汽车维修理论

河南科技大学助考课件专题1汽车可靠性理论一、可靠性定义二、可靠性的衡量指标河南科技大学助考课件一、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。河南科技大学助考课件二、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。河南科技大学助考课件故障率函数曲线（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。河南科技大学助考课件专题2汽车零件失效理论一、失效规律二、失效类型及分析河南科技大学助考课件一、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。河南科技大学助考课件二、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。河南科技大学助考课件（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。河南科技大学助考课件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）。河南科技大学助考课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。河南科技大学助考课件粘着磨损：当金属表面的油膜被破坏，摩擦表面间直接接触而发生粘着作用，使一个零件表面的金属转移到另一个零件表面引起的磨损称为粘着磨损，它主要是由于金属表面负荷大，温度高而引起的。粘着磨损的作用机理：由于零件间的微观不平→实际接触面积小→接触处承受很大的静压力即凸起点的切向冲击力→接触点的油膜、氧化膜被破坏，纯金属直接接触→产生一定的弹性变形和塑性变形→零件间吸引力增强。同时，摩擦所产生的局部高温也将导致接触点处发生组织变化、软化甚至熔化，引起粘附及熔合，在随后的运动中，粘结点又将被从其薄弱部位撕开，使强度较小的零件表面被撕去部分金属，并粘附到强度较大零件表面上，从而造成了零件的粘着磨损。河南科技大学助考课件粘着磨损的影响因素：材料特性的影响。脆性材料比塑性材料的抗粘性能好。零件表面粗糙度的影响。光滑程度越高，磨损量越小。润滑油的影响。要保证足够的润滑油，并保证润滑油的粘度和工作温度，使配合零件表面不发生干摩擦，零件表面的氧化膜不易被破坏。运动速度和单位面积上压力的影响。零件的运动速度越高，摩擦热产生越多，负荷越大，摩擦力越大，越易产生粘着磨损。河南科技大学助考课件疲劳磨损：在交变载荷作用下，零件表层产生疲劳剥落的现象称为疲劳磨损，它主要发生在纯滚动及滚动与滑动并存的摩擦状态下，如齿轮齿面。疲劳磨损机理：交变载荷的作用，使零件表层因为弹性及塑性变形而疲劳，导致表层的薄弱部位首先产生微裂纹，当润滑油浸入裂纹内部时，零件的滚动方向与裂纹的方向一致，当滚动体封闭裂纹口时，润滑油在滚动挤压力的作用下使裂纹的扩展速度加快，使零件表层剥落，在零件表面上形成点状或片状凹坑。分类：非扩展性和扩展性疲劳磨损非扩展性疲劳磨损由于周期性的接触压应力作用，摩擦表面上出现小麻点，但随着接触面积的扩大，单位接触面积降低小麻点停止扩大。扩展性疲劳磨损当材料塑性较差时，在接触表面作用有较大的压应力，使表面产生小裂纹，并扩展而使金属脱落，形成小麻点和扩展成凹坑。使零件不能继续工作。河南科技大学助考课件④腐蚀磨损：零件摩擦表面由于外部介质的作用，产生化学或电化学的反应而引起的磨损称为腐蚀磨损。类型：化学腐蚀磨损，电化学腐蚀磨损，微动磨损，穴蚀化学腐蚀磨损：由于金属直接与外部介质发生化学反应而引起的磨损称为化学腐蚀磨损。电化学腐蚀磨损：由于金属在外部介质中发生电化学反应而引起的磨损称为电化学腐蚀磨损。微动磨损：零件的过盈配合表面部位在交变载荷或震动的作用下所产生的磨损称为微动磨损。穴蚀：与液体相对运动的固体表面，因气泡破裂产生的局部高温及冲击高压所引起的疲劳剥落现象称为穴蚀。河南科技大学助考课件（2）汽车零件磨损规律零件的磨损是不可避免的，工作条件不同，引起零件磨损的原因也就不同，但各种零件的磨损却都具有一定的共同规律，这种规律称为零件磨损特性，遵循该磨损规律的曲线称为磨损特性曲线，零件磨损可分为三个阶段：第一阶段：磨合期（oa段），由于新零件及修复件表面较为粗糙，工作时零件表面的凸起点会划破油膜，在零件表面上产生强烈的刻划、粘接等作用，同时从零件表面上脱落下来的金属及氧化物颗粒会引起严重的磨料磨损。所以该阶段的磨损速度较快，随着磨合时间的增长，零件表面质量不断提高，磨损速度相应降低。河南科技大学助考课件第二阶段：正常工作期（ab段），经过磨合期的磨合，零件的表面粗糙度降低，适油性及强度增强，所以在正常工作期零件的磨损变得非常缓慢。第三阶段：极限磨合期（曲线b点以后），磨损的不断积累，造成的极限磨损期零件的配合间隙过大，油压降低，正常的润滑条件被破坏，零件之间的相互冲击也随着增加，零件的磨损急剧上升，此时如不及时进行调整或修理，会造成事故性损坏。河南科技大学助考课件（3）汽车零件的疲劳零件在交变应力作用下，经过较长时间工作而发生的断裂现象称为疲劳断裂。疲劳断裂失效的分类根据零件的特点及破坏时总的应力循环次数、疲劳失效可分为：高应力低周期、低应力高周期断裂。疲劳断裂失效机理金属零件疲劳断裂实质上是一个累积损伤过程。大体上可划分为滑移、裂纹成核、微裂纹扩展、宏观裂纹扩展、最终断裂几个过程。河南科技大学助考课件（4）汽车零件变形零件在使用过程中，由于承载或内部应力的作用，使零件的尺寸和形状改变的现象称为零件的变形。零件变形失效的类型有弹性变形失效、塑性变形失效和蠕变失效。零件在外力作用下发生弹性挠曲，其挠度超过许用值而破坏零件间相对位置精度的现象，称为弹性变形失效。零件的工作应力超过材料的屈服极限因塑性变形而导致的失效称为塑性变形失效。蠕变是指材料在一定应力（或载荷）作用下，随时间延长，变形不断增加的现象。河南科技大学助考课件专题3汽车零件修复方法一、汽车零件修复方法的分类磨损零件的修复方法基本上可分为两类：（1）对已磨损零件进行机械加工，使其恢复正确的几何形状和配合特性，并获得新的几何尺寸；（2）利用堆焊、喷涂、电镀和化学镀等方法对零件的磨损部位进行增补，或采用胀大(缩小)镦粗等压力加工方法增大(或缩小)磨损部位的尺寸，然后再进行机械加工，恢复其名义尺寸、几何形状及规定的表面粗糙度。二、汽车零件修理特点（1）批量小；（2）余量小，精度难以保证；（3）工件硬度高；（4）加工基准损伤，定位困难。河南科技大学助考课件三、机械加工修复法（一）修理尺寸法定义：修理尺寸法是修复配合副零件磨损的一种方法，它是将待修配合副中的一个零件利用机械加工的方法恢复其正确几何形状并获得新的尺寸(修理尺寸)，然后选配具有相应尺寸的另一配合件与之相配，恢复配合性质的一种修理方法。河南科技大学助考课件（二）附加零件修理法附加零件修理法(也称镶套修理法)是通过机械加工方法将磨损部分切去，恢复零件磨损部位的几何形状，然后加工一个套采用过盈配合的方法将其镶在被切去的部位，以代替零件磨损或损伤的部分，恢复到基本尺寸的一种修复方法。（三）零件的局部更换修理法局部更换法就是将零件需要修理(磨损或损坏)部分切除，重制这部分零件，再用焊接或螺纹连接方法将新换上的部分与零件基体连在一起，经最后加工恢复零件的原有性能的方法（四）转向和翻转修理法转向和翻转修理法是将零件的磨损或损坏部分翻转一定角度，利用零件未磨损部位恢复零件的工作能力的一种修复方法。河南科技大学助考课件图3-2磨损孔的镶套图3-3轴颈端的镶套修复图3-4零件的转向修理法河南科技大学助考课件四、焊接修复法焊接根据使用的热源不同分为气焊和电焊。电焊根据熔剂层的不同又可分为手工电弧焊、振动堆焊。堆焊又可分为二氧化碳气体保护焊、埋弧堆焊、电脉冲堆焊、等离子堆焊。河南科技大学助考课件五、校正汽车的某些零件在使用过程中往往发生变形，修理中需要校正。常需校正的汽车零件有：前轴梁、车架零件、曲轴、凸轮轴、传动轴、连杆等等。1．静压校正绝大多数零件是在冷状态下静压校正的。轴类零件弯曲的静压校正方法。轴的静压校正示意图河南科技大学助考课件图3-11轴的静压校正示意图1-V形块2-轴3-百分表河南科技大学助考课件2．敲击校正敲击校正法系利用有圆形敲击头的汽锤对零件非工作表面进行连续敲击，如校正曲轴时就敲击曲柄臂。3．火焰校正火焰校正是氧一乙炔热点校正的简称，是一种比较先进的校正方法。图3-14火焰校正的应力及变形图3-13曲轴的敲击校正示意图河南科技大学助考课件专题4汽车修理工艺一、汽车修理的经济效益汽车运输综合经济效益随时间变化的曲线河南科技大