汽车维修理论

专题1汽车可靠性理论

一、可靠性定义二、可靠性的衡量指标一、可靠性定义产品在规定条件下，在规定时间内，完成规定功能的能力（四要素：产品、条件、时间、功能）。规定条件是指：汽车产品的工作条件，包括气候、道路等的环境条件；载荷性质、种类、行驶速度等的运行条件；维修方式、水平、制度等的维修条件。规定的时间是指：汽车行驶的保用期、第一期大修里程、报废期等，可以用时间单位来表示，也可用行驶里程数表示。规定的功能是指：设计任务书、使用说明书、定货合同以及国家标准规定的各种功能和要求，不能完成规定功能的就是不可靠，称之为发生了故障或失效。二、可靠性的衡量指标1．可靠度：是指产品（此处指汽车，以下同）在规定条件下和规定时间内完成规定功能的概率。2．失效度（又称累积故障概率）：产品在规定条件下，在规定时间内丧失规定的功能的概率。3．故障概率密度函数：是指失效率对时间的分布函数。4．故障率函数（失效率函数）：是指产品到t时刻为止未发生故障，在该时刻后发生故障的概率，用λ（t）表示，可以表述产品在整个寿命期内出现故障的可能性。故障率函数曲线（寿命曲线或浴盆曲线）早期失效期（DFR：DecreasingFailureRate）基本特征：开始失效率较高，随时间推移，失效率逐渐降低。原因：产品本身存在着某种缺陷，如各摩擦副间的配合间隙是否得当；加工精度是否符合要求；材料是否存在内部缺陷等等。偶然失效期（CFR：ConstantFailureRate）基本特征：失效率λ（t）近似等于常数，失效率低且性能稳定，在这期间失效是偶然发生的，何时发生无法预测。原因：由于各种失效因素或承受应力的随机性，致使故障的发生完全是偶然的，但用户通过对汽车维护和修养，可以使这一时期延长。（日常维护，一级维护二级维护）耗损失效期（IFR：IncreasingFailureRate）基本特征：随着时间的增长，失效率急剧加大。专题2汽车零件失效理论一、失效规律二、失效类型及分析一、失效规律1、汽车技术状况变化的外观表现:汽车动力性变差.汽车燃料消耗量和润滑油耗量显著增加汽车制动性能变差。汽车操纵稳定性能变差。汽车排放和噪声超限。汽车在行驶中出现异响和异常振动。汽车的可靠性变差。2、失效规律渐进性：变化过程具有确定的形式。突发性：变化过程没有确定的形式。二、失效类型及分析1、汽车失效类型

汽车失效可分为磨损、疲劳断裂、变形、腐蚀及老化等五类。

磨损：包括磨料磨损、粘着磨损、疲劳磨损、腐蚀磨损、微动磨损。

疲劳断裂：含高应变低周期疲劳、低应力高周期疲劳、腐蚀疲劳、热疲劳等。

腐蚀：含化学腐蚀、电化学腐蚀、穴蚀，如湿式汽缸套外壁麻点、孔穴等。

变形：弹性变形、塑性变形，如曲轴的弯曲、扭曲，基础件变形（汽缸体、变速器壳体、驱动桥壳）等。

老化：龟裂、变硬。如橡胶轮胎、塑料器件的老化。（1）磨损1）摩擦基本概念摩擦：两物体相对运动使其接触表面间产生运动阻力的现象。种类：按零件表面润滑状态的不同，摩擦可分：干摩擦：摩擦表面间无任何润滑介质隔开时的摩擦。液体摩擦：两摩擦表面被润滑油完全隔开时的摩擦。边界摩擦：两摩擦表面被一层极薄润滑油膜隔开时的摩擦。混合摩擦：两摩擦表面间干摩擦、液体摩擦和边界摩擦混合存在时的摩擦。2)磨损概念：零件摩擦表面的金属在相对运动过程中不断损失的现象称为零件的磨损。分类：依摩擦原理的不同，磨损可分为：磨料磨损、粘着磨损、疲劳磨损和腐蚀磨损。磨料磨损：摩擦表面间存在硬质颗粒引起的磨损。这种硬质颗粒称为磨料，它主要来自空气中的尘土，润滑油中的杂质及运动过程中从零件表面脱落下来的金属颗粒。磨料磨损的形式：a疲劳剥落或塑性挤压：磨料夹在两摩擦表面之间，将对金属表面产生集中的高应力，使零件表面产生疲劳和剥落。b擦痕：混合在气体和液体中的磨料，随流体以一定的速度冲刷零件的工作表面，并产生擦痕（如柴油机喷油嘴的针阀偶件）。磨料摩擦的影响因素：磨料在摩擦表面间所经历的距离。磨料与金属表面间的相互作用力。零件硬度。磨料硬度。磨料颗粒的大小。减轻磨料磨损的措施：汽车发动机的磨料磨损主要是空气中的磨料造成的，空气中的磨料主要是尘土和沙粒，因此要有滤清效果好的空气滤清器；燃油滤清器，对于柴油的滤清作用要求更严；润滑油滤清，经常清洗机油滤清器。增加零件的抗磨性能，提高零件表面的硬度，使表面硬度尽可能高于磨料的硬度，以提高零件的耐磨性。粘着磨损损：当金属表表面的油油膜被破破坏，摩摩擦表面面间直接接接触而而发生粘粘着作用用，使一一个零件件表面的的金属转转移到另另一个零零件表面面引起的的磨损称称为粘着着磨损，，它主要要是由于于金属表表面负荷荷大，温温度高而而引起的的。粘着磨损损的作用用机理：：由于零件件间的微微观不平平→实际际接触面面积小→→接触处处承受很很大的静静压力即即凸起点点的切向向冲击力力→接触触点的油油膜、氧氧化膜被被破坏，，纯金属属直接接接触→产产生一定定的弹性性变形和和塑性变变形→零零件间吸吸引力增增强。同同时，摩摩擦所产产生的局局部高温温也将导导致接触触点处发发生组织织变化、、软化甚甚至熔化化，引起起粘附及及熔合，，在随后后的运动动中，粘粘结点又又将被从从其薄弱弱部位撕撕开，使使强度较较小的零零件表面面被撕去去部分金金属，并并粘附到到强度较较大零件件表面上上，从而而造成了了零件的的粘着磨磨损。粘着磨损损的影响响因素：：材料特性性的影响响。脆性性材料比比塑性材材料的抗抗粘性能能好。零件表面面粗糙度度的影响响。光滑滑程度越越高，磨磨损量越越小。润滑油的的影响。。要保证证足够的的润滑油油，并保保证润滑滑油的粘粘度和工工作温度度，使配配合零件件表面不不发生干干摩擦，，零件表表面的氧氧化膜不不易被破破坏。运动速度度和单位位面积上上压力的的影响。。零件的的运动速速度越高高，摩擦擦热产生生越多，，负荷越越大，摩摩擦力越越大，越越易产生生粘着磨磨损。疲劳磨损损：在交变载载荷作用用下，零零件表层层产生疲疲劳剥落落的现象象称为疲疲劳磨损损，它主主要发生生在纯滚滚动及滚滚动与滑滑动并存存的摩擦擦状态下下，如齿齿轮齿面面。疲劳磨损损机理：：交变载荷荷的作用用，使零零件表层层因为弹弹性及塑塑性变形形而疲劳劳，导致致表层的的薄弱部部位首先先产生微微裂纹，，当润滑滑油浸入入裂纹内内部时，，零件的的滚动方方向与裂裂纹的方方向一致致，当滚滚动体封封闭裂纹纹口时，，润滑油油在滚动动挤压力力的作用用下使裂裂纹的扩扩展速度度加快，，使零件件表层剥剥落，在在零件表表面上形形成点状状或片状状凹坑。。分类：非扩展性性和扩展展性疲劳劳磨损非扩展性性疲劳磨磨损由于周期期性的接接触压应应力作用用，摩擦擦表面上上出现小小麻点，，但随着着接触面面积的扩扩大，单单位接触触面积降降低小麻麻点停止止扩大。。扩展性疲疲劳磨损损当材料塑塑性较差差时，在在接触表表面作用用有较大大的压应应力，使使表面产产生小裂裂纹，并并扩展而而使金属属脱落，，形成小小麻点和和扩展成成凹坑。。使零件件不能继继续工作。④腐蚀磨磨损：零件摩摩擦表面面由于外外部介质质的作用用，产生生化学或或电化学学的反应应而引起起的磨损损称为腐腐蚀磨损损。类型：化化学腐蚀蚀磨损，，电化学学腐蚀磨磨损，微微动磨损损，穴蚀蚀化学腐蚀蚀磨损：由于金金属直接接与外部部介质发发生化学学反应而而引起的的磨损称称为化学学腐蚀磨磨损。电化学腐腐蚀磨损损：由于金金属在外外部介质质中发生生电化学学反应而而引起的的磨损称称为电化化学腐蚀蚀磨损。。微动磨损损：零件的过盈配配合表面面部位在在交变载载荷或震震动的作作用下所所产生的的磨损称称为微微动磨损损。穴蚀：与液体相相对运动动的固体体表面，，因气泡泡破裂产产生的局局部高温温及冲击击高压所所引起的的疲劳剥剥落现象象称为穴穴蚀。（2）汽车车零件磨磨损规律律零件的磨磨损是不不可避免免的，工工作条件件不同，，引起零零件磨损损的原因因也就不不同，但但各种零零件的磨磨损却都都具有一一定的共共同规律律，这种种规律称称为零件件磨损特特性，遵遵循该磨磨损规律律的曲线线称为磨磨损特性性曲线，，零件磨磨损可分分为三个个阶段：：第一阶段段：磨合合期（oa段）），由于新新零件及及修复件件表面较较为粗糙糙，工作作时零件件表面的的凸起点点会划破破油膜，，在零件件表面上上产生强强烈的刻刻划、粘粘接等作作用，同同时从零零件表面面上脱落落下来的的金属及及氧化物物颗粒会会引起严严重的磨磨料磨损损。所以以该阶段段的磨损损速度较较快，随随着磨合合时间的的增长，，零件表表面质量量不断提提高，磨磨损速度度相应降降低。第二阶段段：正常常工作期期（ab段），经过磨磨合期的的磨合，，零件的的表面粗粗糙度降降低，适适油性及及强度增增强，所所以在正正常工作作期零件件的磨损损变得非非常缓慢慢。第三阶段段：极限限磨合期期（曲线线b点以以后），磨损的的不断积积累，造造成的极极限磨损损期零件件的配合合间隙过过大，油油压降低低，正常常的润滑滑条件被被破坏，，零件之之间的相相互冲击击也随着着增加，，零件的的磨损急急剧上升升，此时时如不及及时进行行调整或或修理，，会造成成事故性性损坏。。（3））汽车车零件件的疲疲劳零件在在交变变应力力作用用下，，经过过较长长时间间工作作而发发生的的断裂裂现象象称为为疲劳劳断裂裂。疲劳断断裂失失效的的分类类根据零零件的的特点点及破破坏时时总的的应力力循环环次数数、疲疲劳失失效可可分为为：高高应力力低周周期、、低应应力高高周期期断裂裂。疲劳断断裂失失效机机理金属零零件疲疲劳断断裂实实质上上是一一个累累积损损伤过过程。。大体体上可可划分分为滑滑移、、裂纹纹成核核、微微裂纹纹扩展展、宏宏观裂裂纹扩扩展、、最终终断裂裂几个个过程程。（4））汽车车零件件变形形零件在在使用用过程程中，，由于于承载载或内内部应应力的的作用用，使使零件件的尺尺寸和和形状状改变变的现现象称称为零零件的的变形形。零件变变形失失效的的类型型有弹性性变形形失效效、塑塑性变变形失失效和和蠕变变失效效。零件在在外力力作用用下发发生弹弹性挠挠曲，，其挠挠度超超过许许用值值而破破坏零零件间间相对对位置置精度度的现现象，，称为为弹性变变形失失效。零件的的工作作应力力超过过材料料的屈屈服极极限因因塑性性变形形而导导致的的失效效称为为塑性变变形失失效。蠕变是是指材料料在一一定应应力（（或载载荷））作用用下，，随时时间延延长，，变形形不断断增加加的现现象。。专题3汽汽车车零件件修复复方法法一、汽汽车零零件修修复方方法的的分类类磨损零零件的的修复复方法法基本本上可可分为为两类类：（1）对已已磨损损零件件进行行机械械加工工，使使其恢恢复正正确的的几何何形状状和配配合特特性，，并获获得新新的几几何尺尺寸；；（2）利用用堆焊焊、喷喷涂、、电镀镀和化化学镀镀等方方法对对零件件的磨磨损部部位进进行增增补，，或采采用胀胀大(缩小)镦粗等等压力力加工工方法法增大大(或缩小小)磨损部部位的的尺寸寸，然然后再再进行行机械械加工工，恢恢复其其名义义尺寸寸、几几何形形状及及规定定的表表面粗粗糙度度。二、汽汽车零零件修修理特特点（1）批量量小；；（2）余量量小，，精度度难以以保证证；（3）工件件硬度度高；；（4）加工工基准准损伤伤，定定位困困难。。三、机机械加加工修修复法法（一））修理理尺寸寸法定义：：修理理尺寸寸法是是修复复配合合副零零件磨磨损的的一种种方法法，它它是将将待修修配合合副中中的一一个零零件利利用机机械加加工的的方法法恢复复其正正确几几何形形状并并获得得新的的尺寸寸(修修理尺尺寸)，然然后选选配具具有相相应尺尺寸的的另一一配合合件与与之相相配，，恢复复配合合性质质的一一种修修理方方法。。（二））附加加零件件修理理法附加零零件修修理法法(也也称镶镶套修修理法法)是是通过过机机械加加工方方法将将磨损损部分分切去去，恢恢复零零件磨磨损部部位的的几何何形状状，然然后加加工一一个套套采用用过盈盈配合合的方方法将将其镶镶在被被切去去的部部位，，以代代替零零件磨磨损或或损伤伤的部部分，，恢复复到基基本尺尺寸的的一种种修复复方法法。（三））零件件的局局部更更换修修理法法局部更更换法法就是是将零零件需需要修修理(磨损损或损损坏)部分分切除除，重重制这这部分分零件件，再再用焊焊接或或螺纹纹连接接方法法将新新换上上的部部分与与零件件基体体连在在一起起，经经最后后加工工恢复复零件件的原原有性性能的的方法法（四））转向向和翻翻转修修理法法转向和和翻转转修理理法是是将零零件的的磨损损或损损坏部部分翻翻转一一定角角度，，利用用零件件未磨磨损部部位恢恢复零零件的的工作作能力力的一一种修修复方方法。图3-2磨损孔孔的镶镶套图3-3轴颈端端的镶镶套修修复图3-4零件的的转向向修理理法四、焊焊接修修复法法焊接根根据使使用的的热源源不同同分为为气焊焊和电电焊。。电焊根据熔熔剂层的不不同又可分分为手工电电弧焊、振振动堆焊。。堆焊又可分分为二氧化化碳气体保保护焊、埋埋弧堆焊、、电脉冲堆堆焊、等离子堆焊焊。五、校正汽车的某些些零件在使使用过程中中往往发生生变形，修修理中需要校校正。常需需校正的汽汽车零件有有：前轴梁梁、车架零件、曲轴轴、凸轮轴轴、传动轴轴、连杆等等等。1．静压校校正绝大多数零零件是在冷冷状态下静静压校正的的。轴类零零件弯曲的静压校校正方法。。轴的静压校校正示意图图图3-11轴的静压校校正示意图图1-V形块2-轴3-百分表2．敲击校校正敲击校正法法系利用有有圆形敲击击头的汽锤锤对零件非非工作表面面进行连续续敲击，如如校正曲轴轴时就敲击击曲柄臂。。3．火焰校校正火焰校正是是氧一乙炔炔热点校正正的简称，，是一种比较先先进的校正正方法。图3-14火焰校正的的应力及变变形图3-13曲轴的敲击击校正示意意图专题4汽汽车修理理工艺一、汽车修修理的经济济效益汽车运输综综合经济效效益随时间间变化的曲曲线二、汽车修修理方法㈠就车修理理法特点：所有有的总成都都是由原车车拆下的总总成和零件件装成的，，由于各总总成的修理理周期不同同，采用就就车修理法法时，必须须等修理周周期最长的的总成修竣竣后方能装装配汽车，，大修周期期较长。㈡总成互换换修理法汽车大修时时将验收并并经外部清清洗的汽车车拆成总成成修理汽车车车架（或或轿车车身身）。然后后用备用总总成库的周周转总成、、组合件和和零件来装装配汽车。。而拆下的的总成经拆拆散检验分分类和修复复后，交备备用总成库库，以备其其它车辆修修理时使用用。三、汽车车修理工艺艺过程的统统筹与优化化统筹法又称称网络分析析技术，是是利用统筹筹图来进行行网络分析析。分析前前应先将大大修工艺过过程分成若若干个工序序，分析和和确定各工工序间的工工艺性和组组织性的相相互联系和和制约关系系，确定工工序间的先先后顺序，，并按先后后顺序的