汽車維修理論基礎課件

1汽車維修工程1汽車維修工程2第一章汽車維修理論基礎1.1汽車維修思想及分類1.2汽車可靠性理論1.3汽車的維修性及有效性2第一章汽車維修理論基礎1.1汽車維修思想及分類1.1.1汽車維修基本概念

維修是為保持或恢復工程系統在其規(guī)定的技術狀態(tài)所進行的全部活動。維修貫穿于設備使用的全過程，包括技術性活動和管理性活動。

汽車維修是為保持或恢復汽車在其規(guī)定的技術狀態(tài)所進行的全部活動。包括汽車維護和修理。

汽車維修的直接目的是保持汽車處在規(guī)定的技術狀態(tài)，預防功能退化和故障及其后果，當其狀態(tài)受到破壞后，時期恢復到規(guī)定狀態(tài)。1.1汽車維修思想及分類1.1.1汽車維修基本概念1.1汽車維修思想及分類1.1.2現代汽車維修思想

維修思想，又稱維修原理，就是從總體上對汽車維修保障工作的概要說明，是關于汽車維修保障的總體規(guī)劃。1.1汽車維修思想及分類1.1.2現代汽車維修思想1.1汽車維修思想及分類RCM（以可靠性為中心的維修）維修思想，是一種用于確保任一設備在現行使用環(huán)境下保持實現其設計功能的狀態(tài)所必須的活動的方法。

其最大的特點：從故障后果的嚴重程度出發(fā)，盡可能避免或至少可減輕故障后果，改變了過去那種根據設備故障的技術特性對故障本身進行預防的傳統觀念。

其分析的要點：以故障模式和故障影響分析為基礎，以維修工作的適用性、有效性和經濟性為決斷準則，通過邏輯決斷分析來確定設備的各種部件是否需要進行預防性維修工作，并確定工作類型、間隔期和維修級別。1.1汽車維修思想及分類RCM（以可靠性為中心的維修）維修思想，是一種用于確保任1.1.3汽車維修方式汽車維修按維修方式來分，可分為預防性維修和基于故障（事后）維修。1.1汽車維修思想及分類1.1.3汽車維修方式1.1汽車維修思想及分類（1）事后維修方式

1）事后維修方式的概念

定義：由于未采取預防性維修或由于預防性維修中沒有暴露出的問題而導致系統或設備故障之后所采取的補救措施，用來使系統或設備經修理后恢復至正常工作狀態(tài)。

事后維修針對的是設備的功能故障或設備的意外停機，所采取的措施是非計劃性的、對汽車的安全和使用不構成影響。1.1汽車維修思想及分類（1）事后維修方式1.1汽車維修思想及分類通常在下列情形中采用事后維修策略：①當對汽車故障的過程和故障結果了解的不是很清楚時，通常要等到出現故障后才設法糾正，即采用事后維修策略。②汽車的故障率單調遞減，或為常數，或雖然故障率單調遞增，但事后維修成本明顯小于預防性維修成本，在這些情況下，使用預防性維修不具有優(yōu)勢。③對于維修工作復雜而且維修性差的情形，通常歸類于“未完成維修”。此時，早期更換會引起額外的故障，因此通常采用事后維修策略。1.1汽車維修思想及分類通常在下列情形中采用事后維修策略：1.1汽車維修思2）事后維修策略的優(yōu)缺點

優(yōu)點：事后維修不需要提前做計劃，降低了成本；信息搜集，基于非重要汽車部件的失效情況，就可以得到使用同樣部件的重要汽車的可靠性數據；因早期故障率較低，可以不進行使設備恢復如新的預定維修。

缺點：安全風險，失效經常沒有預兆；停工期無法控制，會造成大的生產損失；一個部件的失效會引起對其他部件的二次損傷，可能引起更長的修理時間；因失效無法預測，需大批的備件；為能繼續(xù)生產，需要冗余設計；為能快速起作用，需一個大的備用維修組。1.1汽車維修思想及分類2）事后維修策略的優(yōu)缺點1.1汽車維修思想及分類（2）基于時間的（定時）汽車維修方式

1）優(yōu)點

故障數量減少，縮短了停工時間；勞動力更經濟；可提前做好維修計劃；提高安全和質量狀態(tài)；降低汽車的不合格率、返工率及廢料生產；通過減少二次損傷，減少修理成本；減少加班成本，更經濟使用維修工人。2）缺點

維修活動增多，成本提高；進行了不必要的維修；只適用于劣化與壽命有關的情況；在定時維修中，有損壞相鄰部件的風險；不能實現使汽車恢復如新的預防性維修。1.1汽車維修思想及分類（2）基于時間的（定時）汽車維修方式1.1汽車維修思想（3）基于狀態(tài)的（視情）汽車維修方式

視情維修是指經過一定的時間間隔后，將觀察到的汽車運行狀態(tài)與適用的標準進行比較的工作。

工作的結果可以是汽車能繼續(xù)使用到下一個檢查期或重新加工后使用，也可以是汽車零部件的更換或報廢。1.1汽車維修思想及分類（3）基于狀態(tài)的（視情）汽車維修方式1.1汽車維修思想（1）視情維修優(yōu)點最大化汽車部件的可用性，降低了停產時間；能分析失效原因；減少了二次損傷；能延長個體壽命；維修能提前計劃；降低了汽車的不合格率、返工率及廢料產生；提高了期望壽命；減少加班成本，更經濟使用維修工人。（2）視情維修缺點

針對監(jiān)控、溫度記錄和油液分析需要專門的設備和訓練。公司必須仔細選擇正確的技術。趨勢的形成需要一段時間，需要評估汽車的狀態(tài)；費用高；需要培訓專門人員。1.1汽車維修思想及分類（1）視情維修優(yōu)點1.1汽車維修思想及分類1.1.4汽車維修目的及內容

維修的前提：汽車出現或即將出現故障，需要維修；汽車具備再制造性功能，可以維修。

汽車維修的目的就是為了恢復汽車使用性能、延長汽車使用壽命、保持社會運力功能的正常進行。

（1）汽車的磨損

汽車的磨損狀況可以用磨損率來進行定量評價。

汽車磨損率，指單位行程或時間的磨損量。1.1汽車維修思想及分類1.1.4汽車維修目的及內容1.1汽車維修思想及分（2）汽車的損壞

汽車的損壞是指汽車或零件的完好技術狀況遭到破壞，使汽車部分或完全喪失工作能力的現象。

造成汽車損壞的主要原因：①汽車遭受到超過技術文件規(guī)定許可的外因作用。②自身的老化、疲勞、變形。③非正常磨損。（3）汽車故障的類別及表現形式1）故障類別2）主要表現形式1.1汽車維修思想及分類（2）汽車的損壞1.1汽車維修思想及分類1.1汽車維修思想及分類1.1.5汽車維修內容與特點（1）傳統汽車維修的內容與特點

以機械修理為核心、以定性分析為基礎，手工操作技藝。（2）現代汽車維修的內容及特點

以各種機、電、液一體化檢測設備及診斷系統作為維修作業(yè)的核心與基礎。故障分析以定量分析為基礎，配以必要的人工經驗檢查。1.1汽車維修思想及分類1.1.5汽車維修內容與特一、可靠性歷史1.搖籃期：始于第二次世界大戰(zhàn)2.奠基期：20世紀50年代3.普及期：1960年以后4.成熟期：20世紀70年代二、可靠性定義

可靠性：產品在規(guī)定條件下，在規(guī)定時間內，完成規(guī)定功能的能力。

四要素：產品、條件、時間、功能1.2汽車可靠性理論一、可靠性歷史1.2汽車可靠性理論三、可靠性的衡量指標1.可靠度R(t)

產品在規(guī)定條件下和規(guī)定時間內完成規(guī)定功能的概率，稱為產品的可靠度。

設事件為A，其概率為P(A)，則R(t)=P(A)0≤P(A)≤12.失效度F(t)三、可靠性的衡量指標183.故障概率密度函數

失效率對時間的分布函數，稱為故障概率密度函數，記作f(t)。

則

183.故障概率密度函數194.故障率函數

（1）概念

指產品到t時刻為止未發(fā)生故障，在該時刻后發(fā)生故障的概率，記為λ(t)，可以表述產品在整個壽命期內出現故障的可能性。

產品工作到t時刻后，在(tt+△t)內發(fā)生故障的概率為：再除以△t，得△t時間內的平均故障率。

當△t趨于0時，得到t時刻的失效率，即

194.故障率函數20（2）故障率函數與其他函數的關系1）與失效分布密度函數f(t)的關系2）與可靠度函數R(t)的關系3）與失效概率分布函數F(t)的關系

20（2）故障率函數與其他函數的關系21（3）故障率函數曲線（浴盆曲線）1）早期失效期(DFR)

特征：開始失效率較高，隨時間推移，失效率逐漸降低。2）偶然失效期(CFR)

特征：失效率近似等于常數，失效率低且性能穩(wěn)定。3）耗損失效期(IFR)

特征：隨時間的增長，失效率急劇加大。

21（3）故障率函數曲線（浴盆曲線）225.平均壽命與可靠壽命

（1）平均壽命

指一個標志產品平均能工作多長時間的量，是對整批產品而言的一個指標。

MTBF

MTTF

（2）可靠壽命tR

1）特征壽命：R=exp(-1)=36.8%的可靠壽命2）中位壽命：R=50%的可靠壽命，記作t0.5。3）額定壽命：R(t)=90%的可靠壽命，記作t0.9。

225.平均壽命與可靠壽命汽車可靠性研究中所用的理論概率分布類型很多，常用的分布有指數分布、正態(tài)分布和威布爾分布等。威布爾分布是應用最廣泛的可靠度函數，具有很好的兼容性，可將常見的正態(tài)分布、指數分布等都容納在內。汽車可靠性常用分布函數汽車可靠性研究中所用的理論概率分布類型很多，常用的分汽車可靠性研究中的威布爾分布及應用1.威布爾分布的定義

完整的威布爾分布由三個參數決定

可靠度：

R(t)=exp[-(t-r)m/t0]

失效度：F(t)=1-exp[-(t-r)m/t0]

故障概率密度函數：f(t)=[m(t-r)m-1/t0]exp[-(t-r)m/t0]

故障率：λ

(t)=f(t)/R(t)=m(t-r)m-1/t0

式中：m—形狀參數

t0—尺度參數

r—位置參數

在實際工程問題中，位置參數r常為0，所以可以簡化為兩參數的分布。

形狀參數m影響分布函數曲線的形狀特征。汽車可靠性研究中的威布爾分布及應用2.威布爾分布參數的意義

（1）形狀參數m取不同的值，威布爾分布曲線的形狀也隨之變化。

m<1

早期失效過程的特征，DFR型m=1

隨機失效過程的特征，CFR型m>1

耗損失效過程的特征，IFR型（2）尺度參數t0不影響曲線變化的形狀和位置，致使改變曲線縱橫坐標的標尺。

（3）位置參數r只改變曲線起點的位置。2.威布爾分布參數的意義3.威布爾分布的應用1）B10壽命：累計失效概率等于10%時的壽命2）特征壽命：可靠度為36.8%時的壽命

3）中位壽命：可靠度為50%時的壽命3.威布爾分布的應用1.3汽車的維修性及有效性1.3.1維修度

定義：汽車或總成在規(guī)定的條件下使用，在規(guī)定的時間內，按規(guī)定程序和方法進行維修時，保持或恢復到能完成規(guī)定功能能力的概率。（1）維修度M(t)

汽車或總成從維修開始到結束所經歷的時間為規(guī)定維修時間，以t表示。將汽車總成等在維修時間所服從的分布稱為維修分布，記為G(t),實際維修所用時間為ξ，則在t時刻完成維修的概論為1.3汽車的維修性及有效性1.3.1維修度1.3汽車的維修性及有效性若t為連續(xù)型隨機變量，則存在維修的概率密度函數m(t)

。則有

若維修度記為M(t)，則有

M(t)是遞增函數，隨維修時間的增長而增長。1.3汽車的維修性及有效性若t為連續(xù)型隨機變量1.3汽車的維修性及有效性（2）平均修復時間

表示修復時間的平均值。1.3汽車的維修性及有效性（2）平均修復時間1.3汽車的維修性及有效性（3）修復率

修復率是指修理的時間已達到某時刻但尚未修復的汽車或總成，在該時刻后的單位時間內完成修理的概率，記為e(t)。1.3汽車的維修性及有效性（3）修復率1.3汽車的維修性及有效性1.3.2汽車的有效度

有效度又稱可用度，是指汽車、總成在任一時刻能維持規(guī)定功能的概率，是一個綜合反映汽車可靠性與維修性的指標。

設汽車或總成的狀態(tài)D(t)=0時，為正常狀態(tài)；D(t)=1時，為故障狀態(tài)。

有效度可表示為1.3汽車的維修性及有效性1.3.2汽車的有效度1.3汽車的維修性及有效性

A(t)由汽車的可靠度和維修度來決定，三者之間的關系為

（1）固有有效度（2）可達有效度（3）工作有效度1.3汽車的維修性及有效性A(t)由汽車的可靠度和33汽車維修工程1汽車維修工程34第一章汽車維修理論基礎1.1汽車維修思想及分類1.2汽車可靠性理論1.3汽車的維修性及有效性2第一章汽車維修理論基礎1.1汽車維修思想及分類1.1.1汽車維修基本概念

維修是為保持或恢復工程系統在其規(guī)定的技術狀態(tài)所進行的全部活動。維修貫穿于設備使用的全過程，包括技術性活動和管理性活動。

汽車維修是為保持或恢復汽車在其規(guī)定的技術狀態(tài)所進行的全部活動。包括汽車維護和修理。

汽車維修的直接目的是保持汽車處在規(guī)定的技術狀態(tài)，預防功能退化和故障及其后果，當其狀態(tài)受到破壞后，時期恢復到規(guī)定狀態(tài)。1.1汽車維修思想及分類1.1.1汽車維修基本概念1.1汽車維修思想及分類1.1.2現代汽車維修思想

維修思想，又稱維修原理，就是從總體上對汽車維修保障工作的概要說明，是關于汽車維修保障的總體規(guī)劃。1.1汽車維修思想及分類1.1.2現代汽車維修思想1.1汽車維修思想及分類RCM（以可靠性為中心的維修）維修思想，是一種用于確保任一設備在現行使用環(huán)境下保持實現其設計功能的狀態(tài)所必須的活動的方法。

其最大的特點：從故障后果的嚴重程度出發(fā)，盡可能避免或至少可減輕故障后果，改變了過去那種根據設備故障的技術特性對故障本身進行預防的傳統觀念。

其分析的要點：以故障模式和故障影響分析為基礎，以維修工作的適用性、有效性和經濟性為決斷準則，通過邏輯決斷分析來確定設備的各種部件是否需要進行預防性維修工作，并確定工作類型、間隔期和維修級別。1.1汽車維修思想及分類RCM（以可靠性為中心的維修）維修思想，是一種用于確保任1.1.3汽車維修方式汽車維修按維修方式來分，可分為預防性維修和基于故障（事后）維修。1.1汽車維修思想及分類1.1.3汽車維修方式1.1汽車維修思想及分類（1）事后維修方式

1）事后維修方式的概念

定義：由于未采取預防性維修或由于預防性維修中沒有暴露出的問題而導致系統或設備故障之后所采取的補救措施，用來使系統或設備經修理后恢復至正常工作狀態(tài)。

事后維修針對的是設備的功能故障或設備的意外停機，所采取的措施是非計劃性的、對汽車的安全和使用不構成影響。1.1汽車維修思想及分類（1）事后維修方式1.1汽車維修思想及分類通常在下列情形中采用事后維修策略：①當對汽車故障的過程和故障結果了解的不是很清楚時，通常要等到出現故障后才設法糾正，即采用事后維修策略。②汽車的故障率單調遞減，或為常數，或雖然故障率單調遞增，但事后維修成本明顯小于預防性維修成本，在這些情況下，使用預防性維修不具有優(yōu)勢。③對于維修工作復雜而且維修性差的情形，通常歸類于“未完成維修”。此時，早期更換會引起額外的故障，因此通常采用事后維修策略。1.1汽車維修思想及分類通常在下列情形中采用事后維修策略：1.1汽車維修思2）事后維修策略的優(yōu)缺點

優(yōu)點：事后維修不需要提前做計劃，降低了成本；信息搜集，基于非重要汽車部件的失效情況，就可以得到使用同樣部件的重要汽車的可靠性數據；因早期故障率較低，可以不進行使設備恢復如新的預定維修。

缺點：安全風險，失效經常沒有預兆；停工期無法控制，會造成大的生產損失；一個部件的失效會引起對其他部件的二次損傷，可能引起更長的修理時間；因失效無法預測，需大批的備件；為能繼續(xù)生產，需要冗余設計；為能快速起作用，需一個大的備用維修組。1.1汽車維修思想及分類2）事后維修策略的優(yōu)缺點1.1汽車維修思想及分類（2）基于時間的（定時）汽車維修方式

1）優(yōu)點

故障數量減少，縮短了停工時間；勞動力更經濟；可提前做好維修計劃；提高安全和質量狀態(tài)；降低汽車的不合格率、返工率及廢料生產；通過減少二次損傷，減少修理成本；減少加班成本，更經濟使用維修工人。2）缺點

維修活動增多，成本提高；進行了不必要的維修；只適用于劣化與壽命有關的情況；在定時維修中，有損壞相鄰部件的風險；不能實現使汽車恢復如新的預防性維修。1.1汽車維修思想及分類（2）基于時間的（定時）汽車維修方式1.1汽車維修思想（3）基于狀態(tài)的（視情）汽車維修方式

視情維修是指經過一定的時間間隔后，將觀察到的汽車運行狀態(tài)與適用的標準進行比較的工作。

工作的結果可以是汽車能繼續(xù)使用到下一個檢查期或重新加工后使用，也可以是汽車零部件的更換或報廢。1.1汽車維修思想及分類（3）基于狀態(tài)的（視情）汽車維修方式1.1汽車維修思想（1）視情維修優(yōu)點最大化汽車部件的可用性，降低了停產時間；能分析失效原因；減少了二次損傷；能延長個體壽命；維修能提前計劃；降低了汽車的不合格率、返工率及廢料產生；提高了期望壽命；減少加班成本，更經濟使用維修工人。（2）視情維修缺點

針對監(jiān)控、溫度記錄和油液分析需要專門的設備和訓練。公司必須仔細選擇正確的技術。趨勢的形成需要一段時間，需要評估汽車的狀態(tài)；費用高；需要培訓專門人員。1.1汽車維修思想及分類（1）視情維修優(yōu)點1.1汽車維修思想及分類1.1.4汽車維修目的及內容

維修的前提：汽車出現或即將出現故障，需要維修；汽車具備再制造性功能，可以維修。

汽車維修的目的就是為了恢復汽車使用性能、延長汽車使用壽命、保持社會運力功能的正常進行。

（1）汽車的磨損

汽車的磨損狀況可以用磨損率來進行定量評價。

汽車磨損率，指單位行程或時間的磨損量。1.1汽車維修思想及分類1.1.4汽車維修目的及內容1.1汽車維修思想及分（2）汽車的損壞

汽車的損壞是指汽車或零件的完好技術狀況遭到破壞，使汽車部分或完全喪失工作能力的現象。

造成汽車損壞的主要原因：①汽車遭受到超過技術文件規(guī)定許可的外因作用。②自身的老化、疲勞、變形。③非正常磨損。（3）汽車故障的類別及表現形式1）故障類別2）主要表現形式1.1汽車維修思想及分類（2）汽車的損壞1.1汽車維修思想及分類1.1汽車維修思想及分類1.1.5汽車維修內容與特點（1）傳統汽車維修的內容與特點

以機械修理為核心、以定性分析為基礎，手工操作技藝。（2）現代汽車維修的內容及特點

以各種機、電、液一體化檢測設備及診斷系統作為維修作業(yè)的核心與基礎。故障分析以定量分析為基礎，配以必要的人工經驗檢查。1.1汽車維修思想及分類1.1.5汽車維修內容與特一、可靠性歷史1.搖籃期：始于第二次世界大戰(zhàn)2.奠基期：20世紀50年代3.普及期：1960年以后4.成熟期：20世紀70年代二、可靠性定義

可靠性：產品在規(guī)定條件下，在規(guī)定時間內，完成規(guī)定功能的能力。

四要素：產品、條件、時間、功能1.2汽車可靠性理論一、可靠性歷史1.2汽車可靠性理論三、可靠性的衡量指標1.可靠度R(t)

產品在規(guī)定條件下和規(guī)定時間內完成規(guī)定功能的概率，稱為產品的可靠度。

設事件為A，其概率為P(A)，則R(t)=P(A)0≤P(A)≤12.失效度F(t)三、可靠性的衡量指標503.故障概率密度函數

失效率對時間的分布函數，稱為故障概率密度函數，記作f(t)。

則

183.故障概率密度函數514.故障率函數

（1）概念

指產品到t時刻為止未發(fā)生故障，在該時刻后發(fā)生故障的概率，記為λ(t)，可以表述產品在整個壽命期內出現故障的可能性。

產品工作到t時刻后，在(tt+△t)內發(fā)生故障的概率為：再除以△t，得△t時間內的平均故障率。

當△t趨于0時，得到t時刻的失效率，即

194.故障率函數52（2）故障率函數與其他函數的關系1）與失效分布密度函數f(t)的關系2）與可靠度函數R(t)的關系3）與失效概率分布函數F(t)的關系

20（2）故障率函數與其他函數的關系53（3）故障率函數曲線（浴盆曲線）1）早期失效期(DFR)

特征：開始失效率較高，隨時間推移，失效率逐漸降低。2）偶然失效期(CFR)

特征：失效率近似等于常數，失效率低且性能穩(wěn)定。3）耗損失效期(IFR)

特征：隨時間的增長，失效率急劇加大。

21（3）故障率函數曲線（浴盆曲線）545.平均壽命與可靠壽命

（1）平均壽命

指一個標志產品平均能工作多長時間的量，是對整批產品而言的一個指標。

MTBF

MTTF

（2）可靠壽命tR

1）特征壽命：R=exp(-1)=36.8%的可靠壽命2）中位壽命：R=50%的可靠壽命，記作t0.5。3）額定壽命：R(t)=90%的可靠壽命，記作t0.9。

225.平均壽命與可靠壽命汽車可靠性研究中所用的理論概率分布類型很多，常用的分布有指數分布、正態(tài)分布和威布爾分布等。威布爾分布是應用最廣泛的可靠度函數，具有很好的兼容性，可將常見的正態(tài)分布、指數分布等都容納在內。汽車可靠性常用分布函數汽車可靠性研究中所用的理論概率分布類型很多，常用的分汽車可靠性研究中的威布爾分布及應用1.威布爾分布的定義

完整的威布爾分布由三個參數決定

可靠度：

R(t)=exp[-(t-r)m/t0]

失效度：F(t)=1-exp[-(t-r)m/t0]

故障概率密度函數：f(t)=[m(t-r)m-1/t0]exp[-(t-r)m/t0]

故障率：λ

(t)=f(t)/R(t)=m(t-r)m-1/t0

式中：m—形狀參數

t0—尺度參數

r—位置參數

在實際工程問題中，位置參數r常為0，所以可以簡化為兩參數的分布。

形狀參數m影響分布函數曲線的形狀特征。汽車可靠性研究中的威布爾分布及應用2.威布爾分布參數的意義

（1）形狀參數m取不同的