其中N----初始工作零件数 初始工作零件数 其中
∆N
f
(t )
Nf (t) ----t 时刻故障零件数 下一个单位时间出现故障的零件数 ∆Nf (t) ---下一个单位时间出现故障的零件数
5、汽车可靠性寿命评价指标 、 平均寿命: 是标志一个产品平均能工作多长时间的量， 平均寿命 是标志一个产品平均能工作多长时间的量， 也就是工作时间的数学期望。 也就是工作时间的数学期望。
（二）、汽车可靠性的评价指标 ）、汽车可靠性的评价指标
1、可靠度：汽车在规定的使用条件和规定的使用时间内， 、可靠度：汽车在规定的使用条件和规定的使用时间内， 完成规定功能的概率。 完成规定功能的概率。
R (t ) = P (t ) = P (T > t )
2、累积故障率（失效度）：汽车在规定的条件下，在规定得 、累积故障率（失效度）：汽车在规定的条件下， ）：汽车在规定的条件下 时间内丧失规定功能的概率。 时间内丧失规定功能的概率。
FMECA实施步骤 实施步骤
(1)定义系统及功能和性能要求； 定义系统及功能和性能要求； 定义系统及功能和性能要求
(2) 功能级和系统可靠性框图； 功能级和系统可靠性框图； (3)确定潜在的故障模式； 确定潜在的故障模式； 确定潜在的故障模式 (4) 功能级的故障模式原因及后一级的影响； 功能级的故障模式原因及后一级的影响； (5) 如何检测知道各种故障模式的方法； 如何检测知道各种故障模式的方法；
第一篇 汽车维修基础知识
重点： 重点： 可靠性的提出 零部件失效模式及分析 汽车维护制度的提出
第一章 汽车可靠性理论基础
一、汽车可靠性的概述
汽车可靠性的定义： 汽车可靠性的定义： 汽车在规定的使用条件和规定的时间内， 汽车在规定的使用条件和规定的时间内，完成规定的 运输任务的能力。 运输任务的能力。 与汽车的正确使用与维修有关。 与汽车的正确使用与维修有关。 可靠性的提出是以概率论和数理统计等作为理论基础的。 可靠性的提出是以概率论和数理统计等作为理论基础的。
故障模式、影响分析 故障模式、影响分析(Failure Mode Effect Analysis)简称 简称FMEA，是一种定性的可靠性分析方法。 简称 ，是一种定性的可靠性分析方法。 资料表明这种方法是很有效的，在工程上很有价值。 资料表明这种方法是很有效的，在工程上很有价值。 这种方法是找出设计上的潜在缺陷的手段， 这种方法是找出设计上的潜在缺陷的手段，是设计审 查中必须重视的资料之一， 查中必须重视的资料之一，是设计者和生产者必须完 成的任务。 成的任务。
FMEA和FMECA的任务 和 的任务
(1) 列出全部部件的故障模式。 列出全部部件的故障模式。 (2)分析对系统功能造成的影响和后果。 分析对系统功能造成的影响和后果。 分析对系统功能造成的影响和后果 (3)判断每种故障模式的危害度大小。估计危害度发生的 判断每种故障模式的危害度大小。 判断每种故障模式的危害度大小 概率。 概率。 (4)提出相应对策和建议，进行更改设计、冗余设计，把 提出相应对策和建议， 提出相应对策和建议 进行更改设计、冗余设计， 潜在的、危害大的故障消灭在设计阶段。 潜在的、危害大的故障消灭在设计阶段。
n
n
(
)
由此可知，若系统中某产品具有最大的Cr值，则 由此可知，若系统中某产品具有最大的C 表示该产品是系统中应首先采取改进措施的产品。 表示该产品是系统中应首先采取改进措施的产品。
汽车故障类型： 汽车故障类型： 1、早期故障：故障率减小型 2、偶然故障：故障率恒定型 3、耗损故障：故障增加型
（二）、汽车可靠性研究中常用的故障分布
•
故障模式频率比α 故障模式频率比 • αj是指产品故障模式 出现故障的百分比。 各故障模式的 是指产品故障模式j出现故障的百分比 出现故障的百分比。 频数比可以从故障率数据或以试验及使用数据推导出来。 频数比可以从故障率数据或以试验及使用数据推导出来。 故障影响概率β 故障影响概率 j • βj值是分析人员通过经验判断得出，它是产品以故障模式 值是分析人员通过经验判断得出， j发生故障而导致系统发生故障的条件概率。 发生故障而导致系统发生故障的条件概率。 发生故障而导致系统发生故障的条件概率 故障模式危害度C 故障模式危害度 mj Cmj 是产品危害数值的一部分 。 是产品在特定危害度类 是产品危害数值的一部分。 别下的那些故障模式中的某一故障模式所具有的危害度数 可由下式计算： 值，可由下式计算： • Cmj=λp×αj×βj×t •
(一)、汽车可靠性 一、 固有可靠性： 固有可靠性： 汽车从设计到制造整个过程中确 取决于汽车的设计、 定了的内在可靠性。取决于汽车的设计、制造水 平。
使用可靠性： 考虑了使用、 使用可靠性： 考虑了使用、维修队产品可靠性 的影响。 的影响。取决于汽车本身的固有可靠性及汽车 的使用、维修水平。 的使用、维修水平。
通过分析产品所有可能的故障模式来确定每一故障 对人员和系统安全、任务成功、系统性能、维修性、 对人员和系统安全、任务成功、系统性能、维修性、 维修要求等的潜在影响， 维修要求等的潜在影响，并按其影响的严重程度及其 发生概率，确定其危害度，找出薄弱环节， 发生概率，确定其危害度，找出薄弱环节，以便采取 有效的措施消除或减轻这些影响。 有效的措施消除或减轻这些影响。 • 在FMEA基础上增加危害度分析（CA）就形成故障 基础上增加危害度分析（ ） 基础上增加危害度分析 模式、影响及危害度分析(Failure Mode Effect and 模式 、 影响及危害度分析 Criticality Analysis)，简称 ，简称FMECA。 。
(6) 针对故障模式、原因、效应，提出可能的预防措施； 针对故障模式、原因、效应，提出可能的预防措施； (7) FMECA的故障影响的严重程度，确定危害度； 的故障影响的严重程度，确定危害度； 的故障影响的严重程度 (8)估计故障模式的发生概率范围； 估计故障模式的发生概率范围； 估计故障模式的发生概率范围 (9)为排除故障或控制风险所需的设计更改或其他措施 为排除故障或控制风险所需的设计更改或其他措施 (10)确定采取改进措施或系统其它属性所带来的影响 确定采取改进措施或系统其它属性所带来的影响 (11)填写 填写FMEA和FMECA表格。 表格。 填写 和 表格
0
4、故障率函数： 、故障率函数： 汽车在t 时刻为止未发生故障的条件下， 汽车在 时刻为止未发生故障的条件下，在下一个单位 时间内发生故障的概率。 时间内发生故障的概率。
P (t < T ≤ t + ∆ t , T > t ) P (t < T ≤ t + ∆ t / T > t ) = P (T > t ) P (t < T ≤ t + ∆ t ) = P (T > t ) F (t + ∆ t ) − F (t ) = 1 − F (t )
2、正态分布 、 主要描述：工艺误差、测量误差、材料性能、应力分布、 主要描述：工艺误差、测量误差、材料性能、应力分布、 汽车零部件的强度和寿命等。 汽车零部件的强度和寿命等。
1 (t − µ ) f (t ) = exp[ − ] 2 2δ 2π σ 2 t 1 (t − µ ) F (t ) = ∫ exp[ − ]dt 2 −∞ 2δ 2π σ
θ
2000
R(100) = e
−5×10−4×100
= e −0.05 = 0.95
= e −0.5 = 0.60
R (1000) = e
−5×10 −4 ×1000
• 此元件在 此元件在100小时时的可靠度为 小时时的可靠度为0.95，而在 小时时的可靠度为 ， 1000小时时的可靠度为 小时时的可靠度为0.60。 小时时的可靠度为 。
1、指数分布 、
f R F E D
( t ) ( t ) ( t ) [ t ] ( t )
= = = = =
λ e
e
−
−
λ t
λ t
1 − 1
e
−
λ t
λ
1
λ
2
• 例：一元件寿命服从指数分布，其平均寿命 一元件寿命服从指数分布，其平均寿命(θ) 小时， 及求可靠度R 为2000小时，求故障率 及求可靠度 (100)=? 小时 求故障率λ及求可靠度 R(1000)=? • 解：λ = 1 = 1 = 5 × 10 − 4 (小时)
E (T ) =
∫
∞ 0
tf ( t ) dt
可维修产品的平均无故障工作时间(MTBF) 可维修产品的平均无故障工作时间 不可维修产品的平均无故障工作时间(MTTF) 不可维修产品的平均无故障工作时间
可靠寿命：对于确定了可靠度，就可以求可靠寿命。 可靠寿命：对于确定了可靠度，就可以求可靠寿命。 如
t0.99
表示
R(t ) = 99%
−1
时的可靠寿命
特征寿命 中位寿命 额定寿命
R = e = 36.8%
R = 50 %
R = 90 %
二、汽车故障类型及故障分布规律
（一）故障模式：由失效机理所显现出来的各种故 故障模式： 或失效状态。 或失效状态。 汽车常见的故障类型： 汽车常见的故障类型： 损坏型故障： 断裂、碎裂、开裂、裂纹、点蚀、烧蚀、 损坏型故障： 断裂、碎裂、开裂、裂纹、点蚀、烧蚀、击 变形、拉伤、龟裂、 穿、变形、拉伤、龟裂、压痕等 退化型故障：老化、变质、剥落、磨损等。 退化型故障：老化、变质、剥落、磨损等。 松脱型故障：松动、脱落等。 松脱型故障：松动、脱落等。 失调型故障：压力过高级过低、行程失调、间隙过大或过小、 失调型故障：压力过高级过低、行程失调、间隙过大或过小、 干涉、卡滞等。 干涉、卡滞等。 功能衰退或功能失效型故障： 功能衰退或功能失效型故障： 障现象
故 障 模 式 危 害 度 Cm 11