汽車可靠性 第一章課件

汽車可靠性技術第一講主講教師：楊志發(fā)學時：32課程時間（32學時）參考書汽車可靠性工程方法，王秉剛編著，機械工業(yè)出版社，1991可靠性技術與管理，楊萬凱編著，人民交通出版社，1989汽車可靠性工程，崔高勤編著，吉林科學技術出版社，1990汽車可靠性工程，浦維達編著，機械工業(yè)出版社，1998

汽車可靠性技術，明平順，李曉霞編，人民交通出版社，2005課堂紀律及相關要求考核形式：20%平時+80%期末引子—豐田召回事件事實很簡單，豐田很尷尬“MovingTowards”，國內(nèi)解譯為“車到山前必有路，有路必有豐田車”。無論路況多復雜，豐田都想縱橫馳騁。但沒路也要開路，就不是好玩的了，車到崖前應留步！“召回門”事件的不斷升級，對于已處于困境中的豐田公司無疑是場暴風雨?！癟oyota”，曾經(jīng)就有高人音譯為“頭要痛”，看來他真的是要頭痛了。世界各國的接連召回，豐田總裁赴美參加聽證，還有即將接踵而來的集體訴訟及巨額賠償。三個橢圓形組成的形似“牛頭”的豐田車標，曾給人以無限想象空間。而今天，那個垂直的橢圓形被漫畫家以“踏板”填充，確實小小的踏板給“豐田”公司抹了黑。上圖是在已售出的豐田車前，眾人駐足圍觀，而下圖是銷售處門前冷落車馬稀，前風檔上的“待售”赫然于目。召回前后售車狀況冰火兩重天。2010年1月，豐田在美國銷售9.9萬輛，是過去12年里首次月銷量跌破10萬輛，同比下降15.8%，而2009年12月豐田還銷售了18.8萬輛。產(chǎn)品不可靠，將會給消費者、公司甚至國家?guī)砭薮鬄碾y！?。?！可靠性工程概述

可靠性發(fā)展成為一門科學并應用到工業(yè)生產(chǎn)上還是近代的事，其歷史大約可以追溯到60-70多年前。內(nèi)容提綱可靠性工程發(fā)展及其重要性可靠性工程的基本內(nèi)容及意義可靠性的概念及指標汽車質(zhì)量與汽車可靠性

關于汽車可靠性的調(diào)查1）

萌芽期二戰(zhàn)期間

二戰(zhàn)期間，作戰(zhàn)飛機以及雷達上所用的電子設備，由于可靠性水平較低而屢屢出現(xiàn)故障。

美國60%航空電子裝置和70%的海軍用電子裝置發(fā)生故障。

1939年，英國航空委員會首次提出飛機故障率應低于0.00001次/h，這是最早提出飛機安全性、可靠性的定量指標。德國火箭專家R.Lussen首次對火箭誘導裝置可靠度進行計算，這是首次對復雜系統(tǒng)進行可靠度計算。1943年，美國成立專門機構(gòu)開始可靠性研究工作，工作重點在解決真空管質(zhì)量問題。1.發(fā)展階段

3）

普及期（全面發(fā)展階段）1960年代

美國在可靠性設計和實驗方面，取得了重要的成果。許多國家成立了可靠性研究機構(gòu)，開展各種相關活動，制定可靠性標準。

可靠性工程從電子工業(yè)向其它工業(yè)部門迅速推廣。從最復雜的阿波羅登月飛船到普通家用電器，都應用可靠性設計、可靠性管理技術，并且有了明確的可靠性指標。就汽車而言，不正常停駛和修理，帶來大量損失；各國索賠制度建立，退貨事件屢屢發(fā)生；汽車工業(yè)的發(fā)展，人們對汽車可靠性提出了更高的要求。這些都將推動汽車可靠性研究工作的發(fā)展。汽車可靠性技術第二講主講教師：楊志發(fā)學時：32日本1969年實施汽車召回制度，之前可靠性研究重點：a確保強度方面的安全性b延長車輛使用期限c延長維修期召回制度實施后可靠性研究具有如下特點：a可靠性技術與管理高度結(jié)合b采用可靠性新技術，加強設計檢評工作c重視試驗和故障分析d數(shù)據(jù)交換和反饋e實行全數(shù)檢驗和在線自動檢驗f

建立外協(xié)件的可靠性保證體系g

加強可靠性學術活動，進行技術培訓2.國內(nèi)外機械產(chǎn)品可靠性研究美國早在60-70年代就將可靠性技術引入汽車、發(fā)電設備、拖拉機、發(fā)動機等機械產(chǎn)品。

80年代，羅姆航空研究中心專門作了一次非電子設備可靠性應用情況的調(diào)查分析，試圖制定非電子產(chǎn)品的可靠性大綱。國防部可靠性分析中心(RJLC)收集和出版了大量的非電子零部件的可靠性數(shù)據(jù)手冊，數(shù)據(jù)手冊至今已先后四次改版。政府資助的機械故障預防研究小組設了四個技術咨詢委員會:診斷與檢測、故障、設計和技術推廣。中國1965年，錢學森建議下，原七機部成立了“可靠性質(zhì)量管理研究所”（705所），進行了開拓性研究工作；1978年，錢學森關心下在國防系統(tǒng)召開了第一次可靠性會議；1979年，中國電子學會成立“可靠性與質(zhì)量管理學會”；1980年代后,機械可靠性研究在我國開始受到重視。1982年，國家標準局成立“全國產(chǎn)品可靠性與維修性標準化技術委員會”，并制定了一些標準，我國可靠性研究開始蓬勃發(fā)展；1984年，頒布了《電子設備可靠性預計手冊》；從1986年起,原機械工業(yè)部己經(jīng)發(fā)布了六批限期考核機電產(chǎn)品可靠性指標的清單；——對產(chǎn)品開展了實質(zhì)性可靠性審核工作1992年3月國防科工委委托軍用標準化中心在北京召開了“非電產(chǎn)品可靠性工作交流研討會”。在研討會上發(fā)表的50篇論文基本上都是論述機械可靠性方面的問題；20世紀90年代，原機械電子工業(yè)部在“八五規(guī)劃綱要”中提出“以科技為先導，以質(zhì)量為主線”的發(fā)展模式，使產(chǎn)品的可靠性得到了較大的提高。3.可靠性工程的重要性主要表現(xiàn)某公司市場部2001年調(diào)查記錄顯示：“對可靠性的重視度，與地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)達程度成正比”。例如，英國電訊（BT）關于可靠性管理/指標要求有產(chǎn)品壽命、MTBF(MeanTimeBetweenFail,平均無故障工作時間)報告、可靠性框圖、失效樹分析（FTA）、可靠性測試計劃和測試報告等；泰國只有MTBF和MTTF(MeanTimeToFailure,平均無故障時間)的要求；而厄瓜多爾則未提到，只是提出環(huán)境適應性和安全性的要求。產(chǎn)品的可靠性很重要，它不僅影響生產(chǎn)公司的前途，而且影響到使用者的安全（1971年，前蘇聯(lián)的“聯(lián)盟11號”宇宙飛船返回時，因壓力閥門提前打開而造成三名宇航員全部死亡）。可靠性好的產(chǎn)品，不但可以減少公司的維修費用，而且可以很快就打出品牌，大幅度提升公司形象，增加公司收入。隨著市場經(jīng)濟的發(fā)展，競爭日趨激烈，人們不僅要求產(chǎn)品物美價廉，而且十分重視產(chǎn)品的可靠性和安全性。日本的汽車、家用電器等產(chǎn)品，雖然在性能、價格方面與我國彼此相仿，卻能占領美國以及國際市場。主要的原因就是日本的產(chǎn)品可靠性勝過我國一籌。美國的康明斯、卡勃彼特柴油機，大修期為12000小時，而我國柴油機不過1000小時，有的甚至幾十小時、幾百小時就出現(xiàn)故障。我國生產(chǎn)的電梯，平均使用壽命（指兩次大修期的間隔時期）為3年左右，而國外的電梯平均壽命在10年以上，是我們的3倍；故障率，國外平均為0.05次，而我國為1次以上，高出20倍，這樣的產(chǎn)品怎么有競爭力呢！因此要想在競爭中立于不敗之地，就要狠抓產(chǎn)品質(zhì)量，特別是產(chǎn)品可靠性，沒有可靠性就沒有質(zhì)量，企業(yè)就無法在激烈的競爭中生存和發(fā)展。因此，可靠性問題必須引起政府和企業(yè)的高度重視，抓好可靠性工作，不僅是關系到企業(yè)生存和發(fā)展的大問題，也是關系到國家經(jīng)濟興衰的大問題。

現(xiàn)代科技迅速發(fā)展導致各個領域里的各種設備和產(chǎn)品不斷朝著高性能、高可靠性方向發(fā)展，各種先進的設備和產(chǎn)品廣泛應用于工農(nóng)業(yè)、交通運輸、科研、文教衛(wèi)生等各個行業(yè)，設備的可靠性直接關系到人民群眾的生活和國民經(jīng)濟建設，所以，深入研究產(chǎn)品可靠性的意義是非常重大的。現(xiàn)代技術發(fā)展，人們對汽車的舒適性要求越來越高，汽車結(jié)構(gòu)變得越來越復雜，汽車零件數(shù)從過去的1萬個增至10多萬個甚至更多。不論從零件本身還是整體汽車結(jié)構(gòu)系統(tǒng)要求，需要提高可靠性。產(chǎn)品或設備的故障都會影響生產(chǎn)和造成巨大經(jīng)濟損失。特別是大型流程企業(yè)，有時因一臺關鍵設備的故障導致工廠停產(chǎn)，其損失都是每天幾十萬元甚至幾百萬元。因此，從經(jīng)濟效益的來看，研究可靠性是很有意義的。

研究與提高產(chǎn)品的可靠性是要付出一定代價的。從生產(chǎn)角度看，要增加產(chǎn)品的研制和生產(chǎn)的成本。但是，從使用角度看，由于產(chǎn)品可靠性提高了，就大大減少了使用費和維修費，同時還減少了產(chǎn)品壽命周期的成本。所以，從總體上看，研究可靠性是有經(jīng)濟效益的。

歷代的戰(zhàn)爭都有決定勝負的因素，現(xiàn)代戰(zhàn)爭的勝因是科技。

在戰(zhàn)場上，汽車、坦克等可靠性及運行狀況，往往決定戰(zhàn)爭的勝負。

戰(zhàn)爭還能帶動一些車輛技術的發(fā)展，如悍馬。

二、可靠性工程的基本內(nèi)容及意義1、基本內(nèi)容

可靠性工程涉及面積廣，需要從科研、設計、試驗、制造、運輸、貯存、直到使用和維護等方面，進行研究和實施的工作。

序號名稱內(nèi)容3可靠性試驗環(huán)境試驗；壽命試驗；篩選試驗。4制造質(zhì)量控制手段和方法5使用的可靠性保證使用和維護規(guī)程制定；操作和維修人員培訓；安全性設計；人-機匹配設計和環(huán)境設計。6可靠性信息現(xiàn)場數(shù)據(jù)收集、分析、整理和反饋；試驗數(shù)據(jù)處理和反饋；元器件失效率匯集和交換；各種可靠性信息搜集和交流；用戶調(diào)查和反饋?？煽啃怨こ痰幕緝?nèi)容

序號名稱內(nèi)容7元件可靠性制定元件可靠性；元件失效分析與可靠性評價；元器件及原材料的合理選擇；元器件的老化篩選；元器件現(xiàn)場使用情況調(diào)查和反饋。8系統(tǒng)可靠性可靠性預計與分配；失效模式效應與危害度分析；事件樹分析法(ETA)；故障樹分析法(FTA)；可靠性綜合評估。9可靠性教育舉辦各種可靠性學習班與講座；內(nèi)外培訓和內(nèi)外考察；專業(yè)技術會議；出版可靠性刊物、可靠性教材?？煽啃怨こ痰幕緝?nèi)容

序號名稱內(nèi)容10可靠性管理建立可靠性管理機構(gòu)和研究機構(gòu)；制定可靠性管理綱要；制定產(chǎn)品可靠性管理規(guī)范；建立質(zhì)量反饋制度；開展產(chǎn)品可靠性評審。11可靠性標準基礎標準；試驗方法標準；認證標準；管理標準；設計標準；產(chǎn)品標準?？煽啃怨こ痰幕緝?nèi)容

2、意義

可靠性揭示了產(chǎn)品質(zhì)量的本質(zhì)，是產(chǎn)品質(zhì)量的永恒的主題?？煽啃允钱a(chǎn)品質(zhì)量的一項重要指標現(xiàn)代質(zhì)量觀念認為：“產(chǎn)品質(zhì)量是產(chǎn)品滿足使用要求的特性總和”，包括性能、可靠性、安全性、適應性，經(jīng)濟性和時間性。汽車對這些性能都有明確要求，是典型的可靠性產(chǎn)品。產(chǎn)品日趨復雜、可靠性日益突出現(xiàn)代產(chǎn)品呈現(xiàn)出高性能、多功能、高新技術不斷應用，可靠性問題日益突出。如汽車為提高動力性、操縱穩(wěn)定性、安全性等，加裝的電子點火、ABS、SRS等，是汽車從純機械產(chǎn)品過渡到機電一體化產(chǎn)品，其可靠性涉及到電子系統(tǒng)。使用環(huán)境的嚴酷性，對可靠性要求更高現(xiàn)代工業(yè)日益發(fā)達，其發(fā)展領域已經(jīng)非常廣闊，發(fā)展空間也不受時間和地域的限制。如汽車產(chǎn)品產(chǎn)品要求在各種特殊環(huán)境如戈壁、沙漠、高原、沼澤地等應用，對汽車可靠性提出了更高的要求。全壽命周期費用的增長，對可靠性提出更高要求全壽命周期費用包括：購買費用、使用費用、維修費用等?？煽啃愿叩漠a(chǎn)品，故障少、維修費用低、零部件更換費用低，全壽命周期費用降低，產(chǎn)品的單位時間的效益增加。如一汽大眾的捷達車汽車可靠性技術第四講主講教師：楊志發(fā)學時：32三、可靠性的概念及指標基本概念?可靠性：可靠性是指產(chǎn)品在規(guī)定的條件和規(guī)定的時間內(nèi)，完成規(guī)定的功能的能力。?

可靠性工程：為達到產(chǎn)品可靠性要求而開展的一系列設計、研制、生產(chǎn)、試驗和管理工作。基本可靠性產(chǎn)品在規(guī)定的條件下，無故障的持續(xù)時間或概率。在沒有后勤保障情況下系統(tǒng)工作能力的度量考慮所有需要維修保障的故障采用冗余，降低基本可靠性通常等于或低于任務可靠性任務可靠性產(chǎn)品在規(guī)定的任務剖面內(nèi)完成規(guī)定功能的能力系統(tǒng)完成任務能力的度量只考慮引起任務失敗的故障通過冗余提高任務可靠性通常高于基本可靠性固有可靠性產(chǎn)品在設計、制造過程中賦予的固有屬性。產(chǎn)品的開發(fā)者可以控制。使用可靠性產(chǎn)品在實際使用過程中表現(xiàn)出的可靠性。除固有可靠性的影響因素外，還要考慮安裝、操作使用、維修保障等方面因素的影響。2.可靠性指標衡量產(chǎn)品可靠性的指標很多，各指標之間有著密切聯(lián)系，其中最主要的有四個，即：可靠度R

(t)、故障概率(或稱失效概率、不可靠度)F

(t)、故障概率密度函數(shù)(或稱失效概率密度函數(shù))

f(t)故障率λ(t)。

四、汽車質(zhì)量與汽車可靠性汽車質(zhì)量汽車產(chǎn)品質(zhì)量：經(jīng)濟學觀點---汽車的使用價值；管理學觀點---滿足用戶要求所應具備的質(zhì)量特性。包括：汽車的綜合性能、汽車的使用壽命、汽車產(chǎn)品的可靠性、汽車使用的安全性、汽車的經(jīng)濟性等。工作質(zhì)量包括：企業(yè)或部門的組織工作、技術工作、管理工作對產(chǎn)品質(zhì)量的貢獻程度。

工作質(zhì)量與產(chǎn)品質(zhì)量既有聯(lián)系又有區(qū)別，其關系是：工作質(zhì)量是保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提和條件；產(chǎn)品質(zhì)量是工作質(zhì)量的最終體現(xiàn)，也是企業(yè)各項工作的集中表現(xiàn)。2.汽車可靠性可靠性是指汽車產(chǎn)品（總成或零部件）在規(guī)定的條件和規(guī)定的時間內(nèi)，完成規(guī)定的功能的能力。3.汽車可靠性定義四因素：汽車產(chǎn)品－整車、總成、零部件

發(fā)動機、底盤、車身、電器設備規(guī)定時間所謂規(guī)定時間是指：汽車使用量的尺度，可以足時間單位(小時、天數(shù)、月數(shù)、年數(shù))，也可以是行駛里程數(shù)、工作循環(huán)次數(shù)等。在汽車運用工程中，保用期、第1次大修里程、報廢周期等都是重要的特征時間。規(guī)定條件

①汽車產(chǎn)品的工作條件

氣候、道路狀況、地理位置等環(huán)境條件②汽車產(chǎn)品的運用條件載荷性質(zhì)、載運種類、行駛速度③汽車產(chǎn)品的維修條件維修方式、維修水平、保養(yǎng)制度④汽車產(chǎn)品的管理條件存放環(huán)境、管理水平、駕駛員技術水平規(guī)定功能汽車設計任務書、使用說明書、訂貨合同以及國家標準規(guī)定的各種功能、性能和要求。故障或失效

汽車不能完成規(guī)定的功能就是不可靠，稱為發(fā)生了故障或失效。

1）硬故障：使汽車停駛的完全性故障

2）間隙故障：不能正常工作

3）軟故障：性能逐漸下降到最低規(guī)定限度而不能正常使用的衰退性故障，如制動性能、動力性能等4.汽車可靠性四大要素汽車的可靠性從定義出發(fā)，由產(chǎn)品、條件、時間、功能四因素構(gòu)成。從另一個角度，汽車可靠性由四大要素構(gòu)成，即可靠性、維修性、耐久性和安全性?？煽啃裕褐府a(chǎn)品固有的質(zhì)量屬性，汽車能夠不中斷地按照駕駛員的控制而運動的性質(zhì)。維修性：產(chǎn)品在規(guī)定的使用條件下，在規(guī)定的時間內(nèi)完成維修的能力。耐久性：汽車經(jīng)過長時間工作后，不喪失其正確的技術狀態(tài)而繼續(xù)工作的能力；可以用汽車第一次大修里程的長短以及汽車從啟用至報廢的壽命長短來度量。安全性：汽車在行駛中不危及生命財產(chǎn)安全的能力。

汽車產(chǎn)品的更新?lián)Q代，從技術上不斷改進、完善，從總體上可靠性水平將會逐漸提高。無論是汽車的開發(fā)者還是制造者，無論在哪個階段或哪個部門，汽車可靠性的增長都會處于PDCA循環(huán)當中，即汽車質(zhì)量的保證體系可以簡單地表達為四個階段、八個步驟。PDCA循環(huán)的四個階段

①計劃(Plan)階段；②實施階段（Do）；③檢查階段（Check）；④處理階段（Action）。5.（汽車）可靠性增長機制PDCA循環(huán)有以下三特點：1）PDCA循環(huán)按照循環(huán)順序不停地旋轉(zhuǎn)只要產(chǎn)品一直生產(chǎn)，這種循環(huán)就不會停止。2）PDCA是一個綜合性的循環(huán)，在企業(yè)總體PDCA循環(huán)指導下，各級、各部門以及生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)、各個階段，都有各自的小循環(huán)，形成大循環(huán)套小循環(huán)。3）PDCA循環(huán)在循環(huán)中前進和提高。PDCA循環(huán)的八個步驟①找出問題②查明原因③抓住要害④研究措施（圍繞6方面開展）⑤貫徹執(zhí)行⑥檢查效果⑦總結(jié)經(jīng)驗⑧繼續(xù)提高6.我國汽車可靠性工程的狀況

從1983年到1984年，汽車行業(yè)開展了汽車可靠性試驗，試驗車53臺，里程36萬km；開展了以“汽車可靠性考核與試驗方法研究”為中心的科研活動，取得了大量的成果：獲得了我國汽車產(chǎn)品的可靠性現(xiàn)狀；使行業(yè)重視可靠性；將可靠性評價列入“汽車產(chǎn)品質(zhì)量評定方法”。五、一個關于汽車可靠性的調(diào)查《世界汽車》2002年第2期“汽車可靠性發(fā)展趨勢調(diào)查報告”美國“消費者之聲”（ConsumerReports）雜志是對美國市場的消費品進行調(diào)查并做出評估報告的一家雜志，具有較大的影響力。該雜志2001年以“今天的汽車更可靠嗎？”為題，發(fā)表了美國汽車市場汽車可靠性發(fā)展趨勢調(diào)查報告。這篇調(diào)查報告雖然是針對美國市場的汽車，但對中國汽車消費者而言也是有一定的參考價值。該項調(diào)查向250萬汽車用戶發(fā)放調(diào)查表，汽車用戶在調(diào)查表中指出他們在正常駕駛中親身體驗到的汽車真實缺陷。調(diào)查對象是新的汽車，通常是指使用時間6個月以內(nèi)或行駛里程4830公里以內(nèi)的汽車，涉及美國汽車市場上2000種車型。汽車技術的發(fā)展促進了汽車可靠性的提高

據(jù)調(diào)查報告列舉的1980一2000年20年來調(diào)查的結(jié)果，發(fā)現(xiàn)汽車可靠性有了很大的進步，每100輛新車的缺陷數(shù)平均值，從1980年的88個降低到2000年的20個，降幅達77％。運動型多功能車（SUV）和皮卡（PickUp〕的新車缺陷數(shù)平均值從1980年的99個降低到2000年的20個。這是由于

20年來，機械加工、材料、電子、化工、裝配等技術和管理方式都有了不同程度的發(fā)展發(fā)展，導致汽車整體質(zhì)量比過去有了很大的提高，尤其是燃油電噴代替化油器的劃時代的技術突破，令汽車發(fā)動機運行的可靠性有了一個飛躍。調(diào)查結(jié)果電子技術的發(fā)展促進汽車可靠性的提高

據(jù)調(diào)查報結(jié)果，1990一1995年，新車缺陷數(shù)平均值停滯在30個左右，沒有什么降低。這是因為當時汽車上裝備的一些計算機系統(tǒng)工作不可靠，抵消了其它系統(tǒng)可靠性方面的改進。隨后，專用的汽車計算機系統(tǒng)被開發(fā)出來并投放汽車市場，使20世紀的最后五年汽車可靠性提高，2000年新車缺陷數(shù)平均值降到20個，降幅30％。汽車流行型的可靠性程度高

由于運動型多功能車（SUV）和皮卡車在美國市場上由粗放實用型轉(zhuǎn)變?yōu)槌擞弥髁餍停虼?，汽車廠商重視這兩種類型汽車，因此這兩類型汽車可靠性的進步比轎車更