第三章 汽车维护理论

1、 一一. 汽车技术状况的变化汽车技术状况的变化 1. 汽车技术状况变化的必然性汽车技术状况变化的必然性 汽车是一种复杂而价值昂贵的机械。在汽车的长期使用中，由于机械件的松动、磨损、失调，使其技术状况逐渐变坏，故障和损坏就会逐渐多起来。 技术状况变坏将导致：动力下降动力下降（加速性、爬坡能力和拖载性变差） 经济性恶化经济性恶化（油耗增加） 可靠性变差可靠性变差（故障频繁），无故障间隔里程缩短 2. 维护的任务及维修的必要性维护的任务及维修的必要性 1）维护的任务）维护的任务 汽车技术维护就是采取一些技术措施，减少故障，避免故障发生，从而使汽车保持完好的技术状态。保持其应有的动力性，经济性和使用可

2、靠性。能高效地完成运输生产任务。 2）维护的必要性）维护的必要性 从维护的任务出发，维护是为了减少故障、避免损坏而采取的技术措施，因此为了保证客货运输任务的顺利完成，维护是必要的；另外，维修费用占运输成本的1/3，提高维修质量，降低维修成本是维修行业追求的目标。 3. 汽车技术状况的两个状态汽车技术状况的两个状态 1） 完好状态：完好状态：汽车各方面的技术状况都符合有关文件中所规定的要求时的状态。 表征：表征： 2） 损坏状态：损坏状态：汽车技术状况严重变坏，不符合有关要求。 表征：表征： 4. 汽车损坏的类型及变化规律汽车损坏的类型及变化规律 1） 按损坏造成的后果分按损坏造成的后果分 停车

3、损坏 汽车丧失工作能力，不经修复就无法继续使用的状态。 非停车损坏 汽车使用性能有较大下降，但并未完全丧失其工作能力。 2） 技术状况的变化规律技术状况的变化规律 渐发性变化规律：表征汽车技术状况参数随行驶里程而逐渐变坏，是工作时间的单调连续函数，是平稳的。 突发性变化规律： 损坏前没有前兆，即总成和机件达到极限状态是随机的、偶发的其实所有损坏都是渐发的，只是突发损坏中的渐发过程未被人发现而已。 要求外表完好或符合规定的汽车能正常发挥其功能外表严重损坏事故但继续使用会招致严重虽尚未丧失工作能力，汽车丧失工作能力 5. 渐发性故障的形成模型渐发性故障的形成模型 为了合理使用汽车，组织好的汽车维护

4、工作必须掌握汽车技术状况随时间的变化规律： 1）技术状况随汽车使用时间（行驶里程）增加而逐渐变坏，其变化呈平稳单调性。 2）同一种汽车在同一时间投入使用后，经一段时间后各车辆的技术状况不可避免呈现出参差不齐，也就是技术状况参数是散布的。 既然其与行驶里程呈平稳单调性变化既然其与行驶里程呈平稳单调性变化 则其函数式可写成： 取得技术状况变化规律参数来回归到其变化规律 可用线性方程： 非线性方程： 指数方程： 式中： 技术状况参数值； 参数初始值； 系数； 指数； 行驶里程。 )()(tyLy或taay10nntataay10taay10y0anaa ,1Lt, 技术状况参数值的方差可用线性方程或

5、非线性函数方程逼近。 既然汽车技术状况参数呈现一定的离散性，既然汽车技术状况参数呈现一定的离散性，按一定分布规律在一定范围内变化，只要知道其分布规律就可以预测汽车极限状态时汽车的行程或时间分布。 分布类型： 图中： 汽车到达极限状态时特性随时间分布的概率密度； 技术状况的时间函数； t时刻技术状况参数的分布密度函数； 技术状况参数的极限值（允许极限） 令： tbbtx102)(22102)(tbtbbtx故障威布尔分布不确定的裂纹对数正态分布疲劳、正态分布磨损)(tf)(ty),(tygmaxy)(2)(exp)(21),(22ttyyttygyy221010)()()(),(tbtbbtaa

6、yttyytyy 假定： 则： 因 从上式可知：达到极限状态时，汽车出现故障的时间分布仍是正态分布，其分布函数为： 则： maxyy 010max),()(taayydydtddtygtf22101tbtbbatdd22101tbtbbdyd222101202210112)(exp121)(tbtbbatttbtbbatf10max0aayt22101tbtbbant220)(21exp21)(tttttf 为了简化起见，不考虑新车技术状况参数（初始值 a0 )的差异，而改为定期维护时，汽车技术状况的差异，是由行驶里程的不同引起的。 令技术状况参数的平均值为： 式中： 汽车定期维护时，平均行驶

7、里程 则：技术状况参数的标准差为： 变异系数 因此当汽车行驶 时，技术状况参数的分布概率密度函数为： 研究汽车技术状况参数随时间或行驶里程而变化的规律时：注意u 选择观察目标和参数；u 选择或拟定确定参数的方法；u 确定观察目标（子样数），一般不少于25个样本；u 进行试验室或运行观察；u 对观察所得数据进行统计分析，得出规律的函数式。 laaly10)(llya1vll22121002)(exp21)(lllalaayayfl 6. 突发性故障形成模型突发性故障形成模型 因为这种故障是突然发生的，它与事前汽车或总成的工作时间无关，仅与外界使用条件或偶然因素有关。 由于指数分布无记忆性，可以用

8、它来进行描述，即故障率为常数。 突发性损坏的原因：主要是负荷大于强度而引起，但是负荷 Q 和承载能力 R 也是随机变化时，这时要根据安全系数来判断。 平均安全系数 若由于外界条件变化而引起 时，就会发生故障。 此时故障概率的形式为： 结构一定时，渐发性和突发性故障比率是一定的。 两种故障可能单独出现，也可能同时出现。1平均平均QRnRQ 0)()(RQdQdRRfQfF 统计二二. 影响汽车技术状况变化的因素影响汽车技术状况变化的因素 1. 汽车的本身结构汽车的本身结构u 零件材料的影响 材料的硬度、韧性、疲劳强度等u 表面加工质量 表面光洁度u 配合关系 间隙大小： 间隙小，寿命长；但太小，

9、不易形成油膜； 间隙太大，寿命严重缩短，油膜不连续。u 基础件的变形 附加载荷过大 2. 使用水平：驾驶操作水平，维修技术水平使用水平：驾驶操作水平，维修技术水平 3. 使用条件使用条件u 燃料质量：辛烷值、含硫量、重质馏分u 润滑油质量：粘度和粘温特性u 道路条件：恶劣路，冲击载荷大，基础件变形，寿命缩短u 气候条件：气温过高，过低都影响汽车使用u 地理条件： 三三.汽车的维修思想和维护工作的实质汽车的维修思想和维护工作的实质 组织汽车维修工作的方针和政策，及人们对维修目的、维修对象、维修活动的总认识称为汽车维修思想。 汽车维修思想大致可分为：预防维修思想、事后维修思想、以可靠性为中心的维修

10、思想 1. 预防维修思想预防维修思想 根据汽车技术状况的变化规律，把维修工作做在技术状况尚未变坏之前。预防维护对突发性故障不起作用、对渐发性故障可以减少故障的发生。 维护的目的就是为了保障汽车在整个使用期内能以最低的单位消耗和费用来维持汽车的工作能力，保持一定的使用可靠度。 设汽车系统的可靠度： 汽车在工作时间t内，按总成和零件产生突发故障的无故障工作概率。 汽车在工作时间t内，按总成和零件产生渐发故障的无故障工作概率。)()()(tPtPtRgs)(tPs)(tPg 设在 时期内，若汽车不进行维护其它正常工作概率为 。当采用预防维护周期为T，在使用时间 t 时， ，汽车故障工作概率为： 如果

11、汽车的可靠度分布服从于威布尔分布，即 即不维护到工作时间 t 时的可靠度。 则： 如果： 则： 这表明当汽车的故障服从指数分布时，预防维护不能提高汽车的使用可靠度。 当 时，则： 由于 ，所以 所以： ，说明 是渐发性故障，维护可以提高可靠度。 同理： 时，则：2mTntnTtnTnTtTeetS)1(21)(1222)(Tnt) 1(2TntnTtt) 1(2223m33333)()(31)(1)(TnnnTttnTtnTnTtTeetS)()(tRtST, 0t)(tRTntnT) 1()()()(nTtRTRtSnTmtetR)(mmmmnTnTtnTtnTteeetS)(1)()()(

12、)()(1tReetStnTnTtT1m2m 由于 所以： 则： 同理： 时 表明汽车的故障耗损型时，预防维护可以提高汽车的使用可靠度。 维修对保持汽车技术状况的作用：维修对保持汽车技术状况的作用： 图示为维护对汽车故障率的影响，假定维护是理想的，即汽车经维护后，其技术状况基本恢复到原状，T01 为维护周期，在达到维护周期之前故障率上升到某一 值，经维护后，故障率又恢复到初始水平，然后随着继续使用又逐渐上升，由于维护，故障率的变化呈锯齿状。 是维护周期 T01时平均故障率，它明显低于无维护时的故障率。 维修对恢复汽车技术状况即维修对恢复汽车技术状况即 的作用的作用 图示汽车不进行维护，其可靠性

13、随行驶里程的延长逐渐降低，直到为零。实际上，每次维护后，汽车技术状况均可以有所恢复，但很难恢复到原有的水平，汽车经长时间使用后，技术状况会明显下降，只有通过修理，才能使技术状况有较大幅度的提高，但仍达不到原有水平。汽车可靠度是随着行驶里程的延长逐渐变差的，所以，维修只能维持汽车的技术状况，即汽车使用是有一定的限度的，当可靠度下降到一定程度后就要报废。 )(tR)()(tRtSTnnnTt3,333333)()()(3nTnTtTnnnTtntTtt)()(tRtST6 , 5 , 4m)(tR)(01t 2. 以可靠性为中心的维修思想以可靠性为中心的维修思想 基本要点：基本要点：n 汽车的使用

14、可靠性取决于汽车本身的固有可靠性及使用维修水平，维修只能保持和恢复其固有可靠性，不可能使固有可靠性提高。不适宜的强化维修并不能有效防治可靠性下降；n 维修可以使原有使用可靠性保持在一定水平内，掌握技术状况变化规律，适时采用有效措施来控制可靠性的下降；n 这种维修方法的实质是根据不同零部件不同的可靠性特征及不同故障后果，选用不同的修理方式。避免了单一预防维修方式，造成的维修内容多，针对性差，过甚维修，增加维修工作量。四四. 汽车维护类型及维修方式汽车维护类型及维修方式 1. 维护的类型维护的类型 按照维护的性质，维护可分为预防维护和非预防维护 1）预防维护）预防维护 预防维护指维护作业的内容和时

15、机是按照预先规定的计划执行的，其目的是为了预防故障发生，维持汽车的工作能力。 预防维护又分为例行维护和计划维护。 例行维护：例行维护：时机和内容与汽车行驶里程无关。如：日常维护、停驶维护、换季维护。 计划维护：计划维护：时机与内容与行驶里程有关。如：一、二级维护 2）非预防性维护）非预防性维护 是汽车出现故障后进行维护，它适于突发性故障，因为此类故障有很大的随机性，在故障出现前很难预测，因而无法预先安排维护计划。 2. 维护方式维护方式 维护方式是维护类型、维护时机和维护内容的综合体现，通常分为定期维护、定期检测按需维护、事后维护三种方式。 定期维护定期维护 定期维护是预防维护的一种，它根据技

16、术状况的变化规律及故障统计分析，规定出相应的维护周期，每隔一定时间对汽车进行一次按规定作业内容执行的维护。 定期维护组织安排比较方便，能保证维护质量，但增加了维护工作量，有时会破坏原部件间的配合性，使部件的固有可靠度下降。而且对突发性故障是无效的。 定期检测，按需维护定期检测，按需维护 它是以故障机理分析为基础，通过诊断或监控设备，定期地或连续地对汽车技术状况进行检测和监控，根据检查结果来组织维护。 执行按需维护必须掌握的三个条件： 1）掌握汽车技术状况参数的变化规律 2）技术状况参数的允许极限值 3）掌握故障的象征、特性及对汽车工作能力的影响 掌握了这三个条件，就可以计算汽车的续驶里程 当

17、本次可以不维护 当 本次应进行维护LLTLLTTL 根据窜气量测定值和诊断参数变化的数学模型，可以判断续驶里程 其中： 行驶 时的诊断参数的预测值； 诊断参数的标准值 单位行使里程诊断参数的变化值； 指数 若测得诊断参数 后，即可利用下式预测无故障续驶里程 则： 其中： 汽车无故障续驶里程； 诊断参数初始值； 诊断参数允许值； 行程 时诊断参数预测值； 指数 由于按需维护是发生故障征兆时才进行的，因此它既能提高汽车的有效度又能充分发挥汽车零件的潜在的能力。是一种比较理想的维护方式。)(0iLLiLbyyLiy0LybLiyTipLLLbyyLLLpp010)(byyLLLiiiLLiLyyb0

18、100LLiLLpiipTyyyyLLLLTL0LyLpyLiyiLiL 事后维修事后维修 特点： 1）采用事后维修可以充分发挥每个零件的潜在能力，避免因盲目拆卸引起的人为误差； 2）由于故障的随机性，因此维修工作无法做计划性安排，组织和管理较困难； 3）由于预先不掌握故障发生时机，无法对其控制，因而故障率较高。而且当故障发生在营运期间时，会导致安全事故。 因此此种方法适合于突发性故障，且不涉及行车安全 对于渐发性故障，不涉及行车安全，其所造成的经济损失小于预防维护的费用，即： 排除故障所消耗的平均小修费或功能衰退而多消耗的费用； 平均小修间隔里程 满足上述关系式时，事后维修才是可行的。以可靠

19、性为中心的维修 以可靠性为中心的维修是指一种为实现汽车固有可靠性而设计的维修方式。它是根据汽车可能出现的故障后果和可靠性要求，运用RCM决断图来分析各装置的维修要求和选择维修方式，它能以最低的消耗来恢复汽车的固有可靠性。)1 ()1 (RxRxRcRcxcmmmrrrcx 汽车的维修制度汽车的维修制度是指汽车使用过程中，为了维持和恢复汽车的技术状况，保持汽车的工作能力，保证汽车安全可靠的运行而采取的维修工作总体规范。它明确规定了汽车维修作业的性质、作业内容、技术要求、作业的组织和执行时机，各类作业的相互协调与分工以及作业的劳动组合，劳动定额等。一一. 汽车维修制度制订的原则和步骤汽车维修制度制

20、订的原则和步骤 1. 制订的原则制订的原则 1）汽车技术状况变化是一个随机过程，因此维修制度的制订必须建立在大量的观察数据基础上，应用统计分析和可靠性理论进行科学分析，取得结果； 2）考虑使用条件的影响，按标准使用条件制订，再进行修正； 3）采用技术经济分析，不仅要考虑汽车的完好率，也要考虑维护和维理费用对运输成本的影响。不能片面追求可靠度，而不宜地增大维修费用而增大运输成本； 4）有依据数据：可以是制造厂推荐、科研部门的试验数据、使用部门的使用数据。 2. 步骤步骤 1）系统搜集维修对象在规定使用条件下的故障数据来选择维修方式； 2）对定期检测维修项目，通过分析确定维护周期，优化维修周期；

21、3）根据维修周期对维护工作进行分级，确定每级维护的作业内容； 4）对各级维修周期进行调整。 （确定维护周期结构，高一级维护周期里程应是低级整数倍）二二. 汽车维护周期的确定原理和方法汽车维护周期的确定原理和方法 1. 原理原理 1）使单位维修费用为最小）使单位维修费用为最小 设：L 为定期预防维护的周期； 为定期预防维护时，因维护或换件所需的单位里程平均费用； 为定期预防维护时，因发生故障进行修理所消耗的平均费用。 那么： 其中： 汽车可靠度函数 故障分布密度及累积故障分布函数 为使单位维修费用最小，对上式求导，并令其等于零 求极值下的 值为单位行程维修费用最小的维护周期。CClldllRlF

22、ClRCdllflllRlFClRClFClRCC00)()()()()()()()()(平均行驶里程)(lR)(),(lFlf0dldCl 2） 要保证汽车有一定的可靠度（即完好率）要保证汽车有一定的可靠度（即完好率） 根据图示： 则： 其中： 变异系数 给定置信水平 ，查正态分布表求出 值，即可得到给定置信度下维护周期里程。 2. 方法方法 1）回归概率法）回归概率法 回归概率法是按汽车技术状况参数变化规律和允许极限值来确定汽车维护周期的方法。 若已知参数与行驶里程的回归方程为： ，并已知极限允许值为 ，又由于汽车的运行条件具有明显的随机性，因参数 y 在较大范围内波动，呈一定的分布，因此

23、维护周期确定时，必须提出预定置信水平下汽车技术状况参数变化率的极限允许值概念，即： 其中： 相应于置信水平为 的技术状况参数的最大变化率 参数变化率的平均值，可以从技术状况参数极限分布曲线中获得 变化率偏离平均值的偏离系数，该值可根据分布曲线的类型、变差系数的大 小和置信水平高低而计算得到。ull0)1 ()1 (0vullulullv)(lyyg)1 ()1 (uuugg1u1 所谓置信水平是实际变化率低于允许极限变化率的概率，即： 对置信水平，与安全有关的零件或总成 值取0.900.95 其他总成 取0.850.90 对于正态分布： 即： 所以周期： 初始值 极限值 平均变化率1giP11

24、u1)1 (vug000yyyylg0yy三三. 各级维护作业项目的确定各级维护作业项目的确定 作业分组通常采用的方法有技术经济法，概率法，重复系数法，核心作业法等。 1. 核心作业法（归纳法）核心作业法（归纳法） 每级维护首先确定核心作业为中心作业内容，与核心作业接近的周期，均放在这一级维护。 所谓核心作业就是指与汽车行驶安全有关或影响使用性能、工作能力，且工作量大，需专用设备，经常需要重复的作业。 2. 概率分析法概率分析法 根据维护必须做在故障之前的原则，考虑到工作期限的离散性 当 为一级维护周期 维护作业实际执行时机有以下可能： 当 时， 在执行之前可能出现故障概率为 ，可保证该部位在

25、 无故障工作概率范围内 当 时， 可保证高的可靠度，但部件仍有潜力未充分发挥，因为 因此：在 n-1 级时应进行技术状况诊断，确定该部件到下一级维护能否保证给定的可靠度来确定是在在 n-1级还是 n 级维护，这样既考虑费用又保证了可靠度。 0nTTav0T0nTT实际)(1tP允许0) 1 TnT（实际avTT实际四四. 汽车维修作业分类与工艺组织汽车维修作业分类与工艺组织 1. 作业分类作业分类 ，按性质分，按性质分u 扫除、清洗、外表养护作业u 加添作业 加添燃油、水、润滑油、轮胎气压、制动液u 清洗、润滑作业 清洁虑器、加注润滑油、脂u 检查与紧固作业 检查外露连接件松动并紧固u 检查调

26、整作业 检查各机构技术状况，按技术要求调整u 电气作业 检查电气设备、仪表损坏及导线连接，维护电瓶u 轮胎作业 气压、充气，清除嵌物，轮胎换位等。 2. 维护作业的组织形式维护作业的组织形式 1） 组织汽车维护工艺应考虑遵循的原则组织汽车维护工艺应考虑遵循的原则 工艺过程组织应符合车辆运行制度 能合理利用维护工艺设备和生产场地 能有效完成维护作业内容保证维护质量 工艺过程能保证高劳动生产虑，低成本 2） 组织形式组织形式 全能工段法：把除外表养护作业外的其他规定作业组织在一个工段上，把执行作业人员编成一个作业组，在规定时间内，分部位、有序地完成各自的项目作业。 专业工段法：把规定的各项作业内容

27、，按工艺特点分成一个或几个工段上，各专业工人在给定的工段上完成各自工作，工段配有专业设备。 3） 工艺布置工艺布置 尽头式工段 直通式工段 五五. 各国维修制度简介各国维修制度简介 1. 中国维修制度中国维修制度（按照交通部13号令，贯彻预防为主、定期检测、强制维护、视情修 理的原则） 1）维护制度）维护制度（贯彻强制维护的原则） 分级：日常维护、一级维护、二级维护 日常维护日常维护以清洁、补给和安全检视为中心内容。主要是维护车容和车况的。由驾驶员在每天出车前和收车后执行的。 一级维护一级维护以清洁、润滑、紧固为中心内容。消除一些薄弱环节，检查有关制动操纵等安全部件，保持车辆的正常运行状况。由

28、专业维修工执行，一般安排在夜间执行。 二级维护二级维护以检查、调整为中心内容。为保证车辆在以后较长时间内，能保持良好的运行性能。需专业维修工执行，且占用车日。 交通部13号令对维修周期未作统一规定，但规定车辆维护应按规定的行驶里程或间隔时间，强制执行。 此外，新车或大修车要进行走合期维护；在春秋季来临时还要进行换季维护，（更换机油，拆装保温空调装置等），可结合定期维护执行；经检测诊断和技术评定，根据结果，确定的附加作业和小修项目，结合二级维护一并进行。 2）修理制度）修理制度（应贯彻定期检测、视情修理的原则） 分类：车辆大修、总成大修、汽车小修、零件修理 车辆大修车辆大修汽车行驶一定里程后，经

29、检测诊断和技术鉴定对汽车进行的一次彻底的恢复性修理。 送修标志：送修标志：客车以车厢为主，结合发动机总成 货车以发动机总成为主，结合车架总成和其它两总成符合大修条件 挂车以车架和货厢符合大修条件 车辆大修时，需要将车的全部总成解体，并对全部零部件进行清洗、检查分类。更换不可修零件，修复可修零件，直接用可用件装配，试验以达到恢复汽车的技术状况 。 总成大修总成大修是总成经过一定行驶里程后，其基础件和主要零件出现破裂、磨损、变形，需要拆卸进行彻底的恢复性修理。用修理和更换总成任何部件的方法，恢复总成完好的技术状况和寿命的修理。延长整车大修里程。 总成大修标志：总成大修标志：发动机总成，汽缸磨损 圆

30、柱度0.1250.25mm 圆度0.050.063mm 功率下降25；燃、润料消耗显著增加，超耗30%以上； 其它总成：车架、变速器、驱动桥、转向桥、车身等 汽车小修汽车小修是一种运行性修理，消除汽车在运行中临时出现的故障或维护中发现的故障或隐患所进行修理 小修的分类：小修的分类：计划性小修：根据规律来确定的更换零件和修理作业。 临时小修：事先无法预料，临时损伤的修理作业。 事故性修：肇事损伤的修理。 责任性小修：责任性不强，造成早期损坏的修理。 零件修理零件修理对发动机损伤、变形、磨损的零部件在符合经济原则下，利用机加工、校正、覆盖层等方法恢复零件的配合关系，几何形状，表面性能。 2. 苏联

31、的汽车维修制度苏联的汽车维修制度 3. 美国的维修制度美国的维修制度 美国维修作业共分五级，即A、B、C相当于我国的日常、一级、二级维护；D、E是两级修理。 4. 日本的维修制度日本的维修制度 日本规定在出车前必须进行例行维护，营运车每隔一个月、3个月和12个月对机构进行预防性维护，即三级维护。其它车辆则执行间隔6个月，12个月分别实施内容不同的预防性维护。六六. 汽车维护工作量的确定汽车维护工作量的确定 汽车维护工作量包括： 确定时，以实际测定的方法确定实际维护作业时间作为基数，按百分比加上其他附加时间。由于进入维护的汽车，技术状况的差异及驾驶操作的熟练程度的差别，使维护作业在执行时间上不一致，这就需要对作业时完成时间的非肯定型数据，应用概率统计的方法转化成肯定型数据。 若某一项维护作业，随机抽取几部汽车零件或不同操作水平几个人，实测得到的时间分别为 ，而完成时间总体上总是符合正态分布规律的，则平均时间为： 标