汽車發(fā)動(dòng)機(jī)可靠性分析研究報(bào)告

.z---.--總結(jié)資料結(jié)課論文題目：汽車發(fā)動(dòng)機(jī)可靠性分析目錄摘要············································3關(guān)鍵詞··········································3前言············································31.可靠性及可靠性技術(shù)的概念·····················42.可靠性分析方式·······························52.1指數(shù)分布·······························52.2正態(tài)分布·······························52.3威布爾分布·····························63.汽車發(fā)動(dòng)機(jī)可靠性評(píng)定指標(biāo)····················64.當(dāng)前汽車發(fā)動(dòng)機(jī)可靠性方面存在的主要問題·······74.1設(shè)計(jì)、工藝質(zhì)量問題·····················74.2常見的共性問題·························85.可靠性綜合評(píng)估認(rèn)定··························86.如何提高汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的可靠性··················9參考文獻(xiàn)········································9汽車發(fā)動(dòng)機(jī)可靠性分析郭守鑫〔中原工學(xué)院機(jī)電學(xué)院****451191〕摘要：發(fā)動(dòng)機(jī)是汽車的的核心局部，其技術(shù)性能的好壞是決定汽車行駛性能的關(guān)鍵因素。而其中汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的可靠性是關(guān)系到主要技術(shù)性能“何時(shí)失效〞的問題，這是汽車發(fā)動(dòng)機(jī)至關(guān)重要的技術(shù)指標(biāo)。本文針對汽車發(fā)動(dòng)機(jī)可靠性及其相關(guān)問題進(jìn)展分析研究，主要論述了發(fā)動(dòng)機(jī)可靠性分析方法、評(píng)定指標(biāo)、試驗(yàn)方法以及國內(nèi)外開展?fàn)顩r、當(dāng)前汽車發(fā)動(dòng)機(jī)可靠性方面存在的問題和提高汽車發(fā)動(dòng)機(jī)可靠性的一些意見?！娟P(guān)鍵詞】汽車發(fā)動(dòng)機(jī)；可靠性；分析方法；評(píng)定指標(biāo)Abstract：Thecorepartofthecarengine,anditstechnicalperformancequalityisakeyfactorindeterminingperformancecars.Automotiveenginereliabilitywhichisrelatedtothemaintechnicalperformance"whenfailure"problem,whichiscrucialtothecarenginespecifications.Thispaperforautomotiveenginereliabilityanalysisandrelatedissues,discussesthereliabilityanalysismethodsengines,evaluationindicators,testingmethodsandthedevelopmentofdomesticandinternationalsituation,thecurrente*istingcarenginereliabilityproblemsandimprovethereliabilityofthecarenginesomements.【Keywords】automobileengine;reliability;analysis;assessmentinde*前言眾所周知，當(dāng)前汽車行業(yè)總體火爆，人們對汽車的需求量在日益增長。然而由于發(fā)動(dòng)機(jī)質(zhì)量問題而引發(fā)的汽車整體質(zhì)量問題也是數(shù)見不鮮，甚至導(dǎo)致一些事故的發(fā)生，它所引發(fā)的一連串問題卻硬生生的擺在消費(fèi)者和制造廠商之間。在如何保證汽車整體質(zhì)量的問題上，保證汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的質(zhì)量至關(guān)重要，其中很大程度就是由汽車發(fā)動(dòng)機(jī)可靠性所決定。發(fā)動(dòng)機(jī)的可靠性涉及到主機(jī)廠的設(shè)計(jì)、制造、裝配、供應(yīng)和售后效勞等各部門；涉及到配套件、外協(xié)件的供應(yīng)廠商和協(xié)作廠商；涉及到各種類型發(fā)動(dòng)機(jī)用戶的操作人員、維修人員和設(shè)備管理部門等。這種協(xié)同環(huán)境既有主機(jī)廠內(nèi)部各個(gè)部門的協(xié)同，又有主機(jī)廠與多家配套件、外協(xié)件的供應(yīng)廠商的協(xié)同，還有主機(jī)廠與多家典型用戶的協(xié)同。我國發(fā)動(dòng)機(jī)水平與國外先進(jìn)國家比還有較大的差距：產(chǎn)品的檢驗(yàn)精度很高，但加工精度差，精度保持性差，簡單模仿多，細(xì)化分析少，用戶維護(hù)保養(yǎng)差，這些方面增加了發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)生故障的機(jī)率。而所有的這些都是可靠性差的表現(xiàn)。考核發(fā)動(dòng)機(jī)可靠性指標(biāo)的重要數(shù)據(jù)是平均無故障時(shí)間，國外發(fā)動(dòng)機(jī)多數(shù)超過1萬小時(shí)，而國產(chǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于這個(gè)數(shù)字。這就難怪重要客戶愿意多花幾倍的價(jià)格來購置進(jìn)口的發(fā)動(dòng)機(jī)，而對國產(chǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)心有疑慮。因此分析研究和提高國產(chǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)的可靠性已經(jīng)到了非解決不可的時(shí)候了。與此同時(shí)汽車面臨巨大的生產(chǎn)與銷售市場以及受國際原油價(jià)格波動(dòng)的影響，研究發(fā)動(dòng)機(jī)的高度可靠性在此成為發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)行業(yè)的關(guān)鍵技術(shù)。1可靠性及可靠性技術(shù)的概念汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的可靠性作為評(píng)價(jià)其質(zhì)量的重要依據(jù)之一，現(xiàn)已在產(chǎn)品開發(fā)、設(shè)計(jì)、制造等方面顯示出了越來越重要的作用。所謂可靠性技術(shù)，是指以市場上的機(jī)械裝置為對象，在預(yù)定的時(shí)間內(nèi),能保持其壽命，發(fā)揮性能、機(jī)能的一種綜合性技術(shù)。原來的可靠性概念指的是在既定空間時(shí)間條件下，實(shí)現(xiàn)賦予產(chǎn)品性能的程度，而現(xiàn)在則指的是按方案創(chuàng)造可靠性能的整體技術(shù)，如表1所示。以前可靠性是用耐久性、QC(品質(zhì)控制)之類的概念來表示的，因而可靠性技術(shù)受到了這種模糊不清的概念的影響〔當(dāng)然，根據(jù)各廠家的經(jīng)歷總結(jié)的評(píng)價(jià)技術(shù)是可信的〕。而能打破這種局面的乃是新的可靠性技術(shù)?，F(xiàn)在，多以耐久性評(píng)價(jià)可靠性。可靠性耐久性QC產(chǎn)品保證大依據(jù)從規(guī)劃、設(shè)計(jì)階段到銷售、效勞，進(jìn)展綜合預(yù)測，在開發(fā)階段創(chuàng)造出良好的質(zhì)量按照市場調(diào)查及廠家獨(dú)立的經(jīng)歷為依據(jù)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)按照實(shí)際制造工序管理以往產(chǎn)品保證能充分保證產(chǎn)品質(zhì)量良好的耐久性可保證產(chǎn)品具有較高的可靠性用實(shí)際方法可創(chuàng)造出高質(zhì)量的產(chǎn)品對新產(chǎn)品的保證可從市場調(diào)查結(jié)果及實(shí)驗(yàn)值中預(yù)測出產(chǎn)品的壽命，保證產(chǎn)品的可靠性不可能充分保證產(chǎn)品的耐久性不一定能創(chuàng)造出高質(zhì)量的產(chǎn)品優(yōu)缺點(diǎn)因?yàn)橛蓄A(yù)測機(jī)能，所以可適應(yīng)新產(chǎn)品，并且能進(jìn)展定量處理產(chǎn)品式樣或使用條件變化很大時(shí)，不適用，且不能進(jìn)展定量處理?xiàng)l件變化時(shí)，必將創(chuàng)造出新的實(shí)際效果2可靠性分析方式發(fā)動(dòng)機(jī)的可靠性分析始于故障分析，對于穩(wěn)定生產(chǎn)的一批發(fā)動(dòng)機(jī)，發(fā)生的故障具有一定的統(tǒng)計(jì)規(guī)律。為了保證汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的可靠性，提出了一系列的可靠性分析方法，包括有：設(shè)計(jì)審查；故障分析--故障樹分析法;故障類型和影響分析法；統(tǒng)計(jì)壽命手段--威布爾分布法等；產(chǎn)品質(zhì)量追蹤；實(shí)施過程中的質(zhì)量機(jī)能展開圖等。研究發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)生故障的統(tǒng)計(jì)規(guī)律認(rèn)為，發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)生故障的時(shí)間(t)是服從*一分布函數(shù)f(t)的隨機(jī)變量。用物理方法和數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法對發(fā)動(dòng)機(jī)的故障、失效模式、影響因素及其規(guī)律進(jìn)展分析，得出故障分析規(guī)律，是發(fā)動(dòng)機(jī)可靠性研究的主要內(nèi)容之一。但在技術(shù)領(lǐng)域中，對提高可靠性來說最重要的是故障機(jī)理〔其內(nèi)容是從原理上解釋裝置等發(fā)生故障的原因〕，從大量試驗(yàn)中探明故障的本質(zhì)原因。常見發(fā)動(dòng)機(jī)零件的故障〔或壽命〕分布規(guī)律有指數(shù)分布、正態(tài)分布、對數(shù)分布和威布爾分布。2.1指數(shù)分布指數(shù)分布密度函數(shù)為可靠度函數(shù)為式中λ——故障率發(fā)動(dòng)機(jī)隨機(jī)性沖擊產(chǎn)生的故障〔如超載下工作或過熱造成的故障〕、正常工作下突發(fā)故障〔包括人為事故造成的故障和偶然性操作不當(dāng)引起的故障〕,可維修的故障等均適用于指數(shù)分布的故障分析規(guī)律。2.2正態(tài)分布正態(tài)分布密度函數(shù)為可靠度函數(shù)為式中μ——均值；σ——標(biāo)準(zhǔn)偏差。發(fā)動(dòng)機(jī)中有一些零件故障是由幾種相對獨(dú)立、公有均勻的微小差異量因素造成的，這些零件的故障概率分布函數(shù)多為正態(tài)分布，如燃燒室組件、氣缸、汽缸蓋和活塞的磨損性故障；噴油系統(tǒng)沉淀性故障；管閥系統(tǒng)的腐蝕性故障等。發(fā)動(dòng)機(jī)有些零件故障是分散的，如曲軸疲勞斷裂和氣門彈簧疲勞斷裂等故障，這些零件的故障概率分布則屬于對數(shù)正態(tài)分布。2.3威布爾分布威布爾分布密度函數(shù)為可靠度函數(shù)為式中m——形態(tài)參數(shù)；r——位置參數(shù)；——尺度參數(shù)。發(fā)動(dòng)機(jī)的以下故障屬于威布爾分布：串聯(lián)構(gòu)造在較強(qiáng)外應(yīng)力隨機(jī)作用下所發(fā)生的故障，如油水系統(tǒng)和齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的故障；非串聯(lián)系統(tǒng)，零件故障間相互關(guān)系密切，由傳播蔓延而導(dǎo)致的故障，如滾珠軸承的滾珠；磨損積累、疲勞積累和損耗積累逐漸產(chǎn)生的故障。3汽車發(fā)動(dòng)機(jī)可靠性評(píng)定指標(biāo)發(fā)動(dòng)機(jī)可靠性是指發(fā)動(dòng)機(jī)在規(guī)定的使用條件下，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成規(guī)定功能的能力。發(fā)動(dòng)機(jī)的可靠性通常用下述指標(biāo)進(jìn)展評(píng)定。(1)可靠度〔R〕指發(fā)動(dòng)機(jī)在規(guī)定使用條件下，在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成規(guī)定功能的概率；(2)維修度〔M〕指發(fā)動(dòng)機(jī)在規(guī)定使用條件下，在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成維修的概率；(3)有效度〔A〕指發(fā)動(dòng)機(jī)在*一時(shí)刻具有或維持其規(guī)定功能的概率。其表示為式中MTBF——發(fā)動(dòng)機(jī)平均無故障工作時(shí)間；MTTR——發(fā)動(dòng)機(jī)的平均修復(fù)時(shí)間。(4)壽命指發(fā)動(dòng)機(jī)的工作時(shí)間。常見發(fā)動(dòng)機(jī)壽命指標(biāo)：一是平均壽命tMTBF，發(fā)動(dòng)機(jī)平均無故障工作時(shí)間〔MTBF〕；二是可靠性壽命ts，發(fā)動(dòng)機(jī)的可靠度下降到*一數(shù)值時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)已工作的時(shí)間；三是大修壽命B50，發(fā)動(dòng)機(jī)大修或換機(jī)概率到達(dá)50%的累積使用時(shí)間。為了正確全面反映發(fā)動(dòng)機(jī)的可靠性水平，我國內(nèi)燃機(jī)標(biāo)準(zhǔn)中制定了一套可靠性評(píng)定指標(biāo)，包括首次故障前工作時(shí)間〔MTTFF〕、平均故障間隔時(shí)間(MTBF)、無故障性綜合評(píng)分值〔Q〕、平均修復(fù)時(shí)間〔MTTR〕、有效度〔A〕以及大修壽命(B50)。4當(dāng)前汽車發(fā)動(dòng)機(jī)可靠性方面存在的主要問題各系列的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)除了本身存在設(shè)計(jì)方面的問題外，其他問題均具有共性。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在用戶所有的報(bào)修工程中，屬于用戶使用、保養(yǎng)不當(dāng)或咨詢的占報(bào)修工程總數(shù)的30%--35%；屬于發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)廠家責(zé)任的占保修工程總數(shù)的65%--70%。對廠家責(zé)任進(jìn)展細(xì)分，屬于自制件質(zhì)量缺陷或裝試質(zhì)量問題的占15%--25%；屬于外購?fù)鈪f(xié)議〔分供方〕責(zé)任的占45%--65%；屬于燃油系統(tǒng)故障的占20%--30%。4.1設(shè)計(jì)、工藝質(zhì)量問題影響汽車發(fā)動(dòng)機(jī)可靠性的因素是多方面且相當(dāng)復(fù)雜的，根本性的影響因素出現(xiàn)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段。設(shè)計(jì)的可靠性決定了整機(jī)的可靠性，產(chǎn)品設(shè)計(jì)中留下的缺陷是不可能在生產(chǎn)使用過程中得以解決的。設(shè)計(jì)水平的上下對汽車發(fā)動(dòng)機(jī)可靠性的上下起決定性作用。顯然，不完善的構(gòu)造設(shè)計(jì)可能導(dǎo)致產(chǎn)品出現(xiàn)各種各樣的故障。實(shí)際上，幾乎所有的發(fā)動(dòng)機(jī)在經(jīng)歷一定的調(diào)試及使用后，都需要進(jìn)展或多或少的構(gòu)造修改，以提高其可靠性、耐久性、維護(hù)性和平安性。在自制件及裝試質(zhì)量問題中，絕大多數(shù)是屬于設(shè)計(jì)、工藝可靠性差造成的。國內(nèi)生產(chǎn)的發(fā)動(dòng)機(jī)，由于受到工藝、設(shè)備等條件的限制，一個(gè)從理論上分析是良好的構(gòu)造設(shè)計(jì)，而用于實(shí)際生產(chǎn)后，產(chǎn)品質(zhì)量卻往往得不到保障。4.2常見的共性問題汽車發(fā)動(dòng)機(jī)普遍存在的共性問題有：①漏油問題。例如，空壓泵與齒輪室結(jié)合面漏油、油底殼與機(jī)體結(jié)合面漏油、曲軸前后油封漏油、氣門桿密封圈處漏油等。②高壓油管斷裂。根據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，高壓油管的斷裂〔裂紋〕率〔三包期內(nèi)，以下同〕為1%--1.6%。③連接高壓油泵與傳動(dòng)軸的鋼片聯(lián)軸節(jié)部件失效，故障率為0.8%--1.2%；④錯(cuò)裝、漏裝零件及螺釘松動(dòng)等問題。螺釘松動(dòng)問題主要集中在進(jìn)排氣管連接螺釘、管螺牙悶頭及啟動(dòng)電機(jī)、空壓泵、板翅式機(jī)油冷卻器等與發(fā)動(dòng)機(jī)連接的螺釘上。5可靠性綜合評(píng)估認(rèn)定對汽車發(fā)動(dòng)機(jī)可靠性進(jìn)展綜合評(píng)估認(rèn)定主要有以下幾個(gè)方面：①依據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際持續(xù)時(shí)間〔h〕，運(yùn)行過程中所更換的零部件及具體時(shí)間〔h〕,按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)展評(píng)定。發(fā)動(dòng)機(jī)在沒有重大構(gòu)造損壞的前提下，其實(shí)際持續(xù)運(yùn)行時(shí)間〔h〕應(yīng)到達(dá)國標(biāo)的規(guī)定且試驗(yàn)中更換的零部件應(yīng)到達(dá)設(shè)計(jì)的壽命。②比較初試及復(fù)試性能曲線及主要參數(shù)，按試驗(yàn)記錄的校正最大凈扭矩、最大凈功率、額定凈功率、全負(fù)荷運(yùn)行工況下最大活塞漏氣量、24h平均機(jī)油/燃料消耗比與運(yùn)行時(shí)間〔h〕的關(guān)系曲線，分析可靠性試驗(yàn)過程中性能變化趨勢。按國標(biāo)和設(shè)計(jì)要求對以上每一項(xiàng)進(jìn)展評(píng)估認(rèn)定。③零部件的損壞評(píng)估認(rèn)定記錄故障停車、緊固件松動(dòng)、密封失效、橡膠件老化、堵塞、變形、裂紋、斷裂、零部件損壞發(fā)生的運(yùn)行時(shí)間〔h〕及維護(hù)作業(yè)情況；提供損壞部位、裂紋、斷口和竄漏印跡等照片；用精細(xì)測量數(shù)據(jù)分析變形量。分別按國標(biāo)進(jìn)展評(píng)定。④零部件磨損1依據(jù)機(jī)油油樣分析結(jié)果，判斷零部件磨損情況及機(jī)油品質(zhì)。2整理精細(xì)測量數(shù)據(jù)，確定主要摩擦副的磨損量。3區(qū)分零部件磨損的形式,判定磨損的嚴(yán)重程度，提供磨損的照片，按國標(biāo)條進(jìn)展評(píng)定。4描述摩擦副外表接觸情況并提供照片，按國標(biāo)進(jìn)展評(píng)定。⑤零部件外表沉積物描述零部件外表沉積物的狀態(tài)并提供照片，按國標(biāo)進(jìn)展評(píng)定。⑥結(jié)論和建議根據(jù)臺(tái)架可靠性試驗(yàn)結(jié)果，參考道路使用經(jīng)歷，對發(fā)動(dòng)機(jī)可靠性作出結(jié)論和建議。6如何提高汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的可靠性隨著汽車行業(yè)的快速開展，市場既需要一款發(fā)動(dòng)機(jī)與多款整車相匹配，也需要一款整車與多款發(fā)動(dòng)機(jī)相匹配。必須結(jié)合國產(chǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)功能和運(yùn)行環(huán)境以及可靠性存在的具體問題，研究面向協(xié)同環(huán)境的高效可靠性技術(shù)。為提高發(fā)動(dòng)機(jī)可靠性水平，必須開發(fā)和應(yīng)用新興的高效可靠性技術(shù)，解決數(shù)控發(fā)動(dòng)機(jī)可靠性的新問題。同時(shí)要保證汽