汽车发动机可靠性分析研究
探讨汽车发动机的质量与可靠性管理

探讨汽车发动机的质量与可靠性管理发布时间:2021-05-07T10:22:59.263Z 来源:《基层建设》2021年第1期作者:刘世佳关林[导读] 摘要:随着我国经济的快速发展,汽车已经进入到千家万户。
哈尔滨东安汽车发动机制造有限公司黑龙江哈尔滨 150060摘要:随着我国经济的快速发展,汽车已经进入到千家万户。
作为汽车的核心组成部分,汽车发动机的质量水平直接关系到客户对整车使用的基本要求,而要保证发动机的质量水平则必须要重视汽车发动机的质量管理提升工作。
我们要通过技术零件的设计、先进高效的设备、兼顾操作性与准确性的工艺、完善的质量体系、经验丰富的操作人员等多方面共同对发动机生产过程的稳定性进行保证,降低发动机总成的质量风险。
受疫情影响,当下我国的汽车市场持续低迷,可靠而稳定的发动机质量也对保护市场、保证整车企业的持续发展起到决定性作用,因此本文对如何提升汽车发动机的质量和可靠性进行了分析和探讨,希望能够促进我国汽车行业的发展。
关键词:汽车发动机;质量与可靠性;管理1前言随着我国城市化进程的不断提高,人们生活水平有了极大的改善,对汽车的需求量也越来越大,汽车行业借此取得了较大的发展。
在汽车行业的发展过程中,必须要建立一个完善的体系,来保证整车质量水平的持续提升。
作为汽车的核心零部件,汽车发动机质量的提升对汽车行业总体质量水平起到关键作用。
因此在发动机生产过程中,必须从设计开发、零部件管理、装配过程管理、售后和车厂质量目标管理等多个方面对提高汽车质量进行数据和技术上的支持。
目前我国的汽车发动机生产行业正在高速发展中,但不可否认的是在制造过程中,还存在着很多问题,还需要不断地提升学习国外的高新技术和管理经验,提高汽车行业的整体制造水平,以此来提高整个汽车行业的质量管理水平,进而最大程度地降低汽车发动机故障率。
2汽车发动机的质量管理分析2.1提高设计质量要进行汽车发动机质量管理,需要对汽车发动机生产的全过程进行质量管理,而作为生产制造的开端,发动机的设计能否满足客户要求、是否有足够的可靠性和安全性就成为了重中之中。
汽车发动机可靠性试验方法

汽车发动机可靠性试验方法汽车发动机是汽车的核心部件,高可靠性是其重要的用户性能指标。
因此,为了确保汽车发动机的可靠性,必须进行相应的可靠性试验。
一、可靠性测试的内容1、静态可靠性测试:主要通过对发动机本身及其所配件的拆装、外观检查、抗压测试等一系列静态测试,以确定发动机的各种性能指标是否达到规定的要求。
2、动态可靠性测试:主要是测试发动机在正常工作状态下的可靠性,其方法通常是利用外部特定的机械设备进行动态加载,模拟发动机正常运行时的各种状态,检查发动机是否能够稳定发挥其功能。
3、热力学可靠性测试:主要是测试发动机加热运行时的热可靠性,其方法是将发动机置于特定的热环境中,检查其在正常工作条件下是否可以正常正常运行而不出现热故障现象。
二、可靠性测试的要求1、测试试验应采取科学有效的技术方法,保证测试结果的准确性和可靠性;2、测试设备应能够有效模拟真实的使用状况,避免极端情况的出现;3、测试结果应与实际使用状况相一致,使用前应对发动机进行充分的测试;4、应严格按照规定的质量标准进行可靠性测试,确保测试结果的精确性和准确性;5、应保证检测过程的安全性,裁减检测误差,使可靠性测试结果尽可能准确。
三、可靠性测试的方法1、采用统计学的方法进行可靠性测试:过对发动机的累计耗用量、失效日期和失效概率等指标的统计,可以推断出发动机的可靠性,从而确定其可靠性水平。
2、采用物理学的方法进行可靠性测试:过分析发动机内部结构和装配关系,可以发现可能存在的缺陷,指出发动机的可靠性水平。
3、采用计算机仿真技术进行可靠性测试:过使用计算机仿真技术,可以模拟发动机在实际使用状况下的性能,从而可以准确预测发动机在正常工作状态下的可靠性。
综上所述,汽车发动机可靠性试验是确保汽车发动机可靠性的重要手段。
其内容包括静态可靠性测试、动态可靠性测试、热力学可靠性测试等,要求采用科学有效的技术方法,严格按照质量标准进行测试,可以采用统计学、物理学、计算机仿真技术等多种测试方法,以确保发动机的可靠性。
汽车发动机ECU的可靠性实验

汽车发动机ECU的可靠性实验作者:卢好阳丁浩来源:《电子技术与软件工程》2017年第08期摘要本文根据汽车发动机ECU相关特征,结合同类可靠性实验和某汽车发动机ECU的研发技术,在ECU可靠性筛选试验、可靠性增长试验和可靠性鉴定试验的试验原理和实施过程指导下,,开发了ECU可靠性试验系统,并制订出详细的ECU可靠性联合试验方案。
通过实验得出该方案可行且系统平台设计合理,ECU取样平均寿命有所延长,可靠性水平有所提升。
【关键词】汽车发动机电子控制单元可靠性试验汽车ECU又名汽车电子控制单元,它作为汽车的大脑,闭环控制着发动机的燃油和点火系统,使其动力性、环保性和燃油经济性得到三重提升。
由于汽车发动机工作的特殊性,作为ECU必须同时具备防振、防水、防尘的功能;同时,无论是电磁辐射还是电压波动,它必须将其屏蔽,否则在发生故障时,一方面损坏发动机,带来高昂的维修成本;另外可能危及人身安全,带来不可估量的损失。
因此ECU的可靠性实验研究,就是为了后期的产品生产中为产品改进提出依据。
本文主要通过某ECU开发过程设计实验,进行汽车发动机ECU的可靠性实验研究。
1 设计实验系统并进行实验ECU可靠性实验需要基于不同的环境条件进行,因此需要在不同环境参数条件下,完成实验。
1.1 具体设备1.1.1 自主研发的ECU仿真运行测试平台在该平台下进行实验,能够完全模拟汽车实际作业情境,包括传感器信号和执行负载,发动机和ECU的通信切换,并实时监控ECU对故障类型和时间做一监控。
1.1.2 可控制温度的试验箱在该试验箱内,实验者可以控制温度,使温度快速升降或渐变,并观察ECU在不同的温度条件下的不同变化。
1.1.3 可控制湿度的试验箱在该试验箱内,可以通过人工控制或编程控制调节作业湿度,并观察ECU在不同的湿度条件下的不同变化。
1.1.4 可控制振动的试验箱在该试验箱内,对ECU实行不同的振动条件,一方面观察在不同振动条件下ECU的不同作业情况;另一方面测试ECU的抗振能力。
汽车发动机的fmea分析报告

汽车发动机的FMEA分析报告1. 引言FMEA(Failure Mode and Effects Analysis)是一种常用的风险评估方法,被广泛应用于汽车制造等领域。
本报告旨在通过对汽车发动机的FMEA分析,识别潜在的故障模式,评估其对系统性能和可靠性的影响,并提出相应的改进措施,以提高汽车发动机的质量和可靠性。
2. FMEA分析过程2.1. 选定分析范围本次FMEA分析的范围为汽车发动机及其相关系统,包括燃油供给系统、点火系统、冷却系统等。
2.2. 识别潜在故障模式在识别潜在故障模式时,我们参考了历史故障数据、设计规范、专家意见等多方信息,对发动机的各个组成部分进行了仔细的分析。
以下是我们识别出的一些潜在故障模式:2.2.1. 燃油供给系统•燃油泵失效:燃油泵镶嵌的轴承磨损可能导致泄漏或无法提供足够的燃油压力,影响发动机的燃油供应。
•燃油喷嘴堵塞:燃油喷嘴内积聚的沉积物可能导致喷嘴堵塞,影响燃油的均匀喷射。
2.2.2. 点火系统•点火线圈故障:点火线圈的绝缘损坏可能导致火花能量不足或点火信号中断,影响燃烧效率。
•点火塞老化:点火塞经长时间使用后可能出现电极磨损或腐蚀,影响点火效果。
2.2.3. 冷却系统•散热器堵塞:冷却系统中的散热器可能受到灰尘、沉积物等的堵塞,导致发动机过热。
2.3. 评估故障后果针对每个潜在故障模式,我们评估了其可能引发的后果,涉及到发动机性能、安全性和可靠性等方面。
以下是我们对一些故障后果的评估:2.3.1. 燃油供给系统•燃油泵失效:可能导致发动机无法启动或在运行过程中突然熄火,影响车辆的可靠性和安全性。
•燃油喷嘴堵塞:可能导致燃烧不完全、动力下降、油耗增加等,影响发动机的性能和可靠性。
2.3.2. 点火系统•点火线圈故障:可能导致发动机无法启动或在运行过程中突然熄火,影响车辆的可靠性和安全性。
•点火塞老化:可能导致燃烧不完全、动力下降等,影响发动机的性能和可靠性。
汽车发动机的性能和可靠性分析

汽车发动机的性能和可靠性分析随着汽车行业的发展,汽车发动机的性能和可靠性越来越受到人们的关注。
发动机作为整个汽车的核心部件,其性能和可靠性对汽车的驾驶体验和使用寿命都有着至关重要的影响。
本文将从发动机的性能和可靠性两个方面进行分析和探讨。
一、性能分析1.1 动力性能动力性能是发动机的重要指标之一,主要包括最大输出功率和最大扭矩两个方面。
最大输出功率反映了发动机的总体动力水平,通常以马力或千瓦为单位进行表示。
最大扭矩则反映了发动机在低转速下的爬坡能力和行驶舒适度,通常以牛·米(N·m)或磅·英尺(lb·ft)为单位进行表示。
一般来说,动力性能越强大,车辆的加速性和行驶稳定性就会越好,但也需要在经济性和环保方面做出平衡。
1.2 燃油经济性燃油经济性是汽车用户普遍关注的一个方面,也是环保和省钱的重要考虑因素。
发动机的燃油经济性主要体现在百公里耗油量和 CO2 排放量上。
此外,燃油经济性还与发动机的工作原理、燃油喷射系统、气缸数、气门机构等因素有关。
一般来说,技术先进、燃油喷射效率高的发动机会更具有燃油经济性。
1.3 噪音和振动发动机噪音和振动对于驾驶安全和乘坐舒适度都有着不可忽视的影响。
发动机的噪音主要与气门、活塞、曲轴等部件的运行声音有关,振动则与发动机在工作过程中的相对平衡性有关。
一般来说,发动机的排量越小,噪音和振动就会越小,但也需要在动力性能和燃油经济性方面做出平衡。
1.4 寿命和耐久性发动机的寿命和耐久性是普通汽车用户比较难直接感受到的一个方面。
发动机的寿命受到诸多因素影响,包括排量、转速、工作条件、维护保养等。
一般来说,排量越大、转速越高的发动机寿命会相对较短,而适当的保养和修理能够延长发动机的使用寿命。
二、可靠性分析2.1 稳定性和安全性汽车发动机的可靠性对于车辆的稳定性和安全性至关重要。
发动机的可靠性主要体现在零部件的质量和制造工艺等方面。
过硬的零部件和严格的制造流程能够提高发动机的可靠性和耐用性,同时也能够降低发生故障的可能性。
发动机可靠性试验方法

发动机可靠性试验方法试验前准备:1.确定试验目标:明确试验的目的,如验证发动机的可靠性和性能。
2.确定试验项目:制定试验项目清单,包括项目名称、测试要求、和测试标准等。
3.确定试验工况:根据实际使用条件和设计要求,确定试验工况,包括转速、负荷、环境温度等参数。
4.准备试验台架:搭建适合试验的台架,包括动力系统、传动系统和冷却系统等。
5.准备试验设备:选择合适的数据采集设备和传感器,用于采集并记录各项试验数据。
试验过程:1.就地试验和安装试验:首先进行就地试验,对发动机的各项参数进行测试,确保性能符合要求。
然后将发动机安装到试验台架上,进行安装试验,测试其运行状态和性能。
2.耐久性试验:在规定的试验工况下,让发动机连续运行一定的时间,通常为几百到几千小时。
期间定期检查发动机的工作情况,如发动机的功率输出、燃油消耗、排放情况等。
3.环境试验:将发动机放入特定的环境中,如低温、高温、高海拔等,测试其在不同环境下的工作状况和性能表现。
4.重启试验:在发动机热机状态下进行多次尝试重新启动发动机,测试其重启性能和可靠性。
5.运动试验:在不同的道路条件下,测试发动机的振动性能和各项参数的变化情况。
6.故障模拟试验:通过对发动机进行特定的负荷和环境刺激,模拟可能发生的故障情况,测试发动机对故障的应对能力和自动保护装置的可靠性。
试验后处理:1.数据分析:对试验期间采集到的数据进行分析和处理,提取关键信息,评估发动机性能和可靠性。
2.故障分析:对试验过程中发生的故障进行分析,确定故障的原因和解决方案,做出相应的改进和优化。
以上是一种常见的发动机可靠性试验方法,根据不同的需求和试验对象,还可以进行其他的试验项目和方法。
发动机可靠性试验是一个复杂的过程,需要经验丰富的技术人员进行设计和操作。
通过可靠性试验,可以不断改进产品,提高发动机的可靠性和性能,满足用户的需求。
汽车发动机ECU的可靠性实验

1设计实验系统并进行 实验
E CU可 靠性 实验 需要基 于不 同 的环 境条 件进行 ,因此 需要在 不同环境参数条件下 ,完 成实验 。
1 . 1具体设备
1 . 1 . 1自主研发 的 E C U仿真运行测试平 台 在该 平 台下 进行 实验 ,能和 E CU的通信切 换,并实 时监控 E C U 对 故障类型和时 间做一监控 。 1 . 1 . 2可控制温度的试验箱 在 该 试验 箱 内,实 验者 可 以控 制温 度, 使 温度 快速升 降或渐 变 ,并观 察 E C U在 不同 的温度 条件下的不 同变化 。 1 . 1 - 3可控制 湿度的试验箱 在 该 试验 箱 内,可 以通 过人 工控 制或 编 程 控制 调节作 业湿度 ,并观 察 E CU在不 同的 湿度条件 下的不同变化 。 1 . 1 . 4可控制 振动的试验箱 在 该试验 箱 内,对 E CU实行 不同的振 动 条件 ,一方 面观 察在不 同振动 条件 下 E C U 的 不 同作业 情况 ;另一方 面测试 E C U 的抗振 能 力。 1 . 1 . 5可控温度 、湿度 、振动综合实验箱 在 该试验 箱 内,对 汽车发 动机 的 E C U 进 行综合测 试,并结合前面的单 向测试验证其 可
行可靠性增长实验,本次实验选用无替换定时 截 尾实验 ,设定结尾时间为参数 t O( t 0 = 1 0 d ), 1 . 2具体实验 过程 实验 结束数据如表 1 。 对第一 轮可 靠性增长 实验 被淘汰 的 E C U 1 . 2 . 1可靠性筛选 实验 进 行原因分析,一是由于 电路设计时 曲轴位置 作为汽 车发动机 E C U 可靠性 实验 的第 一 传感器为 单信号输 入,无法有效排除干扰:二 步,即初次筛选过程。通常用于大批量生产后 是 由于点火脉冲 过高,易产生过高温度。针对 的E C U 产品进 行 ‘ 海 选 ’ 的过 程 。该 步 骤 是 这两个 问题提 出改进措施 : 为 了淘 汰一 批有 较 明显瑕疵 的 E C U。一般情 ( I )将 电子控制单 元 内的曲轴位置传感 况下 ,是在 上文所 提到的具体设备 中,对试验 器 改为差分 曲轴位置 信号处 理并且将 E C U内 品施加 合理的压力,通常采用温度循环 、不规 部 曲轴位置传感 同时改为差分信号 。 则振动频 率和恒定高温测试,从而使那些有 明 ( 2 )对 点火脉冲不 稳定 的现象,应增加 显缺陷或潜在缺陷的 E CU在 压 力 下显 出鼓 掌 , 泄放二极管 ,分散一部分 点火脉冲 的能量,同 然后将其剔 除。大量实验数据表 明,该筛选实 时提高焊接质量等制造工艺 问题 。 验剔 除 的残次 品可达 9 0 % 准确度 。其余 产品 就第 一轮 可靠 性增 长实 验所表 现 出来 的 进入下一轮实验 。 问题进行针对性 的改善后 ,在实验参数不变 的 1 . 2 . 2可靠性增长实验 情况下继续进行第二轮可靠性增长实验 ,得 出 在 可靠 性筛 选实 验结 束后 ,通过 筛选 的 的实验数据如表 2 。 产品应投入不 同的实验环 境进行测试, 比如同 对该轮 实验失 效 E C U 再 次 进 行 分 析 : 是 时 以电应力和温度应 力作 为双加速应力进一步 因为密封失效导致水汽进入 , 从而烧坏 了电路 , 检测不合格 的产 品,该步实验 需使 产品缺陷暴 使其无法正常工作 。改进措施为密封圈再造加 露为硬件故障 ,如 电路设计 不合格 的产 品暴露 强 内部 控 制 系 统 , 使 E CU 可 靠 性得 到 提升 。 为 电容元件失效 。将 失效样 品进 行原因分析并 无论 是单 纯看 实验 数据 结果 ,还 是 同样 改进,元件失效则改进元件 ,生产 工艺不足则 在置信水平为 0 , 9的单侧置信下限 内进行计算 , 提升 工艺 ,并使 这些 改进 后 的产 品再 次进 行 可靠性 水平 已从 第一轮 的 6 9 4 h上升为 该轮结 可靠性筛选和可靠性增长 实验 ,使汽 车发动机 束的 2 0 6 4 h , 可 靠 性 水 平 大 大 提 升 。证 明 了 汽 E CU的可靠性实验不断得到提升 。 车发动机 E C U 实验的有 效性 。 1 . 2 . 3可 靠 性 鉴 定 实 验 通 过 最 后 的 可 靠 性 鉴 定 实 验 ,在 经 过 改 作为 可靠 性 实验 的最后 一 步,可 靠性 鉴 进的E CU样品中随机 选取 1 O件 样品,持续进 定实验 是确 定产品是否能够定型投产 ,所 以它 行1 0 0 h的 实 验 ,最 终 只有 1 个E C U产品失效, 的运 行条件 应尽可能和真实运行条件相一致 。 小于最初设 定的失效数判定标准 c = 3 ,可以考 该次实验选 用无 替换定时截尾 试验方 案, 虑接受 该样 品设计 ,并将其投入生产 。 即样 品测试过程中,一旦到达规定 的截至 时间 T c ,必须马上停止实验 ,且将不合格产 品数 予 3结论 以记录 ,判 断是否符合接收标准。 通过可靠性筛选实验 、可靠性增长实验和 若 该批 样 品残次 品 数量 小于初 始设 定 的 可 靠性 鉴定 实验 ,对 某 品牌 汽车 发动机 E CU 不合格 标准,可对其进行定型 ,并投入量产 : 若未通 过可靠 性实验,应该拒收该批样 品并对 进 行检测 暴 露其 现有 问题 并进行 针对 性 的改 故 障原 因进 行分 析和 改 进, 以求进 一步 提高 进 ,提高其平均 寿命从 l 1 5 9 h到 4 7 5 2 h ,一方 C U可 靠性 ,另一 E C U 可靠性 ;若 实验过 程 中, 尚未 达到 规定 面 大大提 高该 品牌 发动机 E 截至时 间但不合格样 品数 已超出规定标准 ,也 方面证 明实验 方案 可行且 实验系 统可以满 足实 可停止实验并拒收该批产 品。 际 的生 产 需 求 。
发动机可靠性及其评价技术分析

10 0 0亿 元 .内 燃 机 配 附 件 2 0亿 元 . 出 口创 汇 2 4 9 亿 一3 3亿 元 , 增 长率 在 8 5 左 右 …。 面 临 如 此 巨 年 .%
大 的生 产 与销 售 市 场 以及 受 国际 原 油 价 格 波 动 的 影
大修寿命 % , 发动机大修或换机 概率达到 5% 0 的累 积使用时间 。 ‘
O 引 言
发 动机 是 汽 车 、农 业 机 械 、 _ 程 机 械 、船 舶 、 T 内燃 机 车 、地 质 和 石 油 勘 探 、军 用 、通 用 机 械 、移
维 持 其 规 定 功 能 的 概 率 。 其 袭 示 为
A一 MTBF+M T R " T
式 中 M 一 发动机平均无 故障工作 时间 ;
代 ,但真正用于发动机行 业是在 2 世 纪 6 —7 年 0 0 0 代 …。 由于 2 0世 纪 7 0年 代 的 石 油 危 机 ,降 低 燃 油
消 耗 是 各 国发 动 机 厂 家 的 主 要 研 究 目标 ,从 而 使 同 功 率 档 次 的 发 动 机 燃 油 经 济 性 差 距 缩 小 ;但 是 发 动
迪 尔 公 司 成 立 了可 靠 性 研 究 部 门 ,并 提 出 了 4项 可
在规 定 时 间 内完 成 维 修 的 概 率 ; () 有 效 度 (A)指 发 动 机 在 某 一 时 刻 具 有 或 3
收稿 E 期 :2 0 - 5 1 l 0 50 - 6 基金 项 目:国家 自然科 学 基金 项 目 ( 0 7 0 5) 5 2 52 作 者简 介 :赵 秀荣 (I6 一)。 ,辽 宁辽 中 人 .副 教授 .东 北 大 96 女
机 之 间 的 可 靠 性 水 平 却 相 差 很 大 ,用 户 在 选 购 发 动 机 时 ,往 往 把 可 靠 性 指 标 看 得 比燃 油 经 济 性 和 价 格
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可靠性工程结课论文题目:汽车发动机可靠性分析学院:机电学院专业:机械电子工程学号: 201100384216 学生姓名:郭守鑫指导教师:尚会超2014年6月1日目录摘要 (3)关键词 (3)前言 (3)1. 可靠性及可靠性技术的概念 (4)2. 可靠性分析方式 (5)2.1 指数分布 (5)2.2 正态分布 (5)2.3 威布尔分布 (6)3. 汽车发动机可靠性评定指标 (6)4. 当前汽车发动机可靠性方面存在的主要问题 (7)4.1 设计、工艺质量问题 (7)4.2 常见的共性问题 (8)5. 可靠性综合评估认定 (8)6. 如何提高汽车发动机的可靠性 (9)参考文献 (9)汽车发动机可靠性分析郭守鑫(中原工学院机电学院河南郑州 451191)摘要:发动机是汽车的的核心部分,其技术性能的好坏是决定汽车行驶性能的关键因素。
而其中汽车发动机的可靠性是关系到主要技术性能“何时失效”的问题,这是汽车发动机至关重要的技术指标。
本文针对汽车发动机可靠性及其相关问题进行分析研究,主要论述了发动机可靠性分析方法、评定指标、试验方法以及国内外发展状况、当前汽车发动机可靠性方面存在的问题和提高汽车发动机可靠性的一些意见。
【关键词】汽车发动机;可靠性;分析方法;评定指标Abstract:The core part of the car engine, and its technical performance quality is a key factor in determining performance cars. Automotive engine reliability which is related to the main technical performance "when failure" problem, which is crucial to the car engine specifications. This paper for automotive engine reliability analysis and related issues,discusses the reliability analysis methods engines, evaluation indicators, testing methods and the development of domestic and international situation, the current existing car engine reliability problems and improve the reliability of the car engine some comments. 【Keywords】automobile engine; reliability; analysis; assessment index前言众所周知,当前汽车行业总体火爆,人们对汽车的需求量在日益增长。
然而由于发动机质量问题而引发的汽车整体质量问题也是数见不鲜,甚至导致一些事故的发生,它所引发的一连串问题却硬生生的摆在消费者和制造厂商之间。
在如何保证汽车整体质量的问题上,保证汽车发动机的质量至关重要,其中很大程度就是由汽车发动机可靠性所决定。
发动机的可靠性涉及到主机厂的设计、制造、装配、供应和售后服务等各部门;涉及到配套件、外协件的供应厂商和协作厂商;涉及到各种类型发动机用户的操作人员、维修人员和设备管理部门等。
这种协同环境既有主机厂内部各个部门的协同,又有主机厂与多家配套件、外协件的供应厂商的协同,还有主机厂与多家典型用户的协同。
我国发动机水平与国外先进国家比还有较大的差距:产品的检验精度很高,但加工精度差,精度保持性差,简单模仿多,细化分析少,用户维护保养差,这些方面增加了发动机发生故障的机率。
而所有的这些都是可靠性差的表现。
考核发动机可靠性指标的重要数据是平均无故障时间,国外发动机多数超过1万小时,而国产发动机远远低于这个数字。
这就难怪重要客户愿意多花几倍的价格来购买进口的发动机,而对国产发动机心有疑虑。
因此分析研究和提高国产发动机的可靠性已经到了非解决不可的时候了。
与此同时汽车面临巨大的生产与销售市场以及受国际原油价格波动的影响,研究发动机的高度可靠性在此成为发动机生产行业的关键技术。
1 可靠性及可靠性技术的概念汽车发动机的可靠性作为评价其质量的重要依据之一,现已在产品开发、设计、制造等方面显示出了越来越重要的作用。
所谓可靠性技术,是指以市场上的机械装置为对象,在预定的时间内,能保持其寿命,发挥性能、机能的一种综合性技术。
原来的可靠性概念指的是在既定空间时间条件下,实现赋予产品性能的程度,而现在则指的是按计划创造可靠性能的整体技术,如表1所示。
以前可靠性是用耐久性、QC(品质控制)之类的概念来表示的,因而可靠性技术受到了这种模糊不清的概念的影响(当然,根据各厂家的经验总结的评价技术是可信的)。
而能打破这种局面的乃是新的可靠性技术。
现在,多以耐久性评价可靠性。
可靠性耐久性QC产品保证大依据从规划、设计阶段到销售、服务,进行综合预测,在开发阶段创造出良好的质量按照市场调查及厂家独立的经验为依据的评价标准按照实际制造工序管理以往产品保证能充分保证产品质量良好的耐久性可保证产品具有较高的可靠性用实际方法可创造出高质量的产品对新产品的保证可从市场调查结果及实验值中预测出产品的寿命,保证产品的可靠性不可能充分保证产品的耐久性不一定能创造出高质量的产品优缺点因为有预测机能,所以可适应新产品,并且能进行定量处理产品式样或使用条件变化很大时,不适用,且不能进行定量处理条件变化时,必将创造出新的实际效果2 可靠性分析方式发动机的可靠性分析始于故障分析,对于稳定生产的一批发动机,发生的故障具有一定的统计规律。
为了保证汽车发动机的可靠性,提出了一系列的可靠性分析方法,包括有:设计审查;故障分析--故障树分析法;故障类型和影响分析法;统计寿命手段--威布尔分布法等;产品质量追踪;实施过程中的质量机能展开图等。
研究发动机发生故障的统计规律认为,发动机发生故障的时间(t)是服从某一分布函数f(t)的随机变量。
用物理方法和数理统计方法对发动机的故障、失效模式、影响因素及其规律进行分析,得出故障分析规律,是发动机可靠性研究的主要内容之一。
但在技术领域中,对提高可靠性来说最重要的是故障机理(其内容是从原理上解释装置等发生故障的原因),从大量试验中探明故障的本质原因。
常见发动机零件的故障(或寿命)分布规律有指数分布、正态分布、对数分布和威布尔分布。
2.1 指数分布指数分布密度函数为-λt ()λf t e =可靠度函数为-λt ()R t e =式中 λ——故障率发动机随机性冲击产生的故障(如超载下工作或过热造成的故障)、正常工作下突发故障(包括人为事故造成的故障和偶然性操作不当引起的故障),可维修的故障等均适用于指数分布的故障分析规律。
2.2 正态分布正态分布密度函数为221()()exp[]22t f t m s s p-=- 可靠度函数为221()()exp[]22tt R t dt m s s p ¥-=-ò 式中 μ——均值;σ——标准偏差。
发动机中有一些零件故障是由几种相对独立、公有均匀的微小差异量因素造成的,这些零件的故障概率分布函数多为正态分布,如燃烧室组件、气缸、汽缸盖和活塞的磨损性故障;喷油系统沉淀性故障;管阀系统的腐蚀性故障等。
发动机有些零件故障是分散的,如曲轴疲劳断裂和气门弹簧疲劳断裂等故障,这些零件的故障概率分布则属于对数正态分布。
2.3 威布尔分布威布尔分布密度函数为100()()()exp[]mm m t r f t t r t t --=-- 可靠度函数为 2()()exp[]t r R t t -=- 式中 m ——形态参数;r ——位置参数;0t ——尺度参数。
发动机的下列故障属于威布尔分布:串联结构在较强外应力随机作用下所发生的故障,如油水系统和齿轮传动系统的故障;非串联系统,零件故障间相互关系密切,由传播蔓延而导致的故障,如滚珠轴承的滚珠;磨损积累、疲劳积累和损耗积累逐渐产生的故障。
3 汽车发动机可靠性评定指标发动机可靠性是指发动机在规定的使用条件下,在规定的时间内完成规定功能的能力。
发动机的可靠性通常用下述指标进行评定。
(1) 可靠度( R )指发动机在规定使用条件下,在规定时间内完成规定功能的概率;(2) 维修度( M )指发动机在规定使用条件下,在规定时间内完成维修的概率;(3) 有效度( A )指发动机在某一时刻具有或维持其规定功能的概率。
其表示为MTBF A MTBF MTTR=+式中 MTBF —— 发动机平均无故障工作时间;MTTR ——发动机的平均修复时间。
(4) 寿命指发动机的工作时间。
常见发动机寿命指标:一是平均寿命 t MTBF ,发动机平均无故障工作时间( MTBF );二是可靠性寿命 t s ,发动机的可靠度下降到某一数值时发动机已工作的时间;三是大修寿命 B 50,发动机大修或换机概率达到 50%的累积使用时间。
为了正确全面反映发动机的可靠性水平,我国内燃机标准中制定了一套可靠性评定指标,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 )以及大修寿命(B 50)。
4 当前汽车发动机可靠性方面存在的主要问题各系列的汽车发动机除了本身存在设计方面的问题外,其他问题均具有共性。
据统计,在用户所有的报修项目中,属于用户使用、保养不当或电话咨询的占报修项目总数的30%--35%;属于发动机生产厂家责任的占保修项目总数的65%--70%。
对厂家责任进行细分,属于自制件质量缺陷或装试质量问题的占15%--25%;属于外购外协议(分供方)责任的占45%--65%;属于燃油系统故障的占20%--30%。
4.1 设计、工艺质量问题影响汽车发动机可靠性的因素是多方面且相当复杂的,根本性的影响因素出现在产品设计阶段。
设计的可靠性决定了整机的可靠性,产品设计中留下的缺陷是不可能在生产使用过程中得以解决的。
设计水平的高低对汽车发动机可靠性的高低起决定性作用。
显然,不完善的结构设计可能导致产品出现各种各样的故障。
实际上,几乎所有的发动机在经历一定的调试及使用后,都需要进行或多或少的结构修改,以提高其可靠性、耐久性、维护性和安全性。
在自制件及装试质量问题中,绝大多数是属于设计、工艺可靠性差造成的。
国内生产的发动机,由于受到工艺、设备等条件的限制,一个从理论上分析是良好的结构设计,而用于实际生产后,产品质量却往往得不到保障。