1、可 靠 性 工 程 結 課 論 文題 目： 汽車發動機可靠性分析 學 院： 機電學院 專 業： 機械電子工程 學 號： 201100384216 學生姓名： 郭守鑫 指導教師： 尚會超2014年6月1日目錄摘要································

2、83;···········3 關鍵詞·····································

3、3;····3 前言············································31. 可靠

4、性及可靠性技術的概念·····················42. 可靠性分析方式·························

5、83;·····52.1 指數分布·······························52.2 正態分布··········

6、83;····················52.3 威布爾分布····························

7、;·63. 汽車發動機可靠性評定指標 ····················64. 當前汽車發動機可靠性方面存在的主要問題·······74.1 設計、工藝質量問題·············

8、;········74.2 常見的共性問題·························85. 可靠性綜合評估認定 ············

9、83;·············86. 如何提高汽車發動機的可靠性 ··················9 參考文獻··············

10、83;·························9汽車發動機可靠性分析郭守鑫（中原工學院 機電學院 河南 鄭州 451191）摘 要：發動機是汽車的的核心部分，其技術性能的好壞是決定汽車行駛性能的關鍵因素。而其中汽車發動機的可靠性是關系到主要技術性能“何時失效”的問題，這是汽車發動機至關重要的技術指標。本文針對汽車發動機可靠性及其相關問題進

11、行分析研究，主要論述了發動機可靠性分析方法、評定指標、試驗方法以及國內外發展狀況、當前汽車發動機可靠性方面存在的問題和提高汽車發動機可靠性的一些意見。【關鍵詞】 汽車發動機；可靠性；分析方法；評定指標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 pe

12、rformance "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 inter

13、national 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 言眾所周知，當前汽車行業總體火爆，人們對汽車的需求量在日益增長。然而由于發動機質量問題而引發的汽車整體質量問題也是數見不鮮，甚至導致一些事故的發生，它所引發的一連串問題卻硬生生的擺在消費者和制造

14、廠商之間。在如何保證汽車整體質量的問題上，保證汽車發動機的質量至關重要，其中很大程度就是由汽車發動機可靠性所決定。發動機的可靠性涉及到主機廠的設計、制造、裝配、供應和售后服務等各部門；涉及到配套件、外協件的供應廠商和協作廠商；涉及到各種類型發動機用戶的操作人員、維修人員和設備管理部門等。這種協同環境既有主機廠內部各個部門的協同，又有主機廠與多家配套件、外協件的供應廠商的協同，還有主機廠與多家典型用戶的協同。我國發動機水平與國外先進國家比還有較大的差距：產品的檢驗精度很高，但加工精度差，精度保持性差，簡單模仿多，細化分析少，用戶維護保養差，這些方面增加了發動機發生故障的機率。而所有的這些都是可靠

15、性差的表現。考核發動機可靠性指標的重要數據是平均無故障時間，國外發動機多數超過1萬小時，而國產發動機遠遠低于這個數字。這就難怪重要客戶愿意多花幾倍的價格來購買進口的發動機，而對國產發動機心有疑慮。因此分析研究和提高國產發動機的可靠性已經到了非解決不可的時候了。與此同時汽車面臨巨大的生產與銷售市場以及受國際原油價格波動的影響，研究發動機的高度可靠性在此成為發動機生產行業的關鍵技術。1 可靠性及可靠性技術的概念汽車發動機的可靠性作為評價其質量的重要依據之一，現已在產品開發、設計、制造等方面顯示出了越來越重要的作用。所謂可靠性技術，是指以市場上的機械裝置為對象，在預定的時間內,能保持其壽命，發揮性能

16、、機能的一種綜合性技術。原來的可靠性概念指的是在既定空間時間條件下，實現賦予產品性能的程度，而現在則指的是按計劃創造可靠性能的整體技術，如表1所示。以前可靠性是用耐久性、QC(品質控制)之類的概念來表示的，因而可靠性技術受到了這種模糊不清的概念的影響（當然，根據各廠家的經驗總結的評價技術是可信的）。而能打破這種局面的乃是新的可靠性技術。現在，多以耐久性評價可靠性。2 可靠性分析方式發動機的可靠性分析始于故障分析，對于穩定生產的一批發動機，發生的故障具有一定的統計規律。為了保證汽車發動機的可靠性，提出了一系列的可靠性分析方法，包括有：設計審查；故障分析-故障樹分析法;故障類型和影響分析法；統計壽

17、命手段-威布爾分布法等；產品質量追蹤；實施過程中的質量機能展開圖等。研究發動機發生故障的統計規律認為，發動機發生故障的時間(t)是服從某一分布函數f(t)的隨機變量。用物理方法和數理統計方法對發動機的故障、失效模式、影響因素及其規律進行分析，得出故障分析規律，是發動機可靠性研究的主要內容之一。但在技術領域中，對提高可靠性來說最重要的是故障機理（其內容是從原理上解釋裝置等發生故障的原因），從大量試驗中探明故障的本質原因。常見發動機零件的故障（或壽命）分布規律有指數分布、正態分布、對數分布和威布爾分布。2.1 指數分布指數分布密度函數為f(t)=e-t可靠度函數為R(t)=e-t式中 故障率發動機

18、隨機性沖擊產生的故障（如超載下工作或過熱造成的故障）、正常工作下突發故障（包括人為事故造成的故障和偶然性操作不當引起的故障）,可維修的故障等均適用于指數分布的故障分析規律。2.2 正態分布正態分布密度函數為(t-m)2f(t)- 22s 可靠度函數為¥(t-m)2R(t)exp-dt 22st式中 均值；標準偏差。發動機中有一些零件故障是由幾種相對獨立、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多為正態分布，如燃燒室組件、氣缸、汽缸蓋和活塞的磨損性故障；噴油系統沉淀性故障；管閥系統的腐蝕性故障等。發動機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

19、零件的故障概率分布則屬于對數正態分布。2.3 威布爾分布威布爾分布密度函數為m(t-r)mm-1f(t)=(t-r)exp- t0t0可靠度函數為 (t-r)2R(t)=exp- t0式中 m 形態參數；r 位置參數；t0尺度參數。發動機的下列故障屬于威布爾分布：串聯結構在較強外應力隨機作用下所發生的故障，如油水系統和齒輪傳動系統的故障；非串聯系統，零件故障間相互關系密切，由傳播蔓延而導致的故障，如滾珠軸承的滾珠；磨損積累、疲勞積累和損耗積累逐漸產生的故障。3 汽車發動機可靠性評定指標發動機可靠性是指發動機在規定的使用條件下，在規定的時間內完成規定功能的能力。發動機的可靠性通常用下述指標進行評

20、定。(1) 可靠度（ R ）指發動機在規定使用條件下，在規定時間內完成規定功能的概率；(2) 維修度（ M ）指發動機在規定使用條件下，在規定時間內完成維修的概率；(3) 有效度（ A ）指發動機在某一時刻具有或維持其規定功能的概率。其表示為A=MTBF MTBF+MTTR式中 MTBF 發動機平均無故障工作時間；MTTR 發動機的平均修復時間。(4) 壽命指發動機的工作時間。常見發動機壽命指標：一是平均壽命 t MTBF ，發動機平均無故障工作時間（ MTBF ）；二是可靠性壽命 ts，發動機的可靠度下降到某一數值時發動機已工作的時間；三是大修壽命 B50，發動機大修或換機概率達到 50%的

21、累積使用時間。為了正確全面反映發動機的可靠性水平，我國內燃機標準中制定了一套可靠性評定指標，包括首次故障前工作時間（ MTTFF ）、平均故障間隔時間( MTBF )、無故障性綜合評分值（ Q ）、平均修復時間（ MTTR ）、有效度（ A ）以及大修壽命(B50)。4 當前汽車發動機可靠性方面存在的主要問題各系列的汽車發動機除了本身存在設計方面的問題外，其他問題均具有共性。據統計，在用戶所有的報修項目中，屬于用戶使用、保養不當或電話咨詢的占報修項目總數的30%-35%；屬于發動機生產廠家責任的占保修項目總數的65%-70%。對廠家責任進行細分，屬于自制件質量缺陷或裝試質量問題的占15%-25

22、%；屬于外購外協議（分供方）責任的占45%-65%；屬于燃油系統故障的占20%-30%。4.1 設計、工藝質量問題影響汽車發動機可靠性的因素是多方面且相當復雜的，根本性的影響因素出現在產品設計階段。設計的可靠性決定了整機的可靠性，產品設計中留下的缺陷是不可能在生產使用過程中得以解決的。設計水平的高低對汽車發動機可靠性的高低起決定性作用。顯然，不完善的結構設計可能導致產品出現各種各樣的故障。實際上，幾乎所有的發動機在經歷一定的調試及使用后，都需要進行或多或少的結構修改，以提高其可靠性、耐久性、維護性和安全性。在自制件及裝試質量問題中，絕大多數是屬于設計、工藝可靠性差造成的。國內生產的發動機，由于

23、受到工藝、設備等條件的限制，一個從理論上分析是良好的結構設計，而用于實際生產后，產品質量卻往往得不到保障。4.2 常見的共性問題汽車發動機普遍存在的共性問題有：漏油問題。例如，空壓泵與齒輪室結合面漏油、油底殼與機體結合面漏油、曲軸前后油封漏油、氣門桿密封圈處漏油等。高壓油管斷裂。根據不完全統計，高壓油管的斷裂（裂紋）率（三包期內，以下同）為1%-1.6%。連接高壓油泵與傳動軸的鋼片聯軸節部件失效，故障率為0.8%-1.2%； 錯裝、漏裝零件及螺釘松動等問題。螺釘松動問題主要集中在進排氣管連接螺釘、管螺牙悶頭及啟動電機、空壓泵、板翅式機油冷卻器等與發動機連接的螺釘上。5 可靠性綜合評估認定對汽車

24、發動機可靠性進行綜合評估認定主要有以下幾個方面：依據發動機實際持續時間（h），運行過程中所更換的零部件及具體時間（h）,按照設計要求進行評定。發動機在沒有重大結構損壞的前提下，其實際持續運行時間（h）應達到國標的規定且試驗中更換的零部件應達到設計的壽命。比較初試及復試性能曲線及主要參數，按試驗記錄的校正最大凈扭矩、最大凈功率、額定凈功率、全負荷運行工況下最大活塞漏氣量、24 h平均機油/燃料消耗比與運行時間（h）的關系曲線，分析可靠性試驗過程中性能變化趨勢。按國標和設計要求對以上每一項進行評估認定。零部件的損壞評估認定記錄故障停車、緊固件松動、密封失效、橡膠件老化、堵塞、變形、裂紋、斷裂、零部件損壞發生的運行時間（h）及維護作業情況；提供損壞部位、裂紋、斷口和竄漏印跡等照片；用精密測量數據分析變形量。分別按國標進行評定。零部件磨損1 依據機油油樣分析結果，判斷零部件磨損情況及機油品質。2 整理精密測量數據，確定主要摩擦副的磨損量。3 區分零部件磨損的形式,判定磨損的嚴重程度，提供磨損的照片，按國標條進行評定。4 描述摩擦副表面接觸情況并提供照片，按國標進行評定。零部件表面沉積物描述零部件表面沉積物的狀態并提供照片，按國標進行評定。結論和建議根據臺架可靠性試驗結果