经济有效的汽车可靠性试验方法探讨

1、经济有效的汽车可靠性试验方法探讨作者：丁洪春  罗马吉 蔡茂春 文章来源：江苏江动集团 江苏 盐城 224001；武汉理工大学汽车工程学院 湖北 武汉 430070汽车可靠性是汽车产品质量好坏的重要评价指标，也是使用者关心的首要问题。所谓汽车可靠性，是指汽车产品在规定条件下和规定里程（时间）内，完成规定功能的能力1。其中规定的条件，对汽车产品而言就是汽车规定的工作环境，如道路环境、载荷性质、行驶速度、维修技术以及存放、运输等条件；规定的时间，是指某一特定使用时间，如可靠性行驶试验里程、保用期、第一次大修里程及报废期等；规定的功能，是指汽车产品的国际和国家标准、技术法规以及使

2、用说明书、合同规定的功能和性能要求。汽车可靠性必须到规定的时间才能评定。汽车可靠性必须从设计阶段开始考虑，并且贯穿于设计、研制、制造、调试、运输、存放、使用、维修直到报废的全过程。汽车可靠性水平主要取决于从零部件到系统的可靠性设计2。保证汽车可靠性的最有效的方法是采取合适有效的可靠性试验，确保汽车整车出厂质量，维护用户的乘车安全。一、汽车可靠性试验的定义为了提高或保证汽车产品的可靠性及评价、验证汽车产品的可靠性而进行的关于汽车产品故障及其影响的各种试验，统称为汽车可靠性试验2。所谓汽车故障，是指汽车整车、总成及零部件在规定条件下和规定里程（时间）内，丧失规定功能的事件。汽车是一个可维修系统，因

3、而故障的含义并不完全等价于不可维修系统中的“失效”。在汽车的各种模式的故障中，既有零部件损坏导致汽车停驶的突发故障（亦称硬故障），又有因磨损、老化等造成汽车功能下降的衰减型故障（亦称软故障）。可靠性试验是取得可靠性数据的最主要方法，因而是进行可靠性设计和分析的基础。通过可靠性试验可以发现产品设计和研制阶段所存在的问题，明确是否需要修改设计，同时可以对改进后的产品可靠性指标进行评定和验证。二、汽车可靠性评价指标5,6汽车可靠性评价指标有：平均首次故障里程（MTTFF）、平均故障间隔里程（MTBF）、当量故障率D、有效度、维修时间、维修费用等。研究表明，汽车故障的分布规律可用正态分布、对数正态分布

4、、指数分布、威布尔分布等来近似描述。一般认为复杂可维修系统的首次故障里程遵从威布尔分布。因此，估计汽车平均首次故障里程相当于估计遵从威布尔分布的零件的定时截尾无替换寿命试验的平均寿命。对可维修系统，所谓有效度就是产品在规定使用条件与维修条件下，在任意时刻t维持其功能的概率。瞬时有效度是时刻t的函数；稳态有效度是在稳定状态下的有效度，是时间趋于无穷时，瞬时有效度的极限值，也称为极限有效度，包括固有有效度、使用有效度、平均有效度、工作有效度等。可靠性试验的类别不同，所关心的有效度的种类也不相同。在产品定型试验中，应关心固有有效度，而在质量检查中，则考虑使用有效度。维修时间是从发现故障到产品恢复规定

5、功能所需的时间，即故障诊断、修理准备及修理实施时间之和。维修费用包括预防性维修费用和故障后维修费用。费用包括人员工时费、设备工时费和材料消耗费等。文献5 6介绍了汽车可靠性平均指标的计算方法。三、汽车可靠性试验方法由于汽车可靠性试验往往是具有破坏性或严重损耗的试验，试验周期长、费用高，因此，在实际工作中，针对试验对象及其处在产品寿命期的阶段，研究和采用正确而又恰当的试验方法不仅有利于保证和提高产品的可靠性，而且能够大大地节省时间、人力和费用。1汽车可靠性试验分类汽车可靠性试验可以分为多种类型，可以按试验地点、试验目的、试验方法进行分类2。汽车可靠性试验按试验地点可分为试验室可靠性试验、道路可靠

6、性行驶试验。试验室可靠性试验是在室内按规定的可控条件进行的可靠性验证或测定试验，如汽车道路模拟试验。道路可靠性行驶试验是在规定的道路行驶条件下进行的可靠性验证或测定试验，包括使用可靠性试验、试验场可靠性试验、特殊地区可靠性试验。汽车可靠性试验按试验目的可分为可靠性鉴定试验、可靠性考核试验、可靠性测定试验和可靠性研制试验。可靠性鉴定试验是鉴定汽车新产品或改进设计后的汽车产品的可靠性指标是否达到设计标准，试验结果可作为能否定型的依据。可靠性考核试验是确定稳定生产的汽车产品可靠性指标是否达到规定的目标值，是为判定产品是否合格而进行的试验。可靠性测定试验是测定未知可靠性水平的汽车的可靠性，如分析进口汽

7、车样车的可靠性。可靠性研制试验是在新产品验证过程中，一边测定可靠性，一边进行改进，使样车的可靠性水平逐步增长直至达到设计要求的试验，也称为评价设计质量而进行的试验。汽车可靠性试验按试验方法可分为常规可靠性试验、快速可靠性试验、极限条件可靠性试验和特殊环境可靠性试验，其中快速可靠性试验又可分为强化试验、载荷谱浓缩试验和强化与载荷谱浓缩相结合的试验。常规可靠性试验是在公路上或使汽车以类似或接近汽车实际使用条件进行的试验；这种试验结果最接近实际使用情况，但试验周期长。极限条件可靠性试验是对汽车施加在实际使用条件中可能遇到的少量的极限载荷所进行的试验，如发动机超速运转、冲击沙坑等；它是为确定产品能承受

8、多大应力（载荷）而进行的试验。特殊环境可靠性试验是为评定汽车产品在各种恶劣环境条件下的性能及其稳定性而进行的试验，如高原试验、寒冷冰雪试验、盐雾试验及暴晒试验等。汽车强化试验是考核汽车产品可靠性的基本试验方法，是汽车在比正常使用环境苛刻的条件下进行的寿命试验。汽车可靠性强化试验是缩短试验周期、加快新产品开发速度的最有效的手段。2汽车可靠性试验方法汽车可靠性试验需要在一定的试验条件下，采取适当方法进行。汽车可靠性试验的试验条件在GB/T12534-90“汽车道路试验方法通则”和GB/T12678-90“汽车可靠性行驶试验方法”中作了明确规定，包括试验汽车的装载质量、轮胎气压、燃料、润滑油（脂）和

9、制动液、气象条件、试验道路等内容，详见有关国家标准。试验道路包括常规可靠性试验道路、试验场可靠性试验道路和整车性能试验道路。试验道路有多种，如平坦道路、坏路、山区道路、城市道路、无路地段等。进行汽车可靠性试验时需要根据试验项目和要求选择试验道路，并且选择试验道路时需考虑试验道路由于各种原因使道路不标准或不稳定，影响试验结果。汽车试验场设有固定路形的特殊可靠性试验道路，包括石块路、卵石路、鱼鳞坑路、搓板路、扭曲路、凸块路、沙槽、水池、盐水池等，以及高速环形跑道、砂土路、坡道及性能道路等。目前我国几个大汽车试验场主要有：海南汽车试验场、东风汽车公司汽车试验场、定远汽车试验场、交通部公路交通试验场、

10、上海大众汽车试验场。目前，汽车可靠性试验已逐步由常规可靠性向试验场可靠性试验发展。在汽车可靠性行驶试验中，可靠性试验总里程及其分配因汽车可靠性试验类别而异，常规可靠性试验与试验场可靠性试验也有不同。在可靠性试验中，还需要依据试验程序要求和试验规范进行4。在试验汽车可靠性行驶项目全部结束之后，为了检查各总成内部结构有无其他异常现象，需要进行解体检查。拆检应按预定的计划进行，要边拆检边记录（或摄影），同时应按相应试验规程的规定对主要总成（发动机、离合器、变速器、转向器、驱动桥等）进行部分或全部拆检。对拆检中发现的问题，应及时分析、判明原因，并记录拆检的详细情况。可靠性行驶试验前后，要对试验汽车主要

11、零件进行精密测量，测量精度由零件的制造精度确定。汽车拆检测量常见项目参见文献5。在汽车可靠性试验中，需要对试验工况和故障及其他试验数据进行记录和统计，用于汽车可靠性分析与评价。四、改进汽车可靠性试验工作的措施汽车产品可靠性试验的目的就是通过试验来验证产品可靠性指标是否符合规定要求。汽车企业要达到这个目的，必须做好以下几项工作1 9：（1）针对汽车企业的产品特点建立产品实验室。国外汽车企业为获得产品的可靠性数据，都十分重视产品实验室建设。不但为产品试验室配备一流的试验设备，而且落实工作责任心强的人员做产品试验室负责人。通过各类产品的反复试验，为新产品开发设计和提高实物质量提供宝贵的实验数据。（2

12、）严格控制样品的可靠性试验。样品的可靠性试验是新产品开发设计和老产品质量改进的基础，所以对于每个样品的可靠性试验均应制定试验规范，明确试验要求和评定标准。对于整车的样品可靠性试验，原则上应先进行零部件样品可靠性试验。特别是主要总成、关键零部件、对安全有影响的零部件、有重大修改的产品结构都必须在整车试验前进行样品可靠性试验，并证明达到要求后再进行整车的可靠性试验。在样品可靠性试验阶段，一般都采取边试验边改进方法，直至样品可靠性试验达到预定要求为止。（3）规范批量生产的可靠性试验。批量生产可靠性试验目的主要是考核批量生产的产品是否达到规定要求，这样不但应考核自制零件是否达到规定要求，而且还应考核外

13、协外购件是否达到规定要求。由于产品设计改进和产品质量改进工作是贯穿产品寿命周期的一项经常性工作，所以企业应制定规范的可靠性试验计划，并要按制定的产品可靠性试验规范要求实施。每次产品可靠性试验后，企业应组织对产品的试验结果进行评定。评定的主要内容是：审查产品性能指标和可靠性指标是否达到要求，产品试验中产生问题及改进措施是否清楚地写入试验报告。（4）建立汽车可靠性试验数据库管理与分析系统。建立汽车可靠性试验数据库，收集整车及零部件可靠性试验结果，开发和利用数据分析处理软件，对可靠性数据进行综合分析，用来揭示汽车的故障规律和影响其质量的薄弱环节，为提高汽车可靠性提供依据。五、结束语汽车产品质量的竞争

14、，在很大程度上就是产品可靠性的竞争。我国汽车产品可靠性水平还比较低，已成为我国汽车工业迅速发展的瓶颈。为了稳步提高我国汽车产品的质量，有必要构建汽车产品可靠性工程。汽车可靠性试验是汽车产品可靠性工程的重要组成部分，汽车产品有关试验信息为企业有针对性地进行产品设计和质量改进、达到缩短产品设计周期和很好完成产品设计质量的目的具有重要的作用。汽车可靠性强化试验是缩短试验周期、加快新产品开发速度的最有效的手段。参考文献1 庄明惠.汽车产品可靠性工程及其构建.中国汽车制造，2007(2)：30-322 刘裕源.霍树君.汽车可靠性试验（一）.汽车技术，2000(2)：38-403 刘裕源.霍树君.汽车可靠性试验（二）.汽车技术，2000(3)：37-394 刘裕源.霍树君.汽车可靠性试验（四）.汽车技