车可靠性理论基础
一、汽车可靠性概述 ▪ 1. 汽车可靠性：是指汽车产品在规定的使
用条件下，在规定的时间或者规定的里程 内完成规定功能的概率。
▪ 汽车可靠性包含四个要素，即汽车产品、规定条 件、规定时间、规定功能。
13
可靠性的评价指标
▪ 汽车可靠性是汽车所具有的寿命质量方面的一种能力。可 靠性评价指标有可靠度、累积故障概率、故障率、平均无 故障工作时间、平均首次故障时间、可靠寿命、平均维修 时间。
1.可靠度 汽车可靠度是指汽车产品在规定的条件下和规定的时间内， 完成规定功能的概率，用R 表示。 概率是反映随机事件在n次试验中发生r次故障的可能性。 概率是通过频率来表达的，所谓频率是指在n次试验中， 产生r次某种结果，那么出现这种结果的频率就是r/n，显 然0≤r／n≤1。
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47 48 49 54 55 56 57 58 59
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烧 蚀
烧 坏 击 穿 塑性变形 拉 伤 龟 裂
06
07 08 09 10 11
压力不当
行程不当 间隙不当 干 涉
20
21 22 23
功能失效
性能衰退 超 标 异 响 过 热 锈 蚀 密封不良
34
35 36 37 38 39 41
发卡(卡死、 抱死、顶 24 死) 失 调 堵 塞 25 26
案例：飞机操纵杆寿命分布计算
分析单位:SWRI 分析工具:NESSUS,ABAQUS 随机变量:
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系统任务可靠性计算
系统可靠性度 System Rel = f (Subsys Rel)
Goals
Analysis
R1
可靠性关系模型
子系统可靠度
R3
R2 R4
可靠性参数计算 薄弱环节分析 案例链接
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机械结构产品可靠性计算
可靠性量化
确定/缩减过于保守的设计 基于风险/成本的设计优化 基于风险/成本的维修计划-- 寿命周期费用的最小化 弥补安全系数不能综合量化可靠性的不足
根据变量的重要度和以及系统的失效模式设计
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应力强度干涉分析－机械结构
构成特征 •材料 •尺寸
机械零件
应力特征 •弯曲应力 •扭转应力
构造数学模型
概率分析方法
变量随机化
可靠度
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应力强度干涉模型
机械零件的可靠性设计，就在于揭示应力
及强度的分布规律，合理地建立应力与强度之
Y g y (Y1 , Y2 ,...,Yn )
其中：Yi表示为影响应力的随机量，如载荷情况、应 力集中、工作温度、润滑状态等等。
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应力强度干涉模型
如果产品或零部件的强度 X 小于应力 Y ，则它们就不 能完成规定的功能，称为失效。欲使产品或零部件 在规定的时间内可靠地工作，必须满足义X≥Y，即
组合法
响应面＋蒙特卡罗方法 AMV+ ＋ 自适应重要抽样法 (AIS)
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案例：燃气涡轮发动机转子风险评估
分析单位：SWRI 分析工具NESSUS,DAWRIN,Patran,Nastran 随机变量：
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系统 分系统 车身 门 窗 内装 外装
组件
门内板
玻璃窗
密封条
门锁
© 2006 北京计是对产品或者系统的可靠性进行定量的估计，
推测其可能达到的可靠性水平，是其从定性考虑转入定 量分析的关键之处，是实施可靠性工程的基础。
可靠性预计是根据组成系统的元器件、零部件的可靠性 来估计的，是一个自下而上、由局部到整体、从小到大 的一种系统综合过程，它需要根据历史产品的可靠性数 据、系统的构成和结构特点、系统的工作环境、元器件 的工作应力和质量级别等因素来进行估计，主要用在产 品的设计阶段。
故障模式 名称
变 质 剥 落
代 号
15 16
故障模式 名称
渗 油 漏 气
代 号
39 30
故障模式 名称
摆 头 抖 动
代号 44 45
开 裂
裂 纹 点 蚀
03
04 05
异常磨损
松 动 脱 落
17
18 19
渗 气
漏 水 渗 水
31
32 33
方向漂移
歪 斜 飞 车 窜气、窜 油 油水混合 速度不稳 怠速不稳 调速不稳 功率突降 损 坏
0
D R E P 推荐的措施 T N 多好
？ 0 输入 是什 么？ 输入如 何出错 ？ 对输出的 影响是什 么？
0
？ 0 0
0 0
0
0
要因是什 么？
0
这些如何发 现或预防？
0
0
0
0
0
0
能做些什 么？
0
0
0
0
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故障模式分析
故障模式 名称
断 裂 碎 裂 代号 01 02
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案例四－机械结构可靠性分析
客户：北京理工大学 产品：某型号汽车产品的曲轴 目的：
结构可靠性定量计算 案例链接
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内容
可靠性建模和计算技术 故障模式影响分析－FMEA 可靠性评估技术 可靠性设计技术 可靠性试验技术
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控制措施是什么？
谁来做？ 什么时候做？
效果如何？
预计效果 试验效果 实际效果 Page 26
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FMEA 的分析表格
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简单说明
工序/输入 潜在故障模式 故障影响 S E V 多坏 故障原因 O C 当前控制方法 C 频度？
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FMEA 的历史
二十世纪六十年代，起源于Apoll项目，NASA。 1974年，MIL-STD-1629诞生，美国海军。 1976年，美国国防部确定FMEA所有武器采购的必要活 动。 七十年代后期，美国汽车工业采用FMEA作为风险评估工 具。 八十年代中期，美国汽车工业采用过程FMEA。 1991年，ISO9000 推荐 1994年，QS9000 强制 2001年，FMEA 技术作为风险控制的主要手段之一。
风险判别
（一维）严重度 （二维）严重度&发生度风险矩阵 （三维）风险顺序数
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严重度判别准则
后果
无警告的严重 危害 有警告的严重 危害 很高 高 中等 低 很低 轻微 很轻微
判定准则：后果的严重度
严重级别很高。潜在失效模式影响车辆安全运行和/或包含不符合政府法 规情形。失效发生时无预警。 严重级别很高。潜在失效模式影响车辆安全运行和/或包含不符合政府法 规情形。失效发生时有预警。 车辆/系统无法运行（丧失基本功能）。 车辆/系统能运行，但性能下降。顾客很不满意。 车辆/系统能运行，但舒适性/方便性方面失效。顾客不满意。 车辆/系统能运行，但舒适性/方便性方面性能下降。顾客有些不满意。 装配和最后完工/尖响声和卡塔响声不符合要求，多数顾客发现有缺陷 （多于75％）
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FMEA的思路
风险在那里？ 风险的原因是什么？ 风险的后果有多严重？ 发生几率有多大？ 当前控制措施是什么？
设计缺陷 过程问题 使用问题 服务问题
风险评价 风险排序
相对定量评价RPN ｛风险1、风险2….｝
要解决哪些风险？
排在前面的 资源允许的 可以解决的
间的力学模型，严格控制失效概率，以满足可 靠性设计要求，因此可以认为应力强度分布干
涉模型是机械零件可靠性预计的基本模型 。
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应力强度干涉模型
产品或零部件能够承受以上各种应力的程度，统称 为产品或零部件的强度，用X表示，如果用函数的方 式表示出来可以为：
Z X Y 0
应力Y和强度X是相互独立的随机变量，所以Z也为一 个随机变量，因此，产品或零部件的可靠度可以表 示为：
R P( Z 0)
相应的累积失效概率可以表示为：
F 1 R P( Z 0)
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应力强度干涉模型
机械设计中，由于随机变量X与Y具有相同的量纲，因此，X和Y的 概率密度曲线可以表示在同一坐标系上。
X f x ( X 1 , X 2 ,..., X n )
其中：Xi为影响强度的随机量，如零部件材料性能、 表面质量、尺寸效应、材料对缺口的敏感性等。
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应力强度干涉模型
施加于产品或零部件上的物理量，如应力、压力、 温度、湿度、冲击等等，统称为产品或零部件所受 的应力，用Y表示，用函数的方式表示出来可以为：
汽车产品可靠性工程技术
陈晓彤 北京运通恒达科技有限公司 2018年9月
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可靠性工程技术
可靠性建模和计算技术 故障模式影响分析－FMEA 可靠性评估技术 可靠性设计技术 可靠性试验技术
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产品是分层次的
从上到下的层次：系统、子系统、设备、组件、模 块、零部件 在本文中，除了零部件外，任何层次的产品都可以 称为系统，而单元是系统的下级组成部分
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什么是 FMEA？ FM E A
Failure Mode Effect Analysis
故障模式影响分析（Potential Failure Mode and Effects Analysis，简记为FMEA） 是分析系统中每一产品所有可能产生的故障模式及其对 系统造成的所有可能影响，并按每一个故障模式的严重 程度、检测难易程度以及发生频度予以分类的一种归纳 分析方法。
确定关键变量– 更好的资源配置 降低高灵敏度– 最优化设计
简化可靠性测试
最小化满额度测试– 利用试验来验证模型 模拟高费用测试 可以分析更多的变量以及设计方案