汽车运用基础（第4版）课件：汽车技术状况的变化

汽车运用基础（第4版）

活塞连杆组故障诊断与修复汽车技术状况的变化

学习目标1.能够描述汽车技术状况变化的原因及影响因素；2.能够对车辆的技术状况进行评定和分级；3.能够描述总结汽车技术状况变化的规律。

汽车是由上万个具有不同功能的零件、总成装配而成的整体。各总成、机构和零件状况的综合，形成了汽车的技术状况。所谓汽车的技术状况，是定量测得表征某一时刻汽车外观和性能参数值的总和。在汽车运行过程中，零部件要逐渐丧失原有的或技术文件所要求的性能，从而引起汽车技术状况变差，直至不能完成规定的功能。汽车零部件在使用过程中，技术状况的变化是不可避免的，但了解汽车零件性能变化的进程，针对零件失效的原因采取相应的措施，防止零件早期损坏，进而控制汽车的技术状况，使汽车的技术状况处于规定的水平。1、概述

表征汽车技术状况的参数分为两大类，一类是结构参数，另一类是技术状况参数。结构参数是表征汽车结构特性的物理量，如几何尺寸、声学、电学和热学的参数等。技术状况参数是评价汽车使用性能的物理量和化学量，如发动机的输出功率、转矩、燃料消耗、声响、排放限值和踏板自由行程等。若汽车完全符合技术文件规定要求的状况，即技术状况的各种参数值，既包括主要使用性能的参数值，也包括外观、外形等次要参数值，则该车技术状况完好；若汽车不符合技术文件规定的任何一项要求，称为汽车技术状况不良。处于不良技术状况的汽车，可能是主要使用性能指标不符合技术文件的规定，不能完全发挥汽车应有的功能；也可能是主要使用性能指标完全符合技术文件之规定，仅外观、外形及其他次要性能的参数值不符合技术文件的规定，而又不致完全影响汽车发挥自身的功能，如前照灯的损坏并不影响汽车白天的正常行驶。1、概述

汽车在使用过程中，随着行驶里程的增加，技术状况将逐渐变坏，使汽车动力性下降、经济性变坏及可靠性能降低，并相继出现种种外观症状：（1）汽车动力性变差，如接近大修里程的汽车，加速时间将增加25%～35％，发动机有效功率和有效转矩低于原设计规定的75％；（2）汽车燃料消耗量和润滑油耗量显著增加；（3）汽车的制动性能变差；（4）汽车的操纵稳定性能变差；（5）汽车排放值和噪声超限；（6）汽车在行驶中出现异响和异常振动，存在着引起交通事故或机械事故的隐患；（7）汽车的可靠性变差，使汽车因故障停驶的时间增加。1、概述

2.1汽车技术状况变化的原因相互摩擦零件间产生自然磨损；与有害物质相互接触的零件被腐蚀；零件长期在交变荷载作用下产生疲劳；零件在外荷载、温度、残余应力作用下发生变形；橡胶及塑料等非金属制品零件和电器元件因长时间工作而老化；使用中由于偶然事故造成的零件损伤等现象致使零件原有尺寸、几何形状及表面质量改变，破坏了零件之间的配合特性和正确位置关系。以上是引起汽车（或总成）技术状况的变坏的主要原因。2、汽车技术状况变化的原因与影响因素

2.2汽车技术状况变化的影响因素在汽车技术状况的变化过程中，尽管影响因素复杂，但决定性的原因，首先是组成汽车的零件间相互作用的结果；其次是汽车使用与保管环境条件的影响；第三是以零件隐伤和过载等为主的偶然因素的作用。零件间相互作用的结果，使零件产生磨损、塑性变形、疲劳破坏、热损坏以及材料性能引起的变化等。在影响汽车技术状况诸因素中，零件磨损的影响是主要的，是具有代表性的。2、汽车技术状况变化的原因与影响因素

2.2汽车技术状况变化的影响因素2.2.1汽车结构和构造工艺因素（1）设计不合理。汽车设计时整车及各总成、机构和零部件不科学、不合理而使汽车零件耗损。（2）材料质量差。汽车材料选用（硬度、强度及耐磨性）不当、材质差，而使汽车零件耗损。（3）工艺不规范。汽车零件在制造、装配、磨合和试验过程中，未严格按技术规范进行而造成汽车零件耗损。2、汽车技术状况变化的原因与影响因素

2.2汽车技术状况变化的影响因素2.2.2汽车运行条件因素汽车的运行条件和使用水平等直接对汽车技术状况产生影响。（1）道路条件的影响。道路状况和断面形状等决定了汽车及总成的工况（荷载和速度域、传递的转矩、曲轴转速、换挡次数，以及道路不平所引起的动荷载等），从而决定汽车零部件和机构的磨损过程，影响汽车的工作能力。例如，一挡的磨损量最大，直接挡的磨损量最小，而且每个挡位都有一个磨损量最小的行驶速度；在不平道路或等外级道路上行驶时，燃料消耗将增加50％，轮胎磨损大约增大两倍；在山区或丘陵地区的道路上行驶时，平均技术速度将会降低20％以上，燃料消耗增加15％；在细砂路面上运行，由于离路面2m高空内的含尘量过多，对汽车零件磨损也有明显的影响。2、汽车技术状况变化的原因与影响因素

2.2汽车技术状况变化的影响因素2.2.2汽车运行条件因素汽车的运行条件和使用水平等直接对汽车技术状况产生影响。（2）运行条件的影响。该影响主要指交通流量对汽车运行工况的影响，如载货汽车在城市街道上速度较郊区要降低50％以上，发动机曲轴转速反而升高35％左右，换挡次数增加2～2.5倍。显然，这种工况必然加速汽车技术状况的恶化进程。（3）运输条件的影响。城市公共汽车经常处于以频繁起步、加速、减速、制动和停车为主的典型的非稳定工况下工作。如曲轴转速和润滑系统油压不能与荷载协调一致的变化，恶化了配合副的润滑条件，使零件的磨损较稳定工况大大加剧。2、汽车技术状况变化的原因与影响因素

2.2汽车技术状况变化的影响因素2.2.2汽车运行条件因素（4）气候条件的影响：①环境温度的影响。图5-1表明有一个故障率最低的环境气象温度。2、汽车技术状况变化的原因与影响因素图5-1汽车故障率与环境温度的关系

2.2汽车技术状况变化的影响因素2.2.2汽车运行条件因素（4）气候条件的影响：②环境湿度和风速的影响。环境的湿度大，极易恶化汽车的运行条件，加速零件的腐蚀。湿度低、气候干燥、道路灰尘多，也会恶化汽车零件的工作环境，使磨损增加。汽车静止不动，风速为10～12m／s时，汽车主要总成的润滑油、专用液的冷却速度较无风时加快1.5～2倍。2、汽车技术状况变化的原因与影响因素

2.2汽车技术状况变化的影响因素2.2.3汽车使用水平的因素（1）维修水平的影响。及时和高质量地依照维护周期、作业项目、技术要求，对汽车定期进行调整、紧固、检查、润滑，及时排除故障等，是保持汽车完好技术状况、减少汽车零件磨损、延长汽车使用寿命的关键。我国的大修发动机耐久性普遍较差，在其主要影响因素中，维修水平低、维修设备落后和维修质量差约占40％。例如，对变形的基础件不进行整形修理，不能恢复主要要素的形位公差；维修技术陈旧和维修检测设备简陋等不能适应汽车维修业的发展。汽车维修行业的管理水平落后、从业人员技术素质低与技术法规观念淡薄等，都严重地制约汽车维修质量的提高。总之，维修质量依赖于维修人员的技术素质、先进的技术设备和汽车配件的质量等。2、汽车技术状况变化的原因与影响因素

2.2汽车技术状况变化的影响因素2.2.3汽车使用水平的因素（2）驾驶技术的影响。是否按照操纵规程进行驾驶，直接关系机件的使用寿命。正确的操作方法应为：冷摇慢转、预热升温、及时换挡、轻踏慢抬、正确滑行、掌握温度、避免灰尘等。这是延长汽车使用寿命的有效方法。驾驶中要注意发动机的工作温度是否正常，润滑状况是否良好；换挡要及时轻快；保持车速符合道路条件；减少冲击荷载等。2、汽车技术状况变化的原因与影响因素

2.2汽车技术状况变化的影响因素2.2.3汽车使用水平的因素（3）荷载与行驶速度的影响。载质量的大小，影响汽车零件的磨损。应按汽车制造厂规定的额定标准载质量进行装载。如果超载，零件的磨损速度将迅速上升。因为载质量增加，各总成的工作负荷增加，工作状态就不会稳定，相应地要求发动机曲轴的单位行驶里程的转速相应增加（因低速挡使用时间较多），发动机处于高负荷且在不稳定情况下工作，造成冷却系统冷却液温度和曲轴箱内的机油温度过高，热状况不良，这一切均使发动机磨损量增大。汽车拖载总质量增加时，各总成的磨损量均增大，其中以发动机最为显著（同单车相比）。变速器和主减速器磨损量随汽车拖载总质量增加而增加，由于低速挡使用次数多，各总成负荷大，其中离合器的磨损最严重。2、汽车技术状况变化的原因与影响因素

2.2汽车技术状况变化的影响因素2.2.3汽车使用水平的因素（3）荷载与行驶速度的影响。当汽车行驶速度过高时，发动机处在高转速状态，活塞的平均移动速度增高，汽缸磨损加大；低速时，机件润滑不良，因而磨损也同样加剧。高速行驶还将引起轮胎发热，使其磨损增加。高速行驶时常需急速制动，会给制动器带来不利影响。因为车轮制动蹄摩擦片的磨损一般是正比于每平方厘米衬带面积所吸收的汽车动能量。因此，高速行驶汽车在急速制动时，制动蹄片的磨损量迅速增加。加速滑行行驶比稳定速度行驶，其发动机磨损量要增加25%～30%。加速终了的速度越高，速度变化范围越大，发动机的磨损量则越大。为了减少机件磨损，必须控制行驶速度，正确选用挡位，要求用中速行驶。2、汽车技术状况变化的原因与影响因素

2.2汽车技术状况变化的影响因素2.2.3汽车使用水平的因素（4）燃料、润滑油品质的影响。汽油品质的影响主要是以馏分温度、辛烷值和含硫量来表示；柴油中重馏分过多、黏度十六烷值含硫量品质的好坏对发动机磨损影响也很大；润滑油品质对发动机磨损的影响主要与其黏度、油性和抗氧化性能及清洁状况有关。2、汽车技术状况变化的原因与影响因素

汽车技术状况变化的规律是指汽车技术状况与行驶里程或时间的关系。研究汽车技术状况变化规律是为了能够掌握它，并采取相应的措施降低零件磨损速度，延长其使用寿命。运用数理统计和可靠性理论来分析汽车、总成和零件损坏率特性，它遵循“浴盆曲线”变化规律。如图5-2所示。3、汽车技术状况变化的规律图5-2浴盆曲线

曲线划分为三个阶段：（1）早期损坏阶段。使用初期，备件的损坏率较高，经过一个时期使用后，损坏率下降。也就是说：损坏率是时间或行驶里程的减函数。技术状况的变化取决于零件设计质量、制造工艺水平和材料力学性能。对汽车各零部件所用原材料及其制造工艺加强检验和质量控制，可以减少或剔除这种早期损坏的产品，降低早期损坏率。（2）随机损坏阶段。经过早期损坏阶段，损坏率减小，零件的工作进入随机损坏阶段。这时不但损坏率很小，并且大体上是一个常数。在这个时期中，零件所发生的损坏大部分与其强度和所承受的负荷有关，损坏是偶然发生的。3、汽车技术状况变化的规律

曲线划分为三个阶段：（3）耗损损坏阶段。零件经过长期使用以后，由于疲劳或磨损等原因，其强度和物理性能下降，损坏率上升，也就是说：损坏率是时间的增函数。在这个阶段中，零件所发生的损坏多属于老化、疲劳等性质。对汽车及时进行检查、维护和调整是延缓零件耗损损坏的有效措施。上述三个阶段如图5-2所示，横坐标是时间或行驶里程，纵坐标是（瞬时）损坏率，由于形象像一个澡盆，所以通常称为浴盆曲线。汽车技术状况的变化规律按发生的过程，可分成两大类：一类是变化过程具有确定的形式，即具有必然的变化规律，其变化过程可以用一个（或n个）时间（t）确定的函数来描述。另一类是变化过程没有确定的变化形式，没有必然的变化规律，对其变化过程独立地重复进行多次观察所得的结果是不相同的，呈现出不确定性，但大量重复观察的结果又具有统计规律。前者称为汽车技术状况随行程的变化过程，后者称为汽车技术状况随机变化过程。3、汽车技术状况变化的规律

3.1汽车技术状况随行程变化过程汽车大部分机构、零件的技术状况变化都有一定规律，都随运行里程的延续而变化，即属于随行的变化过程。这类变化过程的特点是：初始状况（En）随行程依次平稳而单调地变化至极限状况（E0），如图5-3所示。因此，在原则上通过及时的维修措施，可以防止发生故障，同时由于技术状况变化的单调性又为预测故障的发生提供了可能。汽车零件磨损、间隙的变化、冷却系统和润滑系统中沉淀物积聚、机油消耗率及机油中的机械杂质含量等，均是按照这个规律变化。3、汽车技术状况变化的规律图5-3汽车技术状况随行程变化过程

3.1汽车技术状况随行程变化过程汽车技术状况随行程的变化过程可用n次多项式或幂函数两种函数进行描述。n次多项式：式中：y——技术状况参数值；L——汽车行程；a0——技术状况参数的初始值；a1、a2、…、an——表征y与L关系的系数。幂函数：式中：a1、b——技术状况对数变化速率和特性的系数。3、汽车技术状况变化的规律

3.1汽车技术状况随行程变化过程多项式能精确反映技术状况变化的规律性，但由于关系系数的数目太多，确定它们的数值又太复杂，因此增加了应用多项式的难度。实践表明，当用上述多项式计算技术状况参数值时，仅用前四项计算，其结果已足够准确；而对制动蹄与制动鼓间的间隙，离合器踏板自由行程等参数的变化规律，用线性函数描述就足够准确了。对于因汽车零件磨损所引起的技术状况参数变化规律，用幂函数进行描述。如曲轴箱窜气量随行程的变化过程。3、汽车技术状况变化的规律

3.2汽车技术状况随机变化过程汽车技术状况随机变化过程受汽车使用条件、驾驶员的操作水平、机件材质的不均匀性、隐蔽缺陷等随机因素的影响，没有确定的变化形式，技术状况参数的变化率和变化特性没有必然的变化规律。机件进入故障状况的行程是一个随机变量，与故障前的状况无关。若机件承受的荷载超过规定的允许标准，容易产生损伤或损坏，损伤量迅速超过极限值，导致进入故障状况，如图5-4中B所示。3、汽车技术状况变化的规律图5-4汽车技术状况随机变化过程En、En-1、…、E2、E1-工作能力状况；E0-故障状况

3.2汽车技术状况随机变化过程进入故障状况的概率与汽车过去的工作无关。如轮胎被扎穿导致故障的概率不因轮胎的新旧而异。技术状况参数的这种跃变性是随机变化过程的特点，当给定汽车技术状况参数极限值时，汽车状况达到极限数值的行程将是各种各样的，如图5-5a）中的LP1、LP2、．．．、LPn。而在同一行程，汽车技术状况也不是处在同一水平，而是存在明显差异，如图5-5b）所示。3、汽车技术状况变化的规律图5-5汽车技术状况的变异yp-状况参数的极值；ya-状况参数的允许值；yH-状况参数的名义值

3.2汽车技术状况随机变化过程由于汽车技术状况的随机变化过程，不可避免地会引起定期的诊断、检验和维修作业超前或滞后进行。只有掌握汽车技术状况随机变化的规律，才能精确制订汽车检测、诊断和维修作业的周期，确定作业工作量及备件的需要量，提高维修效益，延长汽车的使用寿命。3、汽车技术状况变化的规律

汽车经过一段时期的使用以后，技术状况将发生变化。变化和程度随行驶里程的长短不同及运行条件、使用强度、维修质量的不同而各有差异。为了及时掌握汽车的状况，采用相应技术措施，合理地组织安排运输能力，正确地编制车辆维修计划，各运输企业应定期对汽车性能进行综合评定，核定其技术状况，并根据国家有关标准将车辆技术状况划分等级，以便于车辆的合理运用和科学管理。4、汽车技术状况的分级与评定

4.1汽车技术状况等级的划分按照中华人民共和国交通部颁布的《汽车运输业车辆技术管理规定》的第11条，运行车辆技术状况等级按下列条件划分：4.1.1一级车——完好车

新车行驶到第一次定额大修间隔里程的2/3和第二次定额大修间隔里程的2/3以前，汽车各主要总成的基础件和主要零部件紧固可靠，技术性能良好；发动机运转稳定、无异响，动力性能良好，燃润料消耗不超过定额指标，废气排放、噪声符合国家标准；各项装备齐全、完好，在运行中无任何保留条件，可随时出车参加运输工作的车辆。4、汽车技术状况的分级与评定

4.1汽车技术状况等级的划分4.1.1一级车——完好车

概括起来，一级车的标准有三条：（1）车辆技术性能良好，各项主要技术指标符合定额要求；（2）车辆行驶里程必须是在其相应定额大修间隔里程的2/3以内，如第一次大修间隔里程定额为18万km，第二次大修间隔里程定额为12万km，则处于第一次大修间隔里程定额12万km以内，第二次大修间隔里程定额8万km以内的车辆才可作为一级车；（3）车辆状况良好，能随时行驶参加运输生产。4、汽车技术状况的分级与评定

4.1汽车技术状况等级的划分4.1.1一级车——完好车

凡有一项达不到要求的不能核为一级车，凡同时符合上述三项条件的车辆核为一级车。从这个规定可看出，一级车不仅受车辆的技术状况和性能的定性指标制约，而且还受到车辆行驶里程即新旧程度的定量指标制约。因为新车或第一次大修后的汽车，其行驶里程超过其相应定额大修间隔里程的2/3以上，其技术状况和性能必然随里程增加而下降，虽其下降程度未低于上述规定的技术性能要求，也不能列入一级车。经过两次大修后的汽车，无论技术状况如何都不能核定为一级车。因为行驶里程过长，车辆老旧，其基础件和主要零部件的可靠性均已下降，车辆技术性难以全面恢复到较高标准。4、汽车技术状况的分级与评定

4.1汽车技术状况等级的划分4.1.2二级车——基本完好车

车辆主要技术性能和状况或行驶里程低于完好车的要求，但符合《机动车运行安全技术条件》国家标准的规定，能随时参加运输。二级车的含义是车辆的各项指标虽达不到一级车要求，但仍符合《机动车运行安全技术条件》国家标准的要求，可随时行驶参加运输生产的均列为二级车。4、汽车技术状况的分级与评定

4.1汽车技术状况等级的划分4.1.3三级车——需修车

送大修前最后一次二级维护后的车辆和正在大修或待更新尚在行驶的车辆。三级车的含义是：（1）凡技术状况和性能较差，不再计划作二级维护作业，即将送大修，但仍在行驶的车辆列为三级车；（2）正在大修的车辆列为三级车；（3）技术状况和性能变坏，预计近期更新，但仍在行驶的车辆列为三级车。4、汽车技术状况的分级与评定

4.1汽车技术状况等级的划分4.1.4四级车——停驶车

预计在短期内不能修复或无修复价值的车辆。四级车的含义是指已不能行驶，短期内不能修复或无修复价值，但又尚未报废的车辆，列为四级车。4、汽车技术状况的分级与评定

4.1汽车技术状况等级的划分4.1.5汽车平均技术等级

汽车平均技术等级是指企业或单位所有车辆技术状况的平均技术等级。车辆技术等级评定后，要综合计算本单位全部车辆的平均技术等级：车辆技术等级是汽车运输企业的主要技术、经济定额指标之一。它标志着企业车辆的技术状况，体现了企业对车辆的技术管理水平和车辆装备的素质情况。车辆的技术等级评定后，其结果应归入《车辆技术档案》中。4、汽车技术状况的分级与评定

4.2汽车技术状况等级的评定标准车辆技术状况是随着行驶里程和大修次数的增加而逐渐变坏的。为了及时掌握车况，合理组织运输生产，有计划地安排与组织维修工作，降低运输消