汽车发动机可靠性分析研究报告

1、结课论文题0:汽车发动机可靠性分析总结资料目录摘要3关键词3前言31. 可靠性及可靠性技术的祗念42. 可靠牲分林方戒52.1指数分布52.2正态分布52.3威布尔分布63. 真车发动机可靠性坪定指标64. 当前汽车发动机可靠性方面存在的主要间題74.1设廿、工艺质量问题74.2常见的共性问题85. 可靠性傑合评估汰定86. 如何提高汽车发动机的可靠牲9参考文献9汽车发动机可靠牲分林郭守鑫（中原工学院机电学院XX XX 451191 ）»要：发动机是汽车的的核心部分，其技术性能的好坏是决定汽车ll®ll能的 关谜因素。而其中汽车发动机的可靠性是关系到主要技术性能“何时失效”

2、的间 题，送是汽车发动机至关重要的技术牯标。本文针对汽车发动机可靠性及其相关 间题进行分折研究，主要论述了发动机可靠性分桥方法、评定岳标、试豔方法以 员国内外发展状况、当前汽车发动机可靠性方面存在的间题和提高汽车发动机可 靠性的一些直见。【关邃词】 汽车发动机；可靠性；分林方法；评定荷标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百众所周知，当前汽车行业总体火爆，人们对汽车的需求量在日益增长。然 而由于发动机质量问题而引发的汽车整体质量问题也是

5、数见不節，甚至导致一些 事故的发生，它所引发的一连串问题却硬生生的摆在消费者和斟造厂商之同。在 如何保证汽车整体质量的问题上，保ii汽车发动机的质量至关重要,其中很大程 度就是由汽车发动机可靠性所决定。发动机的可靠II涉员到主机厂的设廿、制造、装配、哄应和售后服务等各部 n；涝及到配套件、外*件的供应厂商和*作厂商;涉及到各种类型发动机用户 的操作人员、维修人员和设备管理部门等。迪种协同坏境既有inir内部各个部 门的协同，只有主机厂与多家配套件、外加件的侯应厂商的加同，还有主机厂与 多家典型用户的协同。我国发动机水平与国外先进国家比还有较大的差距：产品的检騎績度很高， 但加Ift®

6、差，精度保持性差，简单模仿多,细化分析少，用户维护保养差，2 些方面増加了发动机发生故曄的机率。而所有的这些都是可靠性差的表观。考核发动机可靠性指标的重要数据是平均无故障时间，国外发动机名数超il 1片小时，而国产发动机远远低于逆个数字。这就难性重要客户愿恿多花几倍的 价格来喇买进口的发动机，而对国产发动机心有融虑。因此分析研究和提高国产发动机的可靠性已经到了非解决不可的时候了。与nt同时汽车面临巨大的生产与樂售市场以员受国际原油价tr渋动的影响， 研究发动机的高度可靠性在此成为发动机生产行业的关建技术。1可靠性及可靠性技术的極念汽车发动机的可靠性作为评价其质量的重要依据之一，现已在产晶开发、

7、设 计、制造等方面显示岀了越来趟重要的作用。所谓可靠性技术，是荷以市场上的机械装置为对象，在预定的时同内,能保 持其寿金，发挥性能、机能的一种妹合性技术。原来的可靠性關念指的是在既定空同时同条件下,实现慎予产品性能的程 B,而现在则指的是按廿划御造可靠性能的整休技术,如表1所示。以前可靠性 是用时久性、QC（品质腔制）之类的换念来表示的，因而可靠性技术受到了 1T种模 刪不清的曲念的影晌（当然，根据各厂家的经騎总结的评价技术是可信的）。而 能打破JT种局面的乃是新的可靠性技术。现在，名以时久性评价可靠性。可靠性u久性QC产品保证大依据从规划、设计阶段到 第售、服务，进行综 合预測，在开发阶段

8、皿造出良如的质量按朋市场调查及厂 家it立的经豔为依 据的评价标准按照实际制造工序管理以往产品保证能充分保证产品质量良好的U久性可IS证产品具有较高的可靠性用实际方法可创造出高质量的产品对新产品的保证可从市场调査结果 及实验值中预n出 产品的寿命，保证产 品的可靠性不可能充Wffiil产品的81久性不一定能御造出高质量的产品优缺点因为有预测机能，所以可适应新产品，并且能进行定量处理产品式样或使用条 件变化很大时，不适 用，且不能进行定量处理条件变化时，必将侨造出新的实际效果2可靠牲分林方衣发动机的可靠II分析始于故算分析，对于稳定生产的一批发动机，发生的於 障具有一定的统it规律。为了保证汽车

9、发动机的可靠性，提出了一系列的可靠性 分折方法，色括有：设廿审査;故障分林一故障栅分桥法;故障类型和挪"分桥法;貌廿寿命手13威布尔分布法等；产品质量追踪;实施过程中的质量机能展开图等。研究发动机发生故障的貌计规律认为，发动机发生故障的时间是服从某一 分布函数f(t)的I®机变量。用物理方法和数理貌计方法对发动机的故障、失效模 式、影哨因素及其规律进行分析，得岀於障分桥规律，是发动机可靠性研究的主 要内容之一。但在技术领域中，对提高可靠性来说最重要的是於障机理(其内容 是从原理上解释装置等发生故障的原因)，从大量试騎中探明故障的本质原因。常见发动机零件的故肾（或寿金）分布规

10、律有指数分布、正态分布、对数 分布和威布尔分布。2.1指数分布指数分布密度函数为/二儿严可靠度函数为R二严式中 入一故障率发动机I®机性冲击产生的故障（如起教下工作或过热造成的故肾）、正常工 作下突发故障（包折人为事於港成的故障和偶然性操作不当引起的故障），可维 修的故障等均适用干指数分布的故障分折规律。2.2正态分布正态分布密度函数为心；XP-瞬可靠度函数为式中 M一沟值；a一标准偏差。发动机中有一些零件故障是由几种相对独立、公有均匀的锁小差异量因素造 成的，这些零件的故障槪率分布函数名为正态分布，如燃烧室组件、气舌I、汽舌I 盖和活塞的暦损性故障；喷油系统沉浣性故强；管阀系统的腐

11、蚀性於障等。发动 机有些零件故障是分散的，如曲轴搬劳Bi裂和气门强簧疲劳Bi裂等於障，迪些零 件的故障闵率分布则11于对数正态分布。2.3威布尔分布威布尔分布密度函数为/(/) = (r-r)，/，_! exp-Z- -0 (0可靠度函数为/?(/) = exp-iX|贰中 m 一形杏参数；r 一位置参数；G尺度参数。发动机的下列故障扬于威布尔分布：串朕给构在较強外应力險机作用下所 发生的故障，如油水系统和齿轮传动系统的故肾；非串朕系统，零件故障间相互 关系密切，由传播戛延而导致的故障，如逵昧轴承的液昧；磨损枳累、疲劳枳累 和损耗枳累逐浙产生的故障。3真车发动机可靠性评定指标发动机可靠性是指发

12、动机在规定的使用条件下，在規定的时同内完成規定功能的 能力。发动机的可靠性通常用下述指标进行评定。(1) 可靠度(R )荷发动机在规定使用条件下，在规定时同内完成规定助 能的欄率;(2) 绒修度(M)荷发动机在规定使用条件下，在规定时同内完成维修的 阀率；（3）有效度（A）指发动机在某一时刻具有或绒持其规定助能的率。其表 示为MTBFMTBF + MTTR贰中 MTBF发动机平均无於障工作时间；MTTR 一发动机的平均修复时间。（4）寿命指发动机的工作时同。常见发动机寿命指标:一是平均寿命/mtbf ,发动Hl平均无故障工作时间（MTBF ）；二是可靠性寿金ts,发动机的可靠度下降到M-S值时

13、发和机已工作的时间；三是大修寿金BM,发动机大修或换机闵率达到50%的累枳使用时间。为了正确全面反映发动机的可靠性水平，我国内中制定了一套可 靠性评定指标，色括首次故障前工作时间（MUFF ）、平沟故障间隔时间 （MTBF ）、无故障性综合评分值（Q ）、平均修夏时间（MTTR ）、有效度（A ） 以及大修寿命（Bso）。4当前汽车发动机可靠性方面存在的主要间題各系列的汽车发动机除了本身存在设廿方面的冋題外,其他问題均具有共 性。据貌it,在用户所有的报修顶目中，爛于用户使用、保养不肖或咨购的占报 修项目总数的30%-35%； H于发动机生产厂家责任的占保修顶目总数的 65%-70%。对厂家责

14、细分,BT自制件质量缺陷或装试质量问題的占15%25%；属于外购外协垃（分哄方）责任的占45%65%；凤于蟻油系筑故障的占20%30%o4.1披廿、工艺质量间題影喑汽车发动机可靠性的因素是多方面且相当夏杂的,根本性的影响因素岀现在产晶设廿阶段。设廿的可靠11决定了整机的可靠性，产品设廿中留下的缺陷是不可能在生产使用11程中得以解决的。设廿水平的高车发动机可靠性的高低起决定性作用。显然，不完善的结构设it可能导致产品出现各种各样的故 障。实际上，几乎所有的发动机在经历一定的调试及使用后，都需要进行或名或少的结构修改，以提高其可靠11. M久性、细护性和安全性。在自制件及装试质量问题中，绝夫多数是

15、属于设廿、工艺可靠II差造成的。 国内生产的发动机，由干受到工艺、设备等条件的限抽，一个从理论上分折是良 好的结构设廿，而用于实际生产后，产品顾量却往往得不到保障。4.2常见的共性同題汽车发动机普追存在的fttllO有: 漏油间题。例如，空压泵与齿轮室给合面漏油、油婕壳与机体结合面漏油、 曲轴前后油封漏油、气门杆密封圈处漏油等。 高压油管斷裂。根折不完全貌计，高压油管的Bfi裂（裂奴）率（三色期内, 以下同）为1%1.6%o 连接高压油泵与传动轴的钢片联轴节部件失效，故障率为0.8%1.2%； 錯装、漏装零件松动等问题。螺卸松动问题主要集中在进排气管连 接螺釘、管噱牙闷头及启动电机、空压泵、板

16、翅式机油冷却器等与发动机连接的«fl±o5可靠性傑合评估从定对汽车发动机可靠ttaii综合评估认定主要有以下几个方面： 依据发动机实际持续时间（h）, Effii程中所更换的零亂件及具体时间 （h）,按照设it要求进行评定。发动机在没有重大结构损坏的前提下，其实际持 续运行时间（h）应达到国标的规定目试醴中更换的零部件应这到设廿的寿金。 比较初试员复试性能曲线及主要参数，按试验记录的校正最大淨扭矩、 最大淨功率、额定淨助率、全负荷运行工况下最大活塞漏气量、24 h平均机油/ 燃料消耗比与运行时间（h）的关系曲线，分析可靠性试验过程中性能变化范势。 按国标和设廿要求对以上毎一

17、 Biatjif估认定。 零部件的损坏评估认定记录故障停车、紧国件松动、密封失效、橡阪件老化、堵塞、变形、裂奴、撕裂、零部件损坏发生的运打时同（h）及维护作业情况;提供损坏部应、裂纹、 斷口和窜漏印迷等照片；用席密测量数据分折变形量。分别按国标a li if定。 零部件磨损1依据机油油样分折结果，判断零部件暦损悄况及机油晶质。2整理績密测量数据，确定主要摩擦副的暦损量。3区分零部件磨损的形式，判定磨掬的严重程度,提供磨损的照片,按国 标条ami定。4描述摩擦副表面接触悄况并提哄照片，按国sah评定。 零部件表面沉枳物描述零部件表面沉枳物的状态并提哄照片，按国标进行评定。 给论和建放根据台架可靠

18、性试验结果，参考道路使用经騎，对发动机可靠性作岀结论和建肌6如何提髙汽车发动机的可靠牲I®着汽车行业的快速发展，市场既需要一款发动机与多款整车相EM,也 需要一款整车与名款发动机相EKo须结合国产发动机助能和运行坏境以及可 靠性存在的具It间题，研究面向协同坏境的高效可靠性技术。为提高发动机可靠性水平，必须开发和应用新兴的高效可靠性技术，解决 数腔发动机可靠性的新间题。同时要保证汽车发动机可靠性，及时解决各种各样 的间题，就必须多做产品可靠性试验，并目要保证可靠性试验顺利进行，为有效 提开汽车发动机的可靠性提哄技术支持，严恪按照试验规XJS行正确的试醴操作 也是试验11程中十分重要和必要的。可靠性试验技术研究内容色括早期故障激发装置研制，整机及功能部件测 试平台研发，整机员功能部件应力、变形检测，发动机运行状态、故障信息采集 及处理技术研究以及发动机精密度保持II试騎技术的研究等。同时为了提高汽车发动HI可靠性，还需要从以下几个方面人手： 灵活运用il去的数据一从筑it学的角度看，虽然不能一次获得很多样 晶数据，但可综合长期的试验及市场数ffioilt时不能RRK故障发生率作为问题, 应调查故障发生的机理，分折故障，妹合数据。 強化（寿金）试验一強制增加负裁、速度、额率及其它因素，用易发 生故曄的结梅模