汽車發(fā)動(dòng)機(jī)可靠性分析研究報(bào)告

1、結(jié)課論文題0:汽車發(fā)動(dòng)機(jī)可靠性分析總結(jié)資料目錄摘要3關(guān)鍵詞3前言31. 可靠性及可靠性技術(shù)的祗念42. 可靠牲分林方戒52.1指數(shù)分布52.2正態(tài)分布52.3威布爾分布63. 真車發(fā)動(dòng)機(jī)可靠性坪定指標(biāo)64. 當(dāng)前汽車發(fā)動(dòng)機(jī)可靠性方面存在的主要間題74.1設(shè)廿、工藝質(zhì)量問題74.2常見的共性問題85. 可靠性傑合評估汰定86. 如何提高汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的可靠牲9參考文獻(xiàn)9汽車發(fā)動(dòng)機(jī)可靠牲分林郭守鑫（中原工學(xué)院機(jī)電學(xué)院XX XX 451191 ）»要：發(fā)動(dòng)機(jī)是汽車的的核心部分，其技術(shù)性能的好壞是決定汽車ll®ll能的 關(guān)謎因素。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”

2、的間 題，送是汽車發(fā)動(dòng)機(jī)至關(guān)重要的技術(shù)牯標(biāo)。本文針對汽車發(fā)動(dòng)機(jī)可靠性及其相關(guān) 間題進(jìn)行分折研究，主要論述了發(fā)動(dòng)機(jī)可靠性分橋方法、評定岳標(biāo)、試豔方法以 員國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r、當(dāng)前汽車發(fā)動(dòng)機(jī)可靠性方面存在的間題和提高汽車發(fā)動(dòng)機(jī)可 靠性的一些直見?！娟P(guān)邃詞】 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)；可靠性；分林方法；評定荷標(biāo)Abstract： The core part of the car engine, and its technical performance quality is a key factor in determining performance cars. Automotive engine reliabil

3、ity 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, testing14meth

4、ods and the development of domestic and international situation, the currentexisting car engine reliability problems and improve the reliability of the car engine some ments.Keywords automobile engine; reliability; analysis; assessment indexH百眾所周知，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

5、數(shù)見不節(jié)，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)者和斟造廠商之同。在 如何保證汽車整體質(zhì)量的問題上，保ii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II涉員到主機(jī)廠的設(shè)廿、制造、裝配、哄應(yīng)和售后服務(wù)等各部 n；澇及到配套件、外*件的供應(yīng)廠商和*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。迪種協(xié)同壞境既有inir內(nèi)部各個(gè)部 門的協(xié)同，只有主機(jī)廠與多家配套件、外加件的侯應(yīng)廠商的加同，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)品的檢騎績度很高， 但加Ift®

6、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，2 些方面増加了發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)生故曄的機(jī)率。而所有的這些都是可靠性差的表觀。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)名數(shù)超il 1片小時(shí)，而國產(chǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于逆?zhèn)€數(shù)字。這就難性重要客戶愿恿多花幾倍的 價(jià)格來喇買進(jìn)口的發(fā)動(dòng)機(jī)，而對國產(chǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)心有融慮。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nt同時(shí)汽車面臨巨大的生產(chǎn)與樂售市場以員受國際原油價(jià)tr渋動(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)建技術(shù)。1可靠性及可靠性技術(shù)的極念汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的可靠性作為評價(jià)其質(zhì)量的重要依據(jù)之一，現(xiàn)已在產(chǎn)晶開發(fā)、

7、設(shè) 計(jì)、制造等方面顯示岀了越來趟重要的作用。所謂可靠性技術(shù)，是荷以市場上的機(jī)械裝置為對象，在預(yù)定的時(shí)同內(nèi),能保 持其壽金，發(fā)揮性能、機(jī)能的一種妹合性技術(shù)。原來的可靠性關(guān)念指的是在既定空同時(shí)同條件下,實(shí)現(xiàn)慎予產(chǎn)品性能的程 B,而現(xiàn)在則指的是按廿劃御造可靠性能的整休技術(shù),如表1所示。以前可靠性 是用時(shí)久性、QC（品質(zhì)腔制）之類的換念來表示的，因而可靠性技術(shù)受到了 1T種模 刪不清的曲念的影晌（當(dāng)然，根據(jù)各廠家的經(jīng)騎總結(jié)的評價(jià)技術(shù)是可信的）。而 能打破JT種局面的乃是新的可靠性技術(shù)?，F(xiàn)在，名以時(shí)久性評價(jià)可靠性。可靠性u久性QC產(chǎn)品保證大依據(jù)從規(guī)劃、設(shè)計(jì)階段到 第售、服務(wù)，進(jìn)行綜 合預(yù)測，在開發(fā)階段

8、皿造出良如的質(zhì)量按朋市場調(diào)查及廠 家it立的經(jīng)豔為依 據(jù)的評價(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U久性可IS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)査結(jié)果 及實(shí)驗(yàn)值中預(yù)n出 產(chǎn)品的壽命，保證產(chǎn) 品的可靠性不可能充Wffiil產(chǎn)品的81久性不一定能御造出高質(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)行定量處理產(chǎn)品式樣或使用條 件變化很大時(shí)，不適 用，且不能進(jìn)行定量處理?xiàng)l件變化時(shí)，必將僑造出新的實(shí)際效果2可靠牲分林方衣發(fā)動(dòng)機(jī)的可靠II分析始于故算分析，對于穩(wěn)定生產(chǎn)的一批發(fā)動(dòng)機(jī)，發(fā)生的於 障具有一定的統(tǒng)it規(guī)律。為了保證汽車

9、發(fā)動(dòng)機(jī)的可靠性，提出了一系列的可靠性 分折方法，色括有：設(shè)廿審査;故障分林一故障柵分橋法;故障類型和挪"分橋法;貌廿壽命手13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)生故障的貌計(jì)規(guī)律認(rèn)為，發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)生故障的時(shí)間是服從某一 分布函數(shù)f(t)的I®機(jī)變量。用物理方法和數(shù)理貌計(jì)方法對發(fā)動(dòng)機(jī)的故障、失效模 式、影哨因素及其規(guī)律進(jìn)行分析，得岀於障分橋規(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於障機(jī)理(其內(nèi)容 是從原理上解釋裝置等發(fā)生故障的原因)，從大量試騎中探明故障的本質(zhì)原因。常見發(fā)動(dòng)機(jī)零件的故腎（或壽金）分布規(guī)

10、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/二兒嚴(yán)可靠度函數(shù)為R二嚴(yán)式中 入一故障率發(fā)動(dòng)機(jī)I®機(jī)性沖擊產(chǎn)生的故障（如起教下工作或過熱造成的故腎）、正常工 作下突發(fā)故障（包折人為事於港成的故障和偶然性操作不當(dāng)引起的故障），可維 修的故障等均適用干指數(shù)分布的故障分折規(guī)律。2.2正態(tài)分布正態(tài)分布密度函數(shù)為心；XP-瞬可靠度函數(shù)為式中 M一溝值；a一標(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、公有均勻的鎖小差異量因素造 成的，這些零件的故障槪率分布函數(shù)名為正態(tài)分布，如燃燒室組件、氣舌I、汽舌I 蓋和活塞的暦損性故障；噴油系統(tǒng)沉浣性故強(qiáng)；管閥系統(tǒng)的腐

11、蝕性於障等。發(fā)動(dòng) 機(jī)有些零件故障是分散的，如曲軸搬勞Bi裂和氣門強(qiáng)簧疲勞Bi裂等於障，迪些零 件的故障閔率分布則11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/(/) = (r-r)，/，_! exp-Z- -0 (0可靠度函數(shù)為/?(/) = exp-iX|貳中 m 一形杏參數(shù)；r 一位置參數(shù)；G尺度參數(shù)。發(fā)動(dòng)機(jī)的下列故障揚(yáng)于威布爾分布：串朕給構(gòu)在較強(qiáng)外應(yīng)力險(xiǎn)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)的故腎；非串朕系統(tǒng)，零件故障間相互 關(guān)系密切，由傳播戛延而導(dǎo)致的故障，如逵昧軸承的液昧；磨損枳累、疲勞枳累 和損耗枳累逐浙產(chǎn)生的故障。3真車發(fā)動(dòng)機(jī)可靠性評定指標(biāo)發(fā)動(dòng)機(jī)可靠性是指發(fā)

12、動(dòng)機(jī)在規(guī)定的使用條件下，在規(guī)定的時(shí)同內(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)行評定。(1) 可靠度(R )荷發(fā)動(dòng)機(jī)在規(guī)定使用條件下，在規(guī)定時(shí)同內(nèi)完成規(guī)定助 能的欄率;(2) 絨修度(M)荷發(fā)動(dòng)機(jī)在規(guī)定使用條件下，在規(guī)定時(shí)同內(nèi)完成維修的 閥率；（3）有效度（A）指發(fā)動(dòng)機(jī)在某一時(shí)刻具有或絨持其規(guī)定助能的率。其表 示為MTBFMTBF + MTTR貳中 MTBF發(fā)動(dòng)機(jī)平均無於障工作時(shí)間；MTTR 一發(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)同。常見發(fā)動(dòng)機(jī)壽命指標(biāo):一是平均壽命/mtbf ,發(fā)動(dòng)Hl平均無故障工作時(shí)間（MTBF ）；二是可靠性壽金ts,發(fā)動(dòng)機(jī)的可靠度下降到M-S值時(shí)

13、發(fā)和機(jī)已工作的時(shí)間；三是大修壽金B(yǎng)M,發(fā)動(dòng)機(jī)大修或換機(jī)閔率達(dá)到50%的累枳使用時(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)中制定了一套可 靠性評定指標(biāo)，色括首次故障前工作時(shí)間（MUFF ）、平溝故障間隔時(shí)間 （MTBF ）、無故障性綜合評分值（Q ）、平均修夏時(shí)間（MTTR ）、有效度（A ） 以及大修壽命（Bso）。4當(dāng)前汽車發(fā)動(dòng)機(jī)可靠性方面存在的主要間題各系列的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)除了本身存在設(shè)廿方面的冋題外,其他問題均具有共 性。據(jù)貌it,在用戶所有的報(bào)修頂目中，爛于用戶使用、保養(yǎng)不肖或咨購的占報(bào) 修項(xiàng)目總數(shù)的30%-35%； H于發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)廠家責(zé)任的占保修頂目總數(shù)的 65%-70%。對廠家責(zé)

14、細(xì)分,BT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)垃（分哄方）責(zé)任的占45%65%；鳳于蟻油系筑故障的占20%30%o4.1披廿、工藝質(zhì)量間題影喑汽車發(fā)動(dòng)機(jī)可靠性的因素是多方面且相當(dāng)夏雜的,根本性的影響因素岀現(xiàn)在產(chǎn)晶設(shè)廿階段。設(shè)廿的可靠11決定了整機(jī)的可靠性，產(chǎn)品設(shè)廿中留下的缺陷是不可能在生產(chǎn)使用11程中得以解決的。設(shè)廿水平的高車發(fā)動(dòng)機(jī)可靠性的高低起決定性作用。顯然，不完善的結(jié)構(gòu)設(shè)it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)行或名或少的結(jié)構(gòu)修改，以提高其可靠11. M久性、細(xì)護(hù)性和安全性。在自制件及裝試質(zhì)量問題中，絕夫多數(shù)是

15、屬于設(shè)廿、工藝可靠II差造成的。 國內(nèi)生產(chǎn)的發(fā)動(dòng)機(jī)，由干受到工藝、設(shè)備等條件的限抽，一個(gè)從理論上分折是良 好的結(jié)構(gòu)設(shè)廿，而用于實(shí)際生產(chǎn)后，產(chǎn)品顧量卻往往得不到保障。4.2常見的共性同題汽車發(fā)動(dòng)機(jī)普追存在的fttllO有: 漏油間題。例如，空壓泵與齒輪室給合面漏油、油婕?xì)づc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。 高壓油管斷裂。根折不完全貌計(jì)，高壓油管的Bfi裂（裂奴）率（三色期內(nèi), 以下同）為1%1.6%o 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%； 錯(cuò)裝、漏裝零件松動(dòng)等問題。螺卸松動(dòng)問題主要集中在進(jìn)排氣管連 接螺釘、管噱牙悶頭及啟動(dòng)電機(jī)、空壓泵、板

16、翅式機(jī)油冷卻器等與發(fā)動(dòng)機(jī)連接的«fl±o5可靠性傑合評估從定對汽車發(fā)動(dòng)機(jī)可靠ttaii綜合評估認(rèn)定主要有以下幾個(gè)方面： 依據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際持續(xù)時(shí)間（h）, Effii程中所更換的零亂件及具體時(shí)間 （h）,按照設(shè)it要求進(jìn)行評定。發(fā)動(dòng)機(jī)在沒有重大結(jié)構(gòu)損壞的前提下，其實(shí)際持 續(xù)運(yùn)行時(shí)間（h）應(yīng)達(dá)到國標(biāo)的規(guī)定目試醴中更換的零部件應(yīng)這到設(shè)廿的壽金。 比較初試員復(fù)試性能曲線及主要參數(shù)，按試驗(yàn)記錄的校正最大淨(jìng)扭矩、 最大淨(jìng)功率、額定淨(jìng)助率、全負(fù)荷運(yùn)行工況下最大活塞漏氣量、24 h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)過程中性能變化范勢。 按國標(biāo)和設(shè)廿要求對以上毎一

17、 Biatjif估認(rèn)定。 零部件的損壞評估認(rèn)定記錄故障停車、緊國件松動(dòng)、密封失效、橡阪件老化、堵塞、變形、裂奴、撕裂、零部件損壞發(fā)生的運(yùn)打時(shí)同（h）及維護(hù)作業(yè)情況;提供損壞部應(yīng)、裂紋、 斷口和竄漏印迷等照片；用席密測量數(shù)據(jù)分折變形量。分別按國標(biāo)a li if定。 零部件磨損1依據(jù)機(jī)油油樣分折結(jié)果，判斷零部件暦損悄況及機(jī)油晶質(zhì)。2整理績密測量數(shù)據(jù)，確定主要摩擦副的暦損量。3區(qū)分零部件磨損的形式，判定磨掬的嚴(yán)重程度,提供磨損的照片,按國 標(biāo)條ami定。4描述摩擦副表面接觸悄況并提哄照片，按國sah評定。 零部件表面沉枳物描述零部件表面沉枳物的狀態(tài)并提哄照片，按國標(biāo)進(jìn)行評定。 給論和建放根據(jù)臺架可靠

18、性試驗(yàn)結(jié)果，參考道路使用經(jīng)騎，對發(fā)動(dòng)機(jī)可靠性作岀結(jié)論和建肌6如何提髙汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的可靠牲I®著汽車行業(yè)的快速發(fā)展，市場既需要一款發(fā)動(dòng)機(jī)與多款整車相EM,也 需要一款整車與名款發(fā)動(dòng)機(jī)相EKo須結(jié)合國產(chǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)助能和運(yùn)行壞境以及可 靠性存在的具It間題，研究面向協(xié)同壞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)腔發(fā)動(dòng)機(jī)可靠性的新間題。同時(shí)要保證汽車發(fā)動(dòng)機(jī)可靠性，及時(shí)解決各種各樣 的間題，就必須多做產(chǎn)品可靠性試驗(yàn)，并目要保證可靠性試驗(yàn)順利進(jìn)行，為有效 提開汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的可靠性提哄技術(shù)支持，嚴(yán)恪按照試驗(yàn)規(guī)XJS行正確的試醴操作 也是試驗(yàn)11程中十分重要和必要的。可靠性試驗(yàn)技術(shù)研究內(nèi)容色括早期故障激發(fā)裝置研制，整機(jī)及功能部件測 試平臺研發(fā)，整機(jī)員功能部件應(yīng)力、變形檢測，發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)、故障信息采集 及處理技術(shù)研究以及發(fā)動(dòng)機(jī)精密度保持II試騎技術(shù)的研究等。同時(shí)為了提高汽車發(fā)動(dòng)HI可靠性，還需要從以下幾個(gè)方面人手： 靈活運(yùn)用il去的數(shù)據(jù)一從筑it學(xué)的角度看，雖然不能一次獲得很多樣 晶數(shù)據(jù)，但可綜合長期的試驗(yàn)及市場數(shù)ffioilt時(shí)不能RRK故障發(fā)生率作為問題, 應(yīng)調(diào)查故障發(fā)生的機(jī)理，分折故障，妹合數(shù)據(jù)。 強(qiáng)化（壽金）試驗(yàn)一強(qiáng)制增加負(fù)裁、速度、額率及其它因素，用易發(fā) 生故曄的結(jié)梅模