汽车维修及其服务工程全套课件.ppt

第第一一章章 概论概论第一节第一节 汽车维修及其服务汽车维修及其服务第二节第二节 汽车维修工程学简介汽车维修工程学简介1.1.掌握汽车维修的定义；掌握汽车维修的定义；2.2.了解汽车维修服务的定义及作用；了解汽车维修服务的定义及作用；3.3.了解我国汽车维修业的演化及发展趋势；了解我国汽车维修业的演化及发展趋势；4.4.掌握汽车维修工程学的研究内容；掌握汽车维修工程学的研究内容；5.5.理解基于系统论观点对汽车维修问题的研究；理解基于系统论观点对汽车维修问题的研究；6.6.理解基于控制论观点对汽车维修问题的研究。理解基于控制论观点对汽车维修问题的研究。本章要求本章要求第一节第一节 汽车维修及其服务汽车维修及其服务一、汽车维修及类型一、汽车维修及类型1.1.汽车维修定义汽车维修定义 汽车维护：汽车维护：或称汽车保养，是为维持汽车完好技或称汽车保养，是为维持汽车完好技术状况或工作能力而进行的作业。术状况或工作能力而进行的作业。汽车维护和修理的泛称。汽车维护和修理的泛称。汽车修理：汽车修理：为恢复汽车完好技术状况为恢复汽车完好技术状况(或工作能或工作能力力)和寿命而进行的作业。和寿命而进行的作业。2.2.汽车维修分类汽车维修分类生产性维修生产性维修服务性维修服务性维修按车辆按车辆维修生维修生产活动产活动的属性的属性指企业为保持运输生产能力，将指企业为保持运输生产能力，将车辆维修作为企业生产过程必要车辆维修作为企业生产过程必要的辅助性生产活动。的辅助性生产活动。车辆所有者为保持车辆的使用车辆所有者为保持车辆的使用价值，要求维修企业提供服务价值，要求维修企业提供服务的生产。的生产。生产性维修和服务性维修的不同主要体现在车辆维修者和生产性维修和服务性维修的不同主要体现在车辆维修者和所有者之间的关系上。所有者之间的关系上。生产性维修的车辆所有者与维修者之间通常是同一主体，生产性维修的车辆所有者与维修者之间通常是同一主体，而服务性维修所涉及的车辆维修者和所有者主体不同，维修活而服务性维修所涉及的车辆维修者和所有者主体不同，维修活动的进行是以双方的合同契约要求为前提。动的进行是以双方的合同契约要求为前提。装备性维修装备性维修消费性维修消费性维修按车辆按车辆运用性运用性质质 将车辆作为生产工具，为将车辆作为生产工具，为保障其安全可靠、节能环保并保障其安全可靠、节能环保并取得最佳经济效益为目的所进取得最佳经济效益为目的所进行的车辆维修活动。行的车辆维修活动。将车辆作为代步工具，为将车辆作为代步工具，为保障其安全、节能、环保和可保障其安全、节能、环保和可靠使用为目的所进行的车辆维靠使用为目的所进行的车辆维修活动。修活动。二、汽车维修服务与作用二、汽车维修服务与作用1.1.汽车维修服务的定义汽车维修服务的定义 满足车辆所有者对保障车辆技术状态（生产性）满足车辆所有者对保障车辆技术状态（生产性）和维持使用价值（消费性）所进行的技术服务活动。和维持使用价值（消费性）所进行的技术服务活动。2.2.汽车维修服务的作用汽车维修服务的作用满足汽车消费需求；满足汽车消费需求；多元社会效益；多元社会效益；增强厂商竞争能力；增强厂商竞争能力；三、国内汽车维修业演变与现状三、国内汽车维修业演变与现状1.1.我国汽车维修业演变我国汽车维修业演变 私有小型化时期：私有小型化时期：在用汽车品种繁杂，保有量少，在用汽车品种繁杂，保有量少，汽车维修业规模很小，汽车维修水平取决于维修工人汽车维修业规模很小，汽车维修水平取决于维修工人的经验；的经验；国有标准化时期：国有标准化时期：保有车型单一，劳动组织形式、保有车型单一，劳动组织形式、维修作业方式都有明显的工厂化生产特点；维修作业方式都有明显的工厂化生产特点；市场多元化时期：市场多元化时期：国有、公有和私有等多元化国有、公有和私有等多元化 而且生产经营具有市场经济的特点，大、中、小共存，而且生产经营具有市场经济的特点，大、中、小共存，且专项维修、特约维修十分普遍。且专项维修、特约维修十分普遍。2.2.我国汽车维修业现状我国汽车维修业现状汽车维修服务网络基本形成；汽车维修服务网络基本形成；汽车维修法规建设不断加强；汽车维修法规建设不断加强；汽车维修技术标准不断完善；汽车维修技术标准不断完善；汽车维修市场逐步规范；汽车维修市场逐步规范；汽车维修质量逐步提高；汽车维修质量逐步提高；汽车维修技术明显改进；汽车维修技术明显改进；汽车维修技术培训走向正轨。汽车维修技术培训走向正轨。3.3.我国汽车维修业发展方向我国汽车维修业发展方向多元便捷、诚信公平、优质可靠和环保舒适。多元便捷、诚信公平、优质可靠和环保舒适。四四、国外汽车维修业概况、国外汽车维修业概况1.1.美国汽车维修业美国汽车维修业维修观念：维修观念：维换为主，免拆维护，终身使用。维换为主，免拆维护，终身使用。美国汽车维修企业按经营方式可以分为美国汽车维修企业按经营方式可以分为4 4种类型，即种类型，即综合型、独立型、特约型和连锁型。综合型、独立型、特约型和连锁型。NAPANAPA：全国汽车配件联盟全国汽车配件联盟2.2.日本汽车维修业日本汽车维修业3.3.加拿大汽车维修业加拿大汽车维修业4.4.国外汽车维修业发展特点国外汽车维修业发展特点（1 1）汽车维修业的专业化与协作化；）汽车维修业的专业化与协作化；（2 2）维修作业的机械化、自动化与电子化；）维修作业的机械化、自动化与电子化；（3 3）注重技术培训，强化职业教育，提高从业人员素质；）注重技术培训，强化职业教育，提高从业人员素质；（4 4）重视汽车维修的信息服务；）重视汽车维修的信息服务；（5 5）倡导旧件修复及其利用工作；）倡导旧件修复及其利用工作；（6 6）注重企业形象设计及其宣传。）注重企业形象设计及其宣传。五五、汽车维修、汽车维修服务技术发展趋势服务技术发展趋势服务技术高新化；服务技术高新化；服务设备电子化；服务设备电子化；服务人员知识化；服务人员知识化；技术信息网络化；技术信息网络化；管理过程信息化；管理过程信息化；故障诊断集成化。故障诊断集成化。第二节第二节 汽车维修工程学简介汽车维修工程学简介 汽车维修工程汽车维修工程是在现代科学理论、工程技术和管理是在现代科学理论、工程技术和管理方法的指导下，对在用汽车所进行的保持技术状态或恢方法的指导下，对在用汽车所进行的保持技术状态或恢复性能的各种生产活动。复性能的各种生产活动。汽车维修工程学汽车维修工程学是在对汽车维修生产活动进行科学是在对汽车维修生产活动进行科学总结的基础上，将与汽车维修实践相关的基础理论、工总结的基础上，将与汽车维修实践相关的基础理论、工艺方法和生产管理等专业知识系统化的应用基础性理论。艺方法和生产管理等专业知识系统化的应用基础性理论。一、汽车维修一、汽车维修工程学形成的条件工程学形成的条件一门独立存在的学科应具备一门独立存在的学科应具备3 3个条件：个条件：特定的研究对象、科学的研究方法和足够的现实意义。特定的研究对象、科学的研究方法和足够的现实意义。二、汽车维修工程学的研究范畴二、汽车维修工程学的研究范畴汽车维修工程总论；汽车维修工程总论；汽车可靠性理论与故障诊断技术；汽车可靠性理论与故障诊断技术；汽车零部件损伤理论与修复工艺方法；汽车零部件损伤理论与修复工艺方法；汽车维修工艺组织与生产管理方法；汽车维修工艺组织与生产管理方法；汽车维修服务理论与方法应用。汽车维修服务理论与方法应用。三、汽车维修理论研究概要三、汽车维修理论研究概要 汽车维修理论是应用维修工程、服务行为以及生产汽车维修理论是应用维修工程、服务行为以及生产管理等知识，阐述汽车维修生产过程中产生现象的规律管理等知识，阐述汽车维修生产过程中产生现象的规律及其性质的知识体系。及其性质的知识体系。维修工程理论主要研究损伤产生的一般规律及使产维修工程理论主要研究损伤产生的一般规律及使产品保持或恢复性能的方法，服务行为理论主要是研究服品保持或恢复性能的方法，服务行为理论主要是研究服务过程中服务主体的服务动机、运作模式和执行效果，务过程中服务主体的服务动机、运作模式和执行效果，服务对象的要求机制、反馈形式以及交互关系等。服务对象的要求机制、反馈形式以及交互关系等。四、汽车四、汽车基于基于系统论观点的研究系统论观点的研究 汽车可以被看成是由大量子系统组成的复杂系统。汽车可以被看成是由大量子系统组成的复杂系统。汽车的基本元素是零件，零件由于不能再分，是基汽车的基本元素是零件，零件由于不能再分，是基本的子系统。本的子系统。系统可能是闭式或开式结构。系统可能是闭式或开式结构。闭式结构可能只是能量的交换，闭式结构可能只是能量的交换，开式结构可能既是能量的又是物质的交换。开式结构可能既是能量的又是物质的交换。1.1.系统概念系统概念 汽车零件或组件的内部工作条件决定于机构内部汽车零件或组件的内部工作条件决定于机构内部作用的各种因素。零件和组件的内部工作条件按其工作用的各种因素。零件和组件的内部工作条件按其工作性质分为作性质分为5 5种，即种，即a.a.接触载荷：接触载荷：侵蚀环境、弯曲条件、交变条件、摩擦条件的接触载荷侵蚀环境、弯曲条件、交变条件、摩擦条件的接触载荷b.b.相互摩擦：相互摩擦：交变载荷和机械变形的摩擦；交变载荷和机械变形的摩擦；有温度周期变化的摩擦；有温度周期变化的摩擦；有振动的摩擦。有振动的摩擦。c.c.挤压状态挤压状态d.d.侵蚀环境侵蚀环境e.e.变形作用变形作用2.2.系统条件系统条件 汽车中发生的过程，可以分成三种基本形式：汽车中发生的过程，可以分成三种基本形式：工作过程、辅助过程、随机过程。工作过程、辅助过程、随机过程。3.3.系统过程系统过程4.4.汽车设计、生产、使用和维修的相互关系汽车设计、生产、使用和维修的相互关系 汽车作为使用汽车作为使用元素包含在汽车运元素包含在汽车运输系统中，从而也输系统中，从而也包含在生产包含在生产运输运输消费的综合系统消费的综合系统中。如图中。如图1-31-3所示。所示。五、汽车五、汽车基于控制统基于控制统论观点的研究论观点的研究任何控制过程具有如下内容：任何控制过程具有如下内容：由由控制和被控制部分控制和被控制部分组成的系统；组成的系统；控制环节；控制环节；控制算法；控制算法；控制系统与外部环境；控制系统与外部环境；基于信息接收与传递的控制实现。基于信息接收与传递的控制实现。控制论对汽车的处理方法是从信息和控制的观点对汽控制论对汽车的处理方法是从信息和控制的观点对汽车状态进行解释。车状态进行解释。六六、破坏过程的数学模拟分析、破坏过程的数学模拟分析1.1.破坏过程数学模型破坏过程数学模型强度破坏强度破坏变形变形时效时效疲劳疲劳腐蚀腐蚀摩擦磨损摩擦磨损2.2.过程描述过程描述3.3.过程矩阵过程矩阵复习题：复习题：1.名词解释()汽车维修()汽车修理()汽车维护()生产性维修()服务性维修2.什么是汽车维修服务？有何作用？3.服务性维修具有何特征？与生产性维修有何区别？4.我国汽车维修业发展经历了几个阶段？有何特点？发展趋势是什么？第二章第二章 汽车零部件损伤机理分析汽车零部件损伤机理分析第二节第二节 零件的磨损零件的磨损第一节第一节 摩擦学基础摩擦学基础第三节第三节 零件的变形零件的变形第五节第五节 零件的腐蚀与气蚀零件的腐蚀与气蚀第四节第四节 零件的疲劳断裂零件的疲劳断裂第六节第六节 其他损伤其他损伤1.了解摩擦的定义及分类；2.理解各类磨损的含义及分类；3.掌握磨料磨损、表面疲劳磨损的机理及影响因素；4.理解粘着磨损的规律；5.掌握汽缸磨损的规律及影响因素；6.掌握零件变形的影响因素；7.疲劳裂纹的产生和发展阶段及断口的三个区域；8.理解气蚀产生的机理；9.掌握电子元件的损伤类型及其故障的特点。本章要求本章要求第一节第一节 摩擦学基础摩擦学基础一、固体表面性质及接触面积一、固体表面性质及接触面积.表面形貌宏观形状误差表面粗超度表面波纹度.金属表面物质.表面接触面积二、摩擦的定义和分类二、摩擦的定义和分类 表面形貌两个相互接触的物体在外力作用下发生相对运动或具有相对运动趋势时在接触面间产生切向运动阻力，这种阻力叫摩擦阻力，而这种现象称之为摩擦。摩擦的分类，如下表：分类依据分类依据类型类型举例举例按摩擦副运动状态静摩擦动摩擦按摩擦副运动形式滑动摩擦活塞与活塞环在汽缸孔的往复运动滚动摩擦滚动轴承滚柱、滚珠与内、外圈滚道表面间的摩擦按摩擦副表面的润滑状况固体摩擦（干摩擦）汽车离合器、制动器液体摩擦桶面活塞环与汽缸壁、轴颈与轴瓦边界摩擦发动机活塞环与缸套上部、配汽机构凸轮与挺杆、齿轮传动副的齿面混合摩擦凸轮轴凸轮与气门挺杆表面间、齿轮传动机构轮齿表面所发生的摩擦1.1.干摩擦干摩擦名称主要内容古典摩擦定律 摩擦力与作用在摩擦面上的法向载荷成正比；摩擦力与名义接触面积和滑动速度的大小无关；静摩擦系数大于动摩擦系数。简单粘着理论摩擦力包括两部分:粘着摩擦力：由于高压和变形等原因在接触面间产生很强烈的粘着(或称固相焊和)，相对滑动时就形成了粘着摩擦力犁沟力：由于相互接触平面的硬度不同而产生。有自然污染膜的金属粘着理论 摩擦力主要取决于剪断金属粘着和冷焊点所需的剪切力。分子机械理论 发生在接触点处分子吸引和机械啮合所构成的合成阻力就是所谓的摩擦力。在载荷作用下的接触表面的相互作用可分为机械作用（取决于表面变形）和分子作用（取决于原子相互吸引），在摩擦过程中所占比例与材料的表面粗糙度、载荷大小、材料种类等因素有关。2.2.液体摩擦（液体润滑）液体摩擦（液体润滑）液体摩擦是两个固体摩擦表面被连续的润滑油完全隔开的摩擦状态。建立条件：在零件摩擦副处形成逐渐收敛的楔形间隙，出现并维持 具有一定承载能力的楔形润滑油膜。3.3.边界摩擦（边界润滑）边界摩擦（边界润滑）两固体摩擦表面被具有分层结构和润滑性能的边界膜分开时的摩擦。4.4.混合摩擦混合摩擦 实际的摩擦现象是固体摩擦、流体摩擦和边界摩擦的混合存在状态，即混合摩擦。第二节第二节 零件的磨损零件的磨损一、磨损含义及分类一、磨损含义及分类各类磨损的定义及特点二、磨料磨损二、磨料磨损 物体表面与磨料相互摩擦而引起表面材料损失的现象称为磨料磨损。1.1.定义定义2.2.磨料磨损的失效机理磨料磨损的失效机理以微量切削为主的假说以压痕为主的假以疲劳破坏为主的假说三种假说 总之，磨料磨损机理是属于磨料的机械作用，主要是由连续的微量切削和刮伤作用而产生的。3.3.磨料磨损的影响因素磨料磨损的影响因素金属材料硬度、材料断裂韧性、磨料硬度、磨料粒度。三、粘着磨损三、粘着磨损 摩擦副相对运动时，由于固相焊合接触表面的材料从一个表面移到另一个表面的现象，叫作粘着磨损。1.1.定义定义2.2.粘着磨损的规律粘着磨损的规律3.3.粘着磨损的影响因素粘着磨损的影响因素材料特性、压力、滑动速度、温度、表面粗糙度、润滑。粘着磨损的体积磨损量与滑动距离和法向载荷成正比，与较软材料的屈服极限(或硬度)成反比。四、表面疲劳磨损四、表面疲劳磨损1.1.定义及分类定义及分类2.2.表面疲劳磨损的机理表面疲劳磨损的机理 两接触面作滚动或滚动滑动复合摩擦时，在循环接触应力的作用下，使材料表面疲劳而产生物质损耗的现象叫作表面疲劳磨损。分为非扩展性和扩展性两类。3.3.表面疲劳表面疲劳磨损磨损的影响因素的影响因素材料、润滑油黏度、表面粗糙度、装配精度。表面疲劳磨损是疲劳和摩擦共同作用的结果，其失效过程可分为两个阶段：疲劳核心裂纹的形成；疲劳裂纹的发展直至材料微粒的脱落。对表面疲劳磨损初始裂纹的形成，有下述几种理论：最大剪应力理论 裂纹起源于次表层；油楔理论 裂纹起源于摩擦表面；（滚动带滑动的接触）硬化过渡层破坏理论裂纹起源于硬化层与芯部过度区；五、腐蚀磨损五、腐蚀磨损1.1.定义及分类定义及分类 在摩擦过程中，金属同时与周围介质发生化学或电化学反应，使腐蚀和磨损共同作用而导致零件表面物质的损失，这种现象称为腐蚀磨损。分为氧化磨损、特殊介质腐蚀磨损和微动腐蚀磨损。氧化磨损是最常见的一种磨损形式，曲轴轴颈、汽缸、活塞销、齿轮啮合表面、滚珠或滚柱轴承等零件都会产生氧化磨损。与其它磨损类型相比，氧化磨损具有最小的磨损速度，有时氧化膜还能起到保护作用；影响氧化磨损的因素有滑动速度、接触载荷、氧化膜的硬度、介质中的含氧量、润滑条件以及材料性能等。2.2.氧化磨损氧化磨损 定义：摩擦副与酸、碱、盐等特殊介质作用生成各种产物，在摩擦过程中不断被磨去的现象；其磨损机理与氧化磨损相似，但磨损速度较快，磨损率随介质的腐蚀性增大而变大。摩擦副没有宏观的相对运动，但在外界变动载荷的作用下，有小振幅的相对滑动，振幅小于100，一般为220，此时表面上产生大量微小氧化物磨损粉末，由此造成的磨损称之为微动腐蚀磨损。3.3.特殊介质腐蚀磨损特殊介质腐蚀磨损4.4.微动腐蚀磨损微动腐蚀磨损六、典型零件的磨损六、典型零件的磨损1.1.汽缸的磨损汽缸的磨损汽缸的磨损是粘着、磨料、腐蚀 种磨损形式综合的作用结果。在正常使用条件下，汽缸的磨损率较小，汽缸磨损后的纵向形状呈锥形。磨料来自两方面：润滑油：润滑油中的磨料所引起的磨损在汽缸中部最大，它使汽缸被磨成鼓形，如图2-28中曲线4。进入汽缸的新鲜空气：空气中的尘埃引起的最大磨损发生在第一道活塞环上止点位置处，磨损区在汽缸的上部，如图2-28中曲线3。腐蚀磨损的特征是磨损区在汽缸的上部最大磨损也发生在第一道活塞环上止点位置对应的部位如图2-28中曲线2。2.2.活塞环的磨损活塞环的磨损活塞环擦伤的部位大致在环面的中间，有细小的擦伤痕迹，如图2-31所示。3.3.曲轴轴颈与轴承的磨损曲轴轴颈与轴承的磨损连杆轴颈的磨损：在径向方向上的磨损是不均匀的。最大磨损发生在朝向主轴颈轴线的一侧，而不是发生在轴颈的最大受力部位。最小磨损处一般在轴颈的侧面而距连杆轴颈最高点(顺曲轴旋转方向)4575的范围内。曲轴主轴颈的磨损部位与发动机的汽缸数、曲拐的布置形式以及是否有平衡块等有关。轴承的磨损：连杆轴承的上轴承磨损较大，而且最大磨损部位总是在上轴承的中部；主轴承的下轴承比上轴承的磨损大，同时轴承的下部地带磨损大。第三节第三节 零件的变形零件的变形一、变形的基本概念一、变形的基本概念 汽车在使用过程中，由于受力的作用使零件的尺寸或形状产生改变的现象叫做零件的变形。弹性变形是指金属在卸除外力后能完全恢复的那部分变形。塑性变形是指材料在外力除去后不能恢复的那部分永久变形。二、基础件变形失效的影响二、基础件变形失效的影响 基础件：既保证本组合件或总成中的所有组成部分（零件）均能处于规定位置的零件；发动机汽缸体、变速器壳体、驱动桥壳体；由于使用中不同程度的变形，破坏了总成中各零件间正确的位置关系；发动机汽缸体发动机汽缸体汽缸轴线对曲轴轴承承孔公共轴线的垂直度误差；汽缸体上曲轴轴承承孔轴线与凸轮轴轴承承孔轴线的平行度误差；汽缸体各曲轴轴承承孔轴线同轴度误差；汽缸体上、下平面的平面度误差；汽缸体后端面对两端曲轴轴承承孔公共轴线的垂直度误差；例：汽缸轴线与曲轴轴线的垂直度偏差对发动机的使用寿命影响最大，实验结果表明，该数值在200mm长度上达到0.17-0.18mm时,发动机汽缸的磨损增加30%-40%,也就是发动机的使用寿命相应缩短了30%以上；汽缸体曲轴轴承承孔轴线同轴度误差过大，迫使曲轴主轴颈中心线在发动机工作时产生与转速相应的周期性挠曲，造成轴颈和轴瓦磨损加剧，在曲轴上产生附加动载加速疲劳失效的发生和发展。气缸体与气缸盖常见损伤气缸体与气缸盖常见损伤变速器壳体变速器壳体壳体的一、二轴轴承孔公共轴线对中间轴轴承承孔公共轴线的平行度误差；壳体上平面对的第一、二轴轴承承孔公共轴线的平行度误差；壳体前、后端面对第一、二轴轴承孔公共轴线的端面圆跳动误差；变速器各轴承座孔轴线的同轴度、平行度是影响变速器使用寿命和正常工作的重要因素。试验表明，当平行度偏差达到0.19mm时，其转矩的不均匀性比新的变速器要高一倍左右，同时，它还破坏了齿轮的正常啮合，造成齿轮偏磨，产生较大的轴向分力，不仅加剧了轮齿的磨损，有时还造成变速器工作中自动跳挡。三、零件变形的影响因素三、零件变形的影响因素 零件变形失效除与金属材料、设计刚度和制造工艺有关，还与以下因素有关；载荷：安装紧固不当或工作有明显的超载现象；温度：随着工作温度的升高，材料的强度也会下降，因此在较高温度下工作的零件易产生变形离合器片的翘曲变形、制动鼓、排气歧管的变形等。内应力：对于基础件由于铸造时时效处理的不完善，存在着内应力，在应用中因应力重新分配而引起变形；修理工艺或方法不正确，如焊接的热应力。结晶缺陷：材料的内部缺陷，如位错、空位等。第四节第四节 零件的疲劳断裂零件的疲劳断裂一、疲劳裂纹的产生和发展一、疲劳裂纹的产生和发展 疲劳断裂是指零件在反复多次的应力或能量负荷循环后才发生的断裂现象。实验研究表明，零件在疲劳载荷作用下，因位错运动而造成的不均匀滑移带，是产生疲劳裂纹的最根本原因。一般情况下，疲劳裂纹的扩展分为两 个阶段。切向扩展阶段：当疲劳裂纹在零件表面形成后，立即沿着最大切向力方向(与主应力方向成45角)的滑移面向金属内部扩展；正向扩展阶段：裂纹按切向扩展阶段方式扩展一定距离后，将改变方向，沿与正应力相垂直的方向扩展。二、疲劳断口形貌及其分析二、疲劳断口形貌及其分析1.1.疲劳断口的形貌疲劳断口的形貌 典型的疲劳断口按照断裂过程有3个区域，即：疲劳核心区、疲劳裂纹扩展区和瞬时破坏区。如图2-36所示。2.2.断口的分析断口的分析 断口分析是从断口的宏观和微观形态、原材料的化学成分、晶体结构、冶金缺陷、力学性能及零件的制造工艺、表面质量、几何形状和使用条件等多方面进行分析，推断破断的原因，并提出改进的措施。第五节第五节 零件的腐蚀与气蚀零件的腐蚀与气蚀一、零件的腐蚀一、零件的腐蚀腐蚀是指金属受周围介质的作用而引起破坏的现象。零件腐蚀按其机理可分为化学腐蚀和电化学腐蚀。化学腐蚀：金属与介质直接发生化学作用而引起的损坏。电化学腐蚀：金属表面与周围介质发生电化学作用而有电流产生的腐蚀。二、零件的气蚀二、零件的气蚀 气蚀（亦称穴蚀）是当零件与液体接触并有相对运动时，零件表面出现的一种破坏现象。1.1.气蚀的含义气蚀的含义2.2.气蚀的产生机理气蚀的产生机理 以柴油发动机缸套为例，其振动产生的空穴及空穴生成原理，如图2-40所示。由于汽缸内燃烧压力随曲轴转角而变化，缸套在活塞侧向推力的作用下，使缸套产生弹性变形和高频振动。气泡在爆炸的瞬时产生极大的冲击波（几千甚至一万个大气压）和高温（数百度），爆炸的速度可达250m/s。是由于冲击力而造成的表面疲劳破坏，但液体的化学和电化学作用、液体中含有杂质磨料等均可能加速穴蚀的破坏过程。3.3.减轻零件气蚀的措施减轻零件气蚀的措施减轻零件穴蚀破坏主要应从两方面着手：一是要防止或减少气泡的形成；二是如气泡不可避免地产生，就要设法使它在远离零件表面的地方破裂，或是提高零件材料的抗穴蚀能力。主要措施如下：改进冷却系的结构，消除冷却液管路中局部涡流区和死水区；减轻缸套的振动；改变冷却液的性质。第六节第六节 其他损伤其他损伤一、电子元器件的损伤一、电子元器件的损伤汽车电子元件及设备工作环境可概括地归纳为以下几点：温度、湿度、电源电压波动大、脉冲电压强、电磁干扰、振动与冲击剧烈、尘埃与有害气体侵蚀等。1.1.电子元件及设备损伤的影响因素电子元件及设备损伤的影响因素2.2.电子元件损伤及其故障的特点电子元件损伤及其故障的特点元件击穿：主要是过压击穿、过流击穿和过热击穿；元件老化：也指性能退化，它包括电容器的容量减小、绝缘电阻下降、晶体管的漏电增加、电阻值变化、可变电阻不能连续变化、继电器触点烧蚀等现象；连接故障：包括接线松脱、接触不良、潮湿、腐蚀等导致的短路、断路等。二、工程塑料的损伤二、工程塑料的损伤 工程塑料就是具有工程特性的高分子合成材料。工程塑料大致可分成热塑性塑料和热固性塑料，热塑性塑料对热具有可逆反应，热固性塑料则没有。工程塑料损伤形式包括老化、疲劳破坏、磨损、刮痕、龟裂。三、橡胶制品的损伤三、橡胶制品的损伤轮胎：胎压不足、胎压过高；胶管：老化；油封件：老化、机械破坏；复习题复习题1.名词解释()干摩擦()摩擦定律()液体摩擦()边界摩擦()混合摩擦()磨损()磨料磨损()粘着磨损()表面疲劳磨损(10)零件变形(11)疲劳断裂(12)腐蚀(13)化学腐蚀2.简述边界摩擦的特点。3.简述混合摩擦的特点。4.简述磨料磨损机理有哪几种学说？其主要内容是什么？5.磨料磨损的影响因素有哪些？如何提高零部件抗磨料磨损的性能？6.简述粘着磨损的规律。7.粘着磨损的主要影响因素有哪些？如何提高零部件抗粘着磨损的性能？8.表面疲劳磨损有几种类型？其主要特点是什么？9.表面疲劳磨损的机理有哪几种？其主要内容是什么？10.表面疲劳磨损的影响因素有哪些？如何提高零部件抗表面疲劳磨损的性能？11.简述汽缸、曲轴磨损规律和影响因素。12.简述零件变形的影响因素有哪些？13.简述疲劳裂纹的产生和发展有几个阶段？各具什么特点？14.电子元器件的损伤模式有哪些？电子元件及设备损伤的影响因素是什么？15.电子元件的损伤类型及其故障的特点是什么？16.工程塑料的特点有哪些？其主要损伤类型及原因是什么？第三章第三章 汽车故障及统计分析方法汽车故障及统计分析方法第二节第二节 故障统计分析及其规律故障统计分析及其规律第一节第一节 汽车故障及影响因素汽车故障及影响因素第三节第三节 故障数据收集与处理故障数据收集与处理1.理解汽车故障分类及其影响因素；2.掌握可靠度、累计故障概率、故障率的概念及寿命评价指标；3.掌握常用寿命分布函数及其特点；4.理解指数分布的“无记忆性”；5.理解复杂产品故障发生的基本规律；6.了解故障数据的收集方法与注意事项。本章要求本章要求第一节第一节 汽车故障及影响因素汽车故障及影响因素一、故障状态界定一、故障状态界定 故障是“产品不能执行规定功能的状态”。（不可修复）失效是“产品终止完成规定功能这样的事件”。（可修复）故障模式是指“相对于给定的规定功能，故障产品的一种状态”。汽车及其零部件的故障模式大致可分为:损坏、退化、松脱、失调、堵塞与渗漏、整机及子系统故障等类型。故障判断准则：不应在规定使用条件下丧失规定功能；不同产品可按该产品的主要性能指标进行衡量。二、故障分类及等级划分二、故障分类及等级划分故障分类:故障等级划分故障等级划分考虑到发生故障后的以下因素：人员的伤亡情况；汽车本身的损坏情况；对完成规定功能影响的情况；要恢复其功能所需要的费用、工时及停歇时间的情况；汽车因失去功能而造成的经济损失情况。三、汽车故障原因及其影响因素三、汽车故障原因及其影响因素汽车制造和修理因素：汽车制造和修理因素：零件材料的选择；零件的生产加工质量；汽车的装配质量。汽车使用因素：汽车使用因素：负荷；环境；技术维护和操作；管理水平因素：管理水平因素：维修制度；修理技术标准；操作规程；人员培训等；第二节第二节 故障统计分析及其规律故障统计分析及其规律一、故障的统计特征一、故障的统计特征 可靠度是产品在规定的条件下和规定的时间内，完成规定功能的概率，一般用是 表示。式中:产品完成规定功能的时间，是一个随机变量。规定时间。可靠度是无量纲的，常用百分数()来表示。累积故障概率是产品在规定的条件下和规定的时间内，丧失规定的功能，而发生故障(对于不可修复产品称失效，下同)的概率，记为 。即：由于故障与无故障这两个事件是对立的，因此又将故障分布函数()叫做不可靠度。所以:例如有 个产品在规定的条件下工作到某规定的时间t，有(t)个产品出故障，则此时的统计不可靠度(观测值)。即：当 足够大时即可靠度的观测值为：可靠度为：可靠度函数是在0，)区间内的非增函数，取值范围为:(t)例：有1000 个活塞环，工作到500，累积失效100个，工作到1000时，共计有500个失效。求该产品分别在500 和1000 时的可靠度观测值大致为多少？解：这批活塞环在规定的条件下使用时，到规定的时间500，仍有90(即900 个)的活塞环在可靠地工作。而使用到1000 时，只有50的活塞环能完成规定的功能。故障分布密度与可靠度的关系则统计故障密度函数的观测值为：故障分布密度函数 为间隔时间 内（由时刻 到 ）的故障数。可靠度()与累积故障分布函数()成互补关系；累积故障分布函数()与故障分布密度函数()成微积分关系。、之间的关系如图3-1所示。图中曲线 下的面积为1。t时刻前的面积代表累积故障分布函数，t时刻以后的面积代表可靠度。即：瞬时故障率与可靠度的关系 瞬时故障率(t)是工作到某时刻t尚未发生故障的产品，在该时刻后单位时间内发生故障的概率。显然，(t)与(t)的不同之处在于:f(t)是单位时间产品故障数与产品总数之比，(t)是单位时间故障数与残存产品数之比。二者关系为:对汽车来说，(t)表示汽车、总成或零部件在使用中工作能力丧失的频繁程度，所以汽车故障率愈高，其可靠性愈差，而故障分布密度f(t)则反映汽车在所有可能工作时间范围内的故障分布情况。二、汽车总成和零部件的寿命指标二、汽车总成和零部件的寿命指标平均故障间隔时间MTBF：可修复产品两次相邻故障的平均工作时间。平均无故障时间MTTF：不可修复产品故障前工作时间的平均值。可靠寿命是给定可靠度(Tr)=r 时，所对应的产品工作时间Tr。中位寿命是可靠度(Tr)=0.5时，所对应的产品工作时间T0.5。寿命方差是产品的使用寿命与平均寿命的偏离程度为寿命方差D(T)。三、常用的寿命分布函数三、常用的寿命分布函数指数分布是汽车可靠性分析中最常用的寿命分布。当(t)=为常数时，便得:故障密度函数:它的分布函数:所以，可靠度:根据故障率函数的定义，可以得到：指数分布有一个重要性质是“无记忆性”，即一个产品的寿命T服从指数分布，当时刻t产品正常时，则它在t以后的剩余寿命与新的产品一样，故障率与t无关。指数分布的各函数曲线，如图3-2所示。指数分布的特征寿命等于它的平均寿命，都是故障率的倒数。例：汽车控制系统某组件的寿命服从指数分布，它的平均寿命为5000h，求其故障率和使用125h 后的可靠度？解：根据题意，有当t=125h时，则：正态分布又称高斯分布或误差分布函数。寿命服从正态分布时，它的故障密度函数为：记为N(,)，式中的 称为均值；称为标准差，表示偏离均值的离散程度；2称为方差，即D(T)=2当=0，=1 时的正态分布称为标准正态分布，记为(0,1)。标准正态分布的故障分布密度函数记为(t)，即对于，的一般正态分布，可将其化成标准形式，其关系式为：若记标准形式的正态分布函数为(t)，则一般形式的正态分布:可靠度可表示为:其故障率例：设某产品的寿命服从正态分布,其中=1000h，=200h，求产品工作到800h时的可靠度?解：查标准正态分布表，可得到：威布尔分布在可靠性工程中被广泛使用它特别适用于磨损等故障模式。它可以利用概率纸很容易地推断出它的分布参数，所以用于寿命试验的数据处理等特别方便。故障密度函数为:式中：是表征分布曲线形状的，叫做形状参数。是表征分布曲线起始位置的，叫做位置参数。t0 是表征分布曲线坐标尺度的，叫做尺度参数。t 到出现故障为止的时间。形状参数形状参数假定=0，t0=1，按m1 三种情况分别画出威布尔分布的故障密度曲线，如图3-3 所示，故障率函数曲线，如图3-4 所示。当m1时，(t)曲线出现峰值，当m3.5时，f(t)曲线趋于正态分布的情况.如图3-3所示，而(t)曲线则有单调增加的倾向，如图3-4 所示，故障率属渐增型，它相当于浴盆曲线的耗损故障期。位置参数 位置参数 表示分布曲线在t 轴上的起始位置。对f(t)曲线的形状没有影响。当0时，曲线由=0的位置向右平移 距离；如图3-5所示。尺度参数t0 尺度参数t0仅与f(t)曲线坐标轴的标尺比例有关。如图3-6 所示，t0值越大，f(t)曲线越平缓。四、汽车故障的基本规律产品故障率变化一般规律 典型故障率曲线：如图3-7所示，通常又叫浴盆曲线。产品的故障率随时间的变化，大致可划分为个阶段:早期故障期、偶然故障期和耗损故障期。第三节第三节 故障数据收集与处理故障数据收集与处理一、数据的收集方法及注意事项第一，给有关的汽车试验、使用和维修的现场工作人员分发故障数据记录表并要求定期收回。此种方法使用的记录表格简单、明确，不需要进行专业培训，但获得的数据可能不完整，而且不准确。第二，组织专业人员使之对记录内容有充分的理解，因此，能掌握好记录的标准，容易发现异常数据，能对其进行适当选择，所以可以保证获得的数据完整和正确。注意事项：注意事项：明确研究对象；规定故障含义；统一时间单位；说明使用条件；反映维修状况；掌握取样原则。二、二、数据的统计处理数据的统计处理直方图法、假设检验复习题复习题1.名词解释()故障()失效()故障模式()可靠度()累积故障概率()故障率()平均故障间隔时间()平均无故障时间()可靠寿命()中位寿命2.简单解释“故障”与“失效”有什么异同？3.简述汽车及其零、部件的故障模式有哪些类型？4.故障的分类有几种方法？其主要依据是什么？5.可靠度数学描述的表达式是什么？有何含义？6.可靠度、故障分布密度与故障率的数学关系是什么？7.指数分布、正态分布和威布尔分布的密度函数表达式是什么？有何特点？8.简述复杂产品故障发生的基本规律。9.故障数据的收集方法与注意事项有哪些？10.简述汽车故障原因及其影响因素有哪些？第四章第四章 汽车维修理论及维修性评价汽车维修理论及维修性评价第二节第二节 基于可靠性为中心的维修理论基于可靠性为中心的维修理论第一节第一节 维修策略演化及方式选择维修策略演化及方式选择第三节第三节 基于磨损规律和风险评估的维修理论基于磨损规律和风险评估的维修理论第四节第四节 汽车维修性与有效性评价汽车维修性与有效性评价1.了解维修策略演化的四个阶段；2.理解维修方式及其变革；3.掌握RCM维修理论及与传统维修活动的区别；4.掌握零部件磨损规律；5.理解风险评估的概念及基于风险评估的维修理论；6.掌握维修性、维修度相关概念及函数表达。7.掌握固有有效度、可达有效度和工作有效度的区别。本章要求本章要求第一节第一节 维修策略演化及方式选择维修策略演化及方式选择一、维修方式分类一、维修方式分类 故障预防性维修是指通过对设备的检查、检测发现故障征兆以防止故障的发生，并使其保持在规定状态所进行的各种维修活动。分为定时拆修、定时报废、视情维修、状态监控维修、隐患检测五种形式:（1）定时拆修：设备使用到规定时间予以拆修，使其恢复到规定的状态。（2）定时报废：设备或零部件使用到规定的时间就予以废弃，其结果是使设备更换零部件或者直接报废。（3）视情维修：经过一定的时间间隔后，将观察到的设备技术状态与确定的标准进行比较，其结果可能是设备可以继续使用到下一个检查期，或者对总成、零部件进行更换或修复后继续使用，也可能是使设备、总成或零部件报废。（4）状态监控维修：对那些不会影响设备的安全和生产任务的早期故障、偶然故障和耗损故障，当采用定时维修、视情维修等预防行维修方式效果不佳时，需要在故障发生之前，通过所积累的故障发展信息，进行故障原因和故障趋势分析，从总体水平上对设备的可靠性水平进行连续监控。（5）隐患检测：在规定的时间间隔内，为发现设备已存在但对操作人员来说尚不明显的功能性故障所进行的检测工作，也称之为隐蔽功能故障检测或故障状态检查。恢复性维修是指设备或零部件发生故障后，使其恢复到规定状态所进行的维修活动，也称排除故障维修或修理。改进性维修是利用完成设备维修任务的时机，对设备进行改进或改装，以提高设备的固有可靠性、维修性和安全性水平。二、维修策略的演化二、维修策略的演化第一阶段：传统维修策略；第二阶段：计划预防维修策略；第三阶段：可靠性为中心的维修策略；第四阶段：基于风险评估的维修策略；三、维修方式的选择三、维修方式的选择1.通过维修消除设备或汽车在维修前存在的缺陷，恢复设备或汽车规定的功能，保持设备或汽车的可靠性，并充分利用零部件的有效寿命。选择原则：2.力求维修费用、