《汽车维修工程》电子教案(1-4)(DOC)（优秀范文5篇）

第一篇：《汽车维修工程》电子教案(1-4)(DOC)

第一讲 第一章 汽车可靠性理论基础

§1-1 汽车可靠性概述

课堂类别：理论 教学目标：

1、了解可靠性的内涵

2、掌握可靠性评价指标 教学重难点： 重点：可靠度 难点： 故障率函数 教学方法与手段：

1.教学方法：教师讲授、案例分析、集体讨论、个别回答、师生互动启发 2.教学手段：多媒体教学 教案正页

主要教学内容及过程

一、汽车可靠性与维修

1、可靠性

指产品在规定的使用条件下和规定的时间内完成规定功能的能力。⑴可靠性的四要素：产品、规定条件、规定时间、规定功能。

①产品:通常是指可作为单独研究或单独试验对象的任何元件、零件，甚至一台完整的设备。

对汽车而言，其产品主要包括：整车、总成和零部件。②规定条件：指汽车产品的工作条件，包括：

③规定时间： 汽车行驶的保用期、第一次大修里程、报废期等。

④规定功能：设计任务书、使用说明书、订货合同以及国家标准规定的各种功 汽车可靠性标志着汽车在整个使用寿命周期内保持所需质量指标的性能。能和要求。如：安全性、舒适性、动力性、经济性和排放性能等。（2）可靠性的类型 ①固有可靠性：

产品从设计到制造整个过程中确定了的内在可靠性，它是产品的固有属性。②使用可靠性：

考虑了使用、维修对产品可靠性的影响，包括使用、维修方法以及操作人员的技术熟练程度等都会对产品的寿命及功能的发挥产生重大影响。汽车的可靠性取决于汽车本身的固有可靠性以及汽车的使用、维修水平，并与汽车的使用条件有关。

2、维修：指在系统投入运行后，为了保持或在系统发生故障后恢复产品完成规定功能的能力而采取的技术与管理措施。

维修包括维护与修理，维护是为了保持产品完成规定功能的能力；修理是为了在系统发生故障后恢复产品完成规定功能的能力。

汽车维修只能在一定程度上维持汽车的技术状况，提高其使用可靠性；但不能完全恢复其固有可靠性水平。

因此，经过相当里程的行使（达到极限行使里程）后，汽车就需要报废。

二、汽车可靠性评价指标 1.可靠度（有效度）：

汽车在规定的使用条件下和规定的时间内完成规定功能的概率。记作R（t）。

2.失效度（不可靠度、累计故障概率）：

汽车在规定的使用条件下和规定的时间内丧失规定功能（发生故障）的概率。记作F（t）。R（t）＋F（t）=1 3.故障概率密度函数：

汽车出现故障的概率随时间变化的规律。记作f（t）。4.故障率函数

⑴概念：汽车工作到t时刻为止尚未发生故障的条件下 在下一单位时间内发生故障的条件概率记作 λ（t）。

●设T为汽车在规定条件下的使用寿命，t为设定的工作时间； ●“T﹥t”表示：“汽车工作到t时刻为止尚未发生故障”的事件； ● “t﹤T≤t+Δt”表示：“汽车在（t，t +Δt）内失效”的事件；

于是，“汽车工作到t时刻后在（t，t+Δt）内发生故障的条件概率”为：

P（t﹤T≤t +Δt/ T﹥t）

将此条件概率除以时间间隔Δt，便得到Δt时间内的平均故障率。当Δt→0时，就可以得到t时刻的失效率：

按上式计算故障率比较困难，实际应用中常用频率或平均故障率的观察值来代替。①频率

t=0时有N个产品开始工作，到t时刻的故障件数为Nf（t）； t时刻仍在工作而尚未发生故障的件数为N-Nf（t）；

间Δt内出现故障的件数为ΔNf（t），则单位时间内出现故障的件数为ΔNf（t）/ Δt。

那么，产品的平均故障率为：

例题： 如图所示为50个某类型汽车轮胎调查数据，试分别求出汽车行驶到3.5万Km和5.5万Km时的故障率。

解：根据题意 N=50；

ΔNf（3.5）=7； Δt=4-3.5 =0.5万Km；

Nf（3.5）=1+3+2+5=11；则： 当t=5.5万Km时，ΔNf（5.5）=3；

Δt=6-5.5 =0.5万Km； Nf（5.5）=1+3+2+5+7+10+9+6=43；

②平均故障率的观察值λ

汽车在规定的考察行程（或时间）内，故障发生次数（m）与累计行程（ΣL）之比。即：

故障率的单位一般用每万km的百分数（% 1/万km）来表示。或1/小时、菲特。（1菲特=10-9 1/小时)⑵故障率函数曲线

描述了故障率随时间的变化规律，分为早期故障、偶然故障、耗损故障三种类型。⑴早期故障期（Ａ段）

产品在工作之初，由于设计、制造、装配等方面的缺陷，而发生早期故障的一段时间。

在此期间，汽车发生故障的可能性很大，但故障率随着时间的增加而迅速下降。

合期的使用、维护和管理。

使用的初期走合。⑵偶然故障期（B段）

在此期间，λ（t）的变化趋于稳定，接近常数，属故障率恒定型，相当与正常使用期。

然因素而引发，没有一种特定的原因起主导作用。

制维护、视情修理”的方针，以降低故障率，维持并保证汽车的完好技术状况和工作能力。⑶耗损故障期（C段）

由于老化、疲劳、磨损等原因引起的故障。λ（t）随着时间的增加而迅速增加，属故障率递增型。

5.平均寿命与可靠寿命

⑴平均寿命：平均寿命是一个标志产品平均能工作多长时间的量，它是对整批 设产品寿命T的故障概率密度函数为产品而言的一个指标。

f(t)，那么，它的数学期望 就称为产品的平均寿命。

①对于可维修产品而言，其平均寿命是指产品的平均无故障工作时间，计作MTBF。在实际工作中，常用其观察值：

②对于不可维修产品而言，其平均寿命是指产品的平均寿终时间（发生失效前的平均工作时间），计作MTTF。⑵可靠寿命：

在汽车可靠性研究中，经常需要知道对应于给定的R值，R（t）下降到R时所需的时间，而此时间就称为可靠寿命，用tR表示。如：用t0.99表示可靠度R（t）=99﹪时产品的可靠寿命。本节作业：

名词解释：可靠度、失效度、平均寿命、7

第二讲 第一章 汽车可靠性理论基础 §1-2汽车故障的类型及其分布规律

课堂类别：理论 教学目标：

1、了解汽车故障类型

2、掌握汽车故障故障分布规律 教学重难点： 重点：指数分布和 难点： 威布尔分布 教学方法与手段：

1.教学方法：教师讲授、案例分析、集体讨论、个别回答、师生互动启发 2.教学手段：多媒体教学 教案正页

主要教学内容及过程

一、汽车故障的概念及类型 1.概念：

故障或失效是指产品丧失保持原有功能的能力。2.模式

故障模式是指由失效机理所显示出来的各种失效现

象或失效状态。

汽车常见的故障模式有以下六种：

(1)损坏型故障模式。如：断裂、碎裂、开裂、裂纹、点蚀、挠蚀、击穿、变形、压痕等。

(2)退化型故障模式。如：老化、变质、剥落、磨损等。(3)松脱型故障模式。如：松动、脱落等。

(4)失调型故障模式。如：压力过高或过低、行程失调、间隙过大或过小、干涉、卡滞等。

(5)堵塞与渗漏型故障模式。如：堵塞、气阻、漏油、漏水、漏气、渗油等。(6)性能衰退或功能失效型故障模式。如：功能失效、性能衰退、公害超标、异响、过热等。3.故障分类

⑴按照故障率函数特点，可把故障分为早期故障型、偶然故障型和耗损故障型

三类。

⑵按照汽车行业中《汽车产品质量评定办法》的规定，可把汽车故障分为以下几种：

1）致命故障：危及人身安全，引起主要总成件报废，造成重大经济损失，对周围环境造成严重损害。

2）严重故障：引起主要零部件、总成严重损坏或影响行车安全，不能用易损件和随车工具在较短时间内排除。

3）一般故障：不影响行车安全的非主要零部件故障，可用易损件和随车工具在较短时间内排除。

4）轻微故障：对汽车正常运行基本没影响，不需要更换零件，可用随车工具比较容易地排除。

二、汽车可靠性研究中常用的故障分布

确定汽车的故障分布是可靠性研究的基本内容之一，它能很好地描述随机变量的性质，揭示其内在规律。

判定随机变量的分布类型以及表征这些分布的相应参 数值，可为产品可靠性的评价和改进提供依据。

故障随时间分布规律的获得，是根据试验数据、应用 统计分析的方法，确定其分布模式。

汽车可靠性研究中应用的理论概论分布类型很多，常 用的有二项分布、泊松分布、正态分布、对数正态分布

10、指数分布和威布尔分布等。1.指数分布

最基本的一种。

λ（t）=常数。

2.正态分布

正态分布是一种最常用的连续分布，很多自然现象都可以用它来描述，如工艺误差、测量误差、材料性能、应力分布、汽车零件的强度和寿命等。

磨损零件的故障分布可近似地认为服从正态分布。3.对数正态分布

对数正态分布是描述零件寿命与耐久性的一种较好的分布函数。常用于机械部件的疲劳寿命、疲劳强度及耐磨寿命等研究中。4.威布尔分布

威布尔分布是基于最弱环模型为物理背景导出的。如两端受拉力的一根由许多链环串联而成的链条，当最弱环节断裂时，整根链条就告失效。

广义地说，凡是由若干个独立部件串联构成的产品，只要其中某个部件失效，整个产品就告失效，即属于最弱环模型。如汽车的传动系。

受变载荷作用的滚动轴承、齿轮与汽车钢板弹簧等零件的疲劳寿命都可用威布尔分布来描述。

由于威布尔分布函数具有很好的兼容性，可将常见的正态分布、指数分布等容纳在内，所以，它是应用最广泛的可靠性函数。

⑴威布尔分布的定义与特征 1）函数关系式

威布尔分布的基本形式为一种三参数分布，其表达式为

故障概率密度函数： 式中 m——形状参数 t0 ——尺度参数 r ——位置参数 2）数字特征 数学期望 方差

式中 Γ——Gamma函数，可查Γ函数表。在实际工程问题中，位置参数r=0，故威布尔 分布可简化为两参数分布：

当m=1时，λ（t）=1/η=常数，故障率恒定，即为指数分布； 当m＜l时，λ（t）为单调递减函数，它描述了递减型的早期故障期； 当m＞1时，λ（t）为单调递增函数，它描述了递增型的耗损故障期； 当m＝3~4时，非常接近正态分布。

可见，不同m值的威布尔分布可反映浴盆曲线的三种不同失效期，所以威布尔分布的适应性较为广泛。⑵威布尔分布各参数的意义 1）形状参数m 形状参数m是三个参数中最重要的一个，它是影响威布尔分布密度曲线形状的本质参数。2）位置参数r r值不影响曲线的形状，只影响曲线在横坐标上的位置。

在威布尔分布的链条模型中，r表示最薄弱一环的强度，在可靠性分析中，r同样具有这种极限值的含义。

● 当t﹤r 时，零件就没有失效的可能； 即 F（t）=0 ● 当t﹥r 时，零件才会出现失效的可能； ● 当t﹥﹥r 时，威布尔分布变成两参数分布函数。3）尺度参数t0 t0不影响曲线的形状和位置，只改变曲线纵、横坐标的标尺。也就是说t0只是使坐标标尺因尺度不同而带来图形上的差别。本节作业：

绘出汽车故障率函数曲线并进行分析。

第3讲 第一章 汽车可靠性理论基础

§1-3汽车系统可靠性 §1-4汽车可靠性设计

课堂类别：理论 教学目标：

1、了解汽车系统可靠性设计的内容

2、掌握汽车系统可靠性分配的原则方法 教学重难点：

重点：可靠性分配的原则 难点： 可靠性分配的方法 教学方法与手段：

1.教学方法：教师讲授、案例分析、集体讨论、个别回答、师生互动启发 2.教学手段：多媒体教学 教案正页

主要教学内容及过程

一、可靠性分配的

可靠性分配是把系统的可靠性指标按一定的方法合理的分配给分系统、设备、零部件（或元器件）的全过程。

系统的可靠性预计是根据系统中最基本单元的可靠度来推测系统的可靠性的过程，那么可靠性分配就是根据系统要求的总指标由上而下规定最基本单元可靠度的逆过程。

二、可靠性分配的

(1)通过可靠性分配，落实系统的可靠性指标。

机械产品的可靠性水平，除制造、材料原因以外，很大程度上依赖于机械的设计水平，它是构成产品固有可靠性的基础，应兼顾生产成本和经济效益，及时、合理地调整系统的可靠性。

(2)通过可靠性分配，确定各子系统(总成、零部件)的可靠性指标

一个复杂的机械电子产品。实现整体的可靠性指标 必须依靠各零部件的可靠性加以保证。零部件的可靠性指标，系统的可靠性目标再高也是徒劳的。(3)通过可靠性分配，有利于加强设计部门间的联络和配合。

帮助设计者了解总成本及零部件的可靠性与系统可靠性之间的关系，使之心中有数，减少盲目性，明确设计的基本问题;通过可靠性分配，容易暴露系统的薄弱环节，为改进设计提供途径和依据。

(4)通过可靠性分配，有利于增强设计者的全局观念。

全面衡量系统的质量、费用及性能等因素，以获得系统设计的全局效果。可靠性分配的原则

可靠性分配的过程是自上而下进行的，预测程序 可靠性分配程序

预测和分配的关系 可靠性分配以前，事先需进行可靠性预测，可靠性预测过程则与可靠性分配相反，它是自下而上进行的。预测是为了分配，而分配过程中也会有预测。因此，可靠性分配是一个有预测→分配→再预测→再分配的反复过程，是一个不断进化的过程。可靠性分配的过程是自上而下进行的，可靠性分配的是一个系统的优化过程，其合理性是相对的，应依据如下：

1、技术水平可以达到。

2、结构越复杂指标要求越低。

3、单元越重要指标要求越高。

4、条件越恶略指标要求越低。

5、分配结果满足系统指标要求。

可靠性设计过程是一个预计——分配——再预计——再分配的循环过程。原则

等可靠度分配法 可靠度分配法

一、等可靠度分配法

系统需要达到的可靠度水平，相等地分配到各子系统，这种分配方法称为等可靠度分配法，也称均衡分配法。

分配中不考虑成本、失效率、安全性等实际情况，以统一标准分配可靠度。

1、串联系统等可靠度分配法 等可靠度分配法

例

1、一台汽车保修设备，由四部分串联组成，要求总体可靠度达到Rs=0.85，其中已知某有一部分的可靠度为0.98，按等可靠度分配法确定其余三部分的可靠度。

解:设已知的可靠度Rl=0.98，其余三部分的可靠度为Ro，按照串联系统等可靠度分配法的计算公式有: 通过计算，得到其余三部分的可靠度为0.95 幻灯片10 等可靠度分配法

2、并联系统的等可靠度分配法 并联系统的等可靠度分配法的公式为

式中 Fs——系统要求的不可靠度；Fi——第i个单元分配到的不可靠度；Rs——系统要求的可靠度；n——并联单元数。幻灯片11 等可靠度分配法

并联系统的等可靠度分配法

例

2、由3个单元组成的并联系统，要求系统可靠度达到0.98，求每个单元的可靠度。

解:已知Rs=0.98，设每个单元可靠度为Ro，则 计算可得

等可靠度分配法的优点：比较简单

缺点：是没有考虑各子系统的重要性、成本高低、修复的难易程度、现有可靠性水平等

相对失效率分配法

以预测(即原有）失效率为依据，将分配于各子系统的(容许)失效率正比于预测(原有)失效率，这种分配方法称为相对失效率分配法.设计初始阶段，由于缺乏可靠性数据，可以按几种主要因素进行专家评分，给出影响因子，综合考虑。

主要影响因素有：（可从可靠性数据查得）

复杂因子：根据单元组成零部件数以及组装的难易程度来评定 重要因子：根据单元故障引起系统故障的概率大小来评定 结构因子：根据单元结构成熟程度和目前技术水平来评定 环境因子：根据单元所处环境来评定 工艺因子：根据单元加工工艺难易程度来评定

相对失效率分配的步骤

设系统是由n子系统串联而成的，它们分配到的失效率分别为:λ1，λ2，...，λn。系统失效率目标值为λs，分配的结果应当满足: 可靠性分配的目标是确定λi，具体步骤如下:(1)根据现有的可靠性数据资料，推测（或已知）原各子系统的失效率，假设分别为:di(i=1，2，...，n)。

(2)计算各子系统的失效分配系数ωi一相对失效率。(3)计算分配于各子系统的容许失效率λi(4)检验分配结果是否满足下式 相对失效率分配法

(5)计算各子系统的可靠度Ri(t)为了满足可靠度分配值之和大于系统可靠度目标值，则各子系统的可靠度应当满足关系式

例3 已知一个串联系统由四个子系统组成，预测的各子系统失效率分别为d1=0.25%h-l、d2=0.16%h-l、d3=0.28%h-l、d4=0.18%h-l，要求系统的可靠度达到0.90，保证连续工作60h以上。试用相对失效率法进行可靠度分配。解:(1)由已知条件得到d1=0.25%h-l、d2=0.16%h-l、d3=0.28%h-l、d4=0.18%h-l 相对失效率分配法

(1)由已知条件得到d1=0.25%h-l、d2=0.16%h-l、d3=0.28%h-l、d4=0.18%h-l(2)计算失效率分配系数 同理得：

(3)计算各子系统的失效率 由题意可知，Rs(60)=0.90，假设系统的失效率为常数λs，可通过下面公式求得 相对失效率分配法 各子系统的(容许)失效率为（4）计算各子系统所得的可靠度

三、其它分配方法

1、拉格朗日乘子法

拉格朗日乘子法是一种将约束最优化问题转换为无约束最优化问题的求优方法。由于引进了一种待定系数—拉格朗日乘子，则可利用这种乘子将原约束最优化问题的目标函数和约束条件组合成一个称为拉格朗日函数的新目标函数，使新目标函数的无约束最优解就是原目标函数的约束最优解。

2、动态规划法

动态规划法求最优解它将多个变量的决策问题通过一些子问题得到变量的最优解。这样，n个变量的问题就被构造成一个顺序求解各个单独变量n级序列决策问题。由于动态规划法利用一种递推关系依次做出最优决策，构成一种最优策略，达到整个过程中的最优，因此计算逻辑比较简单，适于计算机的计算，在工程中得到广泛的应用。

一般的方法可解决不是很复杂可靠性系统的解决，但很难完成复杂可靠性系统的分配要求。所以，复杂（冗余）性系统的可靠性分配研究成了在机械设计中一个亟待就解决的问题。近些年来，复杂系统的可靠性分配问题的方法得到的发展，衍生出很多新的方法。比如说蚁群算法、最小二乘向量机法、Monte Carlo与遗传算法、神经网络法、模糊层次分析法等。

本节作业：

1.可靠性分配的方法有哪些？ 2.可靠性设计的内容有哪些？

第四讲 第一章 汽车可靠性理论基础 §1-5汽车可靠性数据的采集与分析

课堂类别：理论 教学目标：

1、了解汽车可靠性数据的采集重要性

2、掌握可靠性数据的分析方法 教学重难点： 重点： 可靠性试验

难点： 可靠性数据的分析方法 教学方法与手段：

1.教学方法：教师讲授、案例分析、集体讨论、个别回答、师生互动启发 2.教学手段：多媒体教学 教案正页

主要教学内容及过程

一、汽车可靠性数据的采集 1.数据采集和分析的重要性

在维持和改进老产品以及开发新产品的过程中，都需进行各种各样的试验，记录大量的试验数据，收集、处理、分析和利用这些数据是非常重要的。⑴可靠性数据的全面性、大量性和不确切性要求我们对数据必须进行系统地收集、认真地研究和科学地管理。

靠性评定；

⑵可靠性过程贯彻在从产品的计划、设计、试验、制造到使用维修的整个过程，因此，对整个过程中产生的各种数据都要进行收集和分析。

⑶可靠性数据按产生的阶段分为：设计阶段、生产阶段和使用维修阶段。

收集并分析同类产品的故障数据，可对新车、总成和零件的可靠性进行预测，这种预测有利于设计方案的对比和选择；

该阶段可靠性研究和试验所产生的数据，只能作为分析产品的初始可靠性，对于故障模式和可靠性增长规律，不宜用此阶段的数据进行可靠性评定，因为设计尚不成熟，技术状况和试验条件变化较大，试验数据也较少。

为了对产品质量进行控制，必须定期或不定期地进行 抽样试验，来确定产品合格与否，从而指导生产、保证质 量。

由于生产阶段的产品数量和试验数量大大增加，这种 数据对可靠性的评定就反映了设计与制造水平。

使用和维修阶段的可靠性数据收集与分析，对产品的 设计、制造评价最有权威性，因为使用阶段车辆的使用条 件真实、数量较多，是可靠性评定的主要数据来源。1.数据采集的方法和注意事项 ⑴数据采集的方法

⑵采集数据时应注意的事项

(即故障的含义)：异常工作的含义一般以原订产品性能指标为准，但在实际执行中往往存在困难，因为生产者与使用者以及操作人员之间的看法往往不一致，因此在调查开始前，要尽可能制订出明确的故障判别标准。

明确。一般来说，时间主要指工作时间；有的还要考虑运输、储存、停机时间等。

(载荷、车速)及运转形式等。

维修条件包括维修人员的水平、维修制度、设备条件以及修理水平等。

故的产品，也不要把毛病特大特多的除外。

二、可靠性试验简介

GB/T12678-1990《汽车可靠性行驶试验方法》 GB/T12534 《汽车道路试验通则》

GB7031《车辆振动输入 道路平面度表示方法》 1.可靠性试验的目的

;

2.可靠性试验分类

可靠性试验方法多达百余种，常用的也有20～30种。由于可靠性试

验不仅费时、费力，而且还要消耗相当的资金。因此，采用正确而又恰当的方法，不仅有利于保证和提高产品的可靠性，而且能大量节约时间、人力和费用。

⑴寿命试验

寿命试验是为确定产品寿命分布及特征而进行的试 验。一般采用台架试验和现场试验两种方法，同时，为了 缩短试验周期，一般都采用加速寿命试验。1）寿命试验按试验条件分为：

品的失效时间；

坏性试验一般是对轿车和价格高的重要零件进行的可靠性试验。

台架试验由于试验条件稳定，容易获得良好的效果。

使汽车在高速环行路和其他多种路面（各种石块路、比利时路、各种卵石路、搓板路）等坏路上进行强化的加速寿命试验。以确认强度构件在行驶中的安全性。

此外，为确认综合的耐久可靠性，对行驶各种路面，如砂石、泥水、盐水、转弯、爬坡、高速环行路等适当组合进行程序试验。2）寿命试验按试验性质分为：

产品在规定的环境条件下，进行非工作状态的存在试验称为贮存试验。其目的是为了了解产品在特定的环境条件下贮存的可靠度。

产品在规定的条件下作加负载的工作试验称为工作寿命试验。它分为静态试验和动态试验。

静态试验是加额定载荷的寿命试验，通过静态试验可以了解产品在额定应力下工作的可靠性，不过它难以反映产品在实际工作状态下的可靠性。

非常接近的，故它的准确度比静态试验的高，但动态试验的设备比较复杂，费电较高。

加速寿命试验是在既不改变产品的失效机理又不增加新的失效因素的前提下，提高试验应力，加速产品失效因素的作用，加速产品的失效过程，促使产品在短期内大量失效。

加速寿命试验可以缩短试验周期，节省费用，快速对产品的可靠性作出评价。根据试验结果，可以预测正常应力下的产品寿命。

按试验时应力施加的方式可分为；恒定应力加速寿命试验、步进应力加速寿命试验、序进应力加速寿命试验等。4）寿命试验按失效情况分为：

试验进行到投试样品完全失效为止。

n，无，t0）

在不补充失效样品的前提下，当试验达到规定的试验时间t0就停止的试验。

n，无，r）

在不补充失效样品的前提下，当试验达到规定的失效数r就停止的试验。

n，有，t0）。n，有，r）。

⑵临界试验

临界试验是为了进一步找出作为安全零件的弱点，进行强制性破坏试验，施以破坏性应力，以证实实际使用中若发生最大应力时，零件是否具有充分的强度。如急转弯、紧急制动、快速起步等。

在通常使用状态下似乎是非常苛刻的，而一般认为是实际使用中可能发生的，因而用它来确认可靠性试验。

⑶使用试验

使用试验是在汽车研制出来后抽样送到使用现场进行实际运行考验，只有当它基本满足使用要求之后，才能正式定型成批生产。现场试验是可靠性试验数据收集的主要渠道。

⑷环境试验

环境试验是产品在特定使用环境条件下进行的使用试验。例如：

行有关可靠性试验；

障的原因；

观察环境应力的故障效果的试验称为环境试验。

三、z 要判断某一产品的失效类型以及当知道其分布类型后估计其分布参数等，是可靠性研究中的基本问题。

可靠性数据的分析方法一般有图分析法（图估计法）和数值分析法。在实践中，最简单可行的方法便是图分析法。

下面以威布尔分布为例进行分析。1.概率纸原理

对于威布尔分布，其分布函数为 两边取双重对数有：

这是在X-Y等距坐标纸上的一条直线方程。斜率：m—形状参数； 截距：C=lnt0 因此，在t-F（t）坐标系下的一条威布尔函数曲线对应于X-Y坐标系下的一条斜率大于零的直线，反之亦然。

X轴，右边为Y轴，二者均为等刻度坐标；

t轴，其与X轴对应的关系是t=ex，其分度按ln刻度； F（t）轴，其刻度值与Y轴对应，并按lnln刻度。

这样就得到一张四边分别代表X-Y和t-F（t）、其值互相对应的概率坐标纸，这就是威布尔分布概率纸。2.图分析法（图估计法）

由于威布尔概率纸上坐标X—Y, Y—F（t）的对应关系，假如能够根据样本(或是截尾样本)确定或基本上确定X—Y坐标下的一条直线，那就可以断定这个样本(或截尾样本)是来自某个威布尔母体，并且可以从这条直线上确定其分布参数。倘若在x—Y坐标下明显地不是一条直线，那就可以断定该样本(或截尾样本)不是来自某个威布尔母体。F（t）的近似算法：

n﹥20时，可用故障率来估计： 当n≤20时，可用中位秩故障概率来估计：或 i—故障顺序数（次序统计量序号）i=1，2，n； n—样本数。本节作业：

1.简述可靠性数据的分析方法 ？ 2.简述可靠性数据的重要性

第二篇：《汽车维修工程》电子教案(1-4)

第一讲 第一章 汽车可靠性理论基础

§1-1 汽车可靠性概述

课堂类别：理论 教学目标：

1、了解可靠性的内涵

2、掌握可靠性评价指标 教学重难点： 重点：可靠度 难点： 故障率函数 教学方法与手段：

1.教学方法：教师讲授、案例分析、集体讨论、个别回答、师生互动启发 2.教学手段：多媒体教学 教案正页

主要教学内容及过程

一、汽车可靠性与维修

1、可靠性

指产品在规定的使用条件下和规定的时间内完成规定功能的能力。⑴可靠性的四要素：产品、规定条件、规定时间、规定功能。

①产品:通常是指可作为单独研究或单独试验对象的任何元件、零件，甚至一台完整的设备。

对汽车而言，其产品主要包括：整车、总成和零部件。②规定条件：指汽车产品的工作条件，包括： 环境条件：气候、道路状况等；

运行条件：载荷的性质、种类，行驶速度，连续工作时间等； 维修条件：维修方式、水平、制度等。

③规定时间： 汽车行驶的保用期、第一次大修里程、报废期等。

④规定功能：设计任务书、使用说明书、订货合同以及国家标准规定的各种功 汽车可靠性标志着汽车在整个使用寿命周期内保持所需质量指标的性能。能和要求。如：安全性、舒适性、动力性、经济性和排放性能等。（2）可靠性的类型 ①固有可靠性：

产品从设计到制造整个过程中确定了的内在可靠性，它是产品的固有属性。②使用可靠性：

考虑了使用、维修对产品可靠性的影响，包括使用、维修方法以及操作人员的技术熟练程度等都会对产品的寿命及功能的发挥产生重大影响。汽车的可靠性取决于汽车本身的固有可靠性以及汽车的使用、维修水平，并与汽车的使用条件有关。

2、维修：指在系统投入运行后，为了保持或在系统发生故障后恢复产品完成规定功能的能力而采取的技术与管理措施。

维修包括维护与修理，维护是为了保持产品完成规定功能的能力；修理是为了在系统发生故障后恢复产品完成规定功能的能力。

汽车维修只能在一定程度上维持汽车的技术状况，提高其使用可靠性；但不能完全恢复其固有可靠性水平。

因此，经过相当里程的行使（达到极限行使里程）后，汽车就需要报废。

二、汽车可靠性评价指标 1.可靠度（有效度）：

汽车在规定的使用条件下和规定的时间内完成规定功能的概率。记作R（t）。

2.失效度（不可靠度、累计故障概率）：

汽车在规定的使用条件下和规定的时间内丧失规定功能（发生故障）的概率。记作F（t）。R（t）＋F（t）=1 3.故障概率密度函数：

汽车出现故障的概率随时间变化的规律。记作f（t）。4.故障率函数

⑴概念：汽车工作到t时刻为止尚未发生故障的条件下 在下一单位时间内发生故障的条件概率记作 λ（t）。

●设T为汽车在规定条件下的使用寿命，t为设定的工作时间； ●“T﹥t”表示：“汽车工作到t时刻为止尚未发生故障”的事件； ● “t﹤T≤t+Δt”表示：“汽车在（t，t +Δt）内失效”的事件；

于是，“汽车工作到t时刻后在（t，t+Δt）内发生故障的条件概率”为：

P（t﹤T≤t +Δt/ T﹥t）

将此条件概率除以时间间隔Δt，便得到Δt时间内的平均故障率。当Δt→0时，就可以得到t时刻的失效率：

按上式计算故障率比较困难，实际应用中常用频率或平均故障率的观察值来代替。①频率

设在t=0时有N个产品开始工作，到t时刻的故障件数为Nf（t）； 到t时刻仍在工作而尚未发生故障的件数为N-Nf（t）；

若在下一个时间Δt内出现故障的件数为ΔNf（t），则单位时间内出现故障的件数为ΔNf（t）/ Δt。

那么，产品的平均故障率为：

例题： 如图所示为50个某类型汽车轮胎调查数据，试分别求出汽车行驶到3.5万Km和5.5万Km时的故障率。

解：根据题意 N=50；

ΔNf（3.5）=7； Δt=4-3.5 =0.5万Km；

Nf（3.5）=1+3+2+5=11；则： 当t=5.5万Km时，ΔNf（5.5）=3；

Δt=6-5.5 =0.5万Km； Nf（5.5）=1+3+2+5+7+10+9+6=43；

②平均故障率的观察值λ

汽车在规定的考察行程（或时间）内，故障发生次数（m）与累计行程（ΣL）之比。即：

故障率的单位一般用每万km的百分数（% 1/万km）来表示。或1/小时、菲特。（1菲特=10-9 1/小时)⑵故障率函数曲线

描述了故障率随时间的变化规律，分为早期故障、偶然故障、耗损故障三种类型。⑴早期故障期（Ａ段）

产品在工作之初，由于设计、制造、装配等方面的缺陷，而发生早期故障的一段时间。

在此期间，汽车发生故障的可能性很大，但故障率随着时间的增加而迅速下降。

对于刚投入使用的新车或大修车来说，使早期故障减少的有效途径是加强走合期的使用、维护和管理。

实验表明：汽车的使用寿命、工作可靠性和经济性在很大程度上取决于汽车使用的初期走合。⑵偶然故障期（B段）

在此期间，λ（t）的变化趋于稳定，接近常数，属故障率恒定型，相当与正常使用期。

此类故障多由操作不当、装配失控、润滑不良、维护欠佳、材料及隐患等偶然因素而引发，没有一种特定的原因起主导作用。

在正常使用期内，应在正常使用的基础上，执行“预防为主、定期检测、强制维护、视情修理”的方针，以降低故障率，维持并保证汽车的完好技术状况和工作能力。⑶耗损故障期（C段）

由于老化、疲劳、磨损等原因引起的故障。λ（t）随着时间的增加而迅速增加，属故障率递增型。汽车或总成进入该时期后，应考虑大修。5.平均寿命与可靠寿命

⑴平均寿命：平均寿命是一个标志产品平均能工作多长时间的量，它是对整批 设产品寿命T的故障概率密度函数为产品而言的一个指标。

f(t)，那么，它的数学期望 就称为产品的平均寿命。

①对于可维修产品而言，其平均寿命是指产品的平均无故障工作时间，计作MTBF。在实际工作中，常用其观察值：

②对于不可维修产品而言，其平均寿命是指产品的平均寿终时间（发生失效前的平均工作时间），计作MTTF。⑵可靠寿命：

在汽车可靠性研究中，经常需要知道对应于给定的R值，R（t）下降到R时所需的时间，而此时间就称为可靠寿命，用tR表示。如：用t0.99表示可靠度R（t）=99﹪时产品的可靠寿命。本节作业：

名词解释：可靠度、失效度、平均寿命、7

第二讲 第一章 汽车可靠性理论基础 §1-2汽车故障的类型及其分布规律

课堂类别：理论 教学目标：

1、了解汽车故障类型

2、掌握汽车故障故障分布规律 教学重难点： 重点：指数分布和 难点： 威布尔分布 教学方法与手段：

1.教学方法：教师讲授、案例分析、集体讨论、个别回答、师生互动启发 2.教学手段：多媒体教学 教案正页

主要教学内容及过程

一、汽车故障的概念及类型 1.概念：

故障或失效是指产品丧失保持原有功能的能力。2.模式

故障模式是指由失效机理所显示出来的各种失效现

象或失效状态。

汽车常见的故障模式有以下六种：

(1)损坏型故障模式。如：断裂、碎裂、开裂、裂纹、点蚀、挠蚀、击穿、变形、压痕等。

(2)退化型故障模式。如：老化、变质、剥落、磨损等。(3)松脱型故障模式。如：松动、脱落等。

(4)失调型故障模式。如：压力过高或过低、行程失调、间隙过大或过小、干涉、卡滞等。

(5)堵塞与渗漏型故障模式。如：堵塞、气阻、漏油、漏水、漏气、渗油等。(6)性能衰退或功能失效型故障模式。如：功能失效、性能衰退、公害超标、异响、过热等。3.故障分类

⑴按照故障率函数特点，可把故障分为早期故障型、偶然故障型和耗损故障型

三类。

⑵按照汽车行业中《汽车产品质量评定办法》的规定，可把汽车故障分为以下几种：

1）致命故障：危及人身安全，引起主要总成件报废，造成重大经济损失，对周围环境造成严重损害。

2）严重故障：引起主要零部件、总成严重损坏或影响行车安全，不能用易损件和随车工具在较短时间内排除。

3）一般故障：不影响行车安全的非主要零部件故障，可用易损件和随车工具在较短时间内排除。

4）轻微故障：对汽车正常运行基本没影响，不需要更换零件，可用随车工具比较容易地排除。

二、汽车可靠性研究中常用的故障分布

确定汽车的故障分布是可靠性研究的基本内容之一，它能很好地描述随机变量的性质，揭示其内在规律。

判定随机变量的分布类型以及表征这些分布的相应参 数值，可为产品可靠性的评价和改进提供依据。

故障随时间分布规律的获得，是根据试验数据、应用 统计分析的方法，确定其分布模式。

汽车可靠性研究中应用的理论概论分布类型很多，常 用的有二项分布、泊松分布、正态分布、对数正态分布

10、指数分布和威布尔分布等。1.指数分布

指数分布是随机变量分布形式中最基本的一种。

产品处于偶然故障期内所发生的故障服从指数分布，在此期间λ（t）=常数。偶然故障、突变失效，如电器元件、气缸垫等，一般服从指数分布。一般复杂机器的故障率分布常以指数分布为主。2.正态分布

正态分布是一种最常用的连续分布，很多自然现象都可以用它来描述，如工艺误差、测量误差、材料性能、应力分布、汽车零件的强度和寿命等。

磨损零件的故障分布可近似地认为服从正态分布。3.对数正态分布

对数正态分布是描述零件寿命与耐久性的一种较好的分布函数。常用于机械部件的疲劳寿命、疲劳强度及耐磨寿命等研究中。4.威布尔分布

威布尔分布是基于最弱环模型为物理背景导出的。如两端受拉力的一根由许多链环串联而成的链条，当最弱环节断裂时，整根链条就告失效。

广义地说，凡是由若干个独立部件串联构成的产品，只要其中某个部件失效，整个产品就告失效，即属于最弱环模型。如汽车的传动系。

受变载荷作用的滚动轴承、齿轮与汽车钢板弹簧等零件的疲劳寿命都可用威布尔分布来描述。

由于威布尔分布函数具有很好的兼容性，可将常见的正态分布、指数分布等容纳在内，所以，它是应用最广泛的可靠性函数。

⑴威布尔分布的定义与特征 1）函数关系式

威布尔分布的基本形式为一种三参数分布，其表达式为

故障概率密度函数： 式中 m——形状参数 t0 ——尺度参数 r ——位置参数 2）数字特征 数学期望 方差

式中 Γ——Gamma函数，可查Γ函数表。在实际工程问题中，位置参数r=0，故威布尔 分布可简化为两参数分布：

当m=1时，λ（t）=1/η=常数，故障率恒定，即为指数分布； 当m＜l时，λ（t）为单调递减函数，它描述了递减型的早期故障期； 当m＞1时，λ（t）为单调递增函数，它描述了递增型的耗损故障期； 当m＝3~4时，非常接近正态分布。

可见，不同m值的威布尔分布可反映浴盆曲线的三种不同失效期，所以威布尔分布的适应性较为广泛。⑵威布尔分布各参数的意义 1）形状参数m 形状参数m是三个参数中最重要的一个，它是影响威布尔分布密度曲线形状的本质参数。2）位置参数r r值不影响曲线的形状，只影响曲线在横坐标上的位置。

在威布尔分布的链条模型中，r表示最薄弱一环的强度，在可靠性分析中，r同样具有这种极限值的含义。

● 当t﹤r 时，零件就没有失效的可能； 即 F（t）=0 ● 当t﹥r 时，零件才会出现失效的可能； ● 当t﹥﹥r 时，威布尔分布变成两参数分布函数。3）尺度参数t0 t0不影响曲线的形状和位置，只改变曲线纵、横坐标的标尺。也就是说t0只是使坐标标尺因尺度不同而带来图形上的差别。本节作业：

绘出汽车故障率函数曲线并进行分析。

第3讲 第一章 汽车可靠性理论基础

§1-3汽车系统可靠性 §1-4汽车可靠性设计

课堂类别：理论 教学目标：

1、了解汽车系统可靠性设计的内容

2、掌握汽车系统可靠性分配的原则方法 教学重难点：

重点：可靠性分配的原则 难点： 可靠性分配的方法 教学方法与手段：

1.教学方法：教师讲授、案例分析、集体讨论、个别回答、师生互动启发 2.教学手段：多媒体教学 教案正页

主要教学内容及过程

一、可靠性分配的

可靠性分配是把系统的可靠性指标按一定的方法合理的分配给分系统、设备、零部件（或元器件）的全过程。

系统的可靠性预计是根据系统中最基本单元的可靠度来推测系统的可靠性的过程，那么可靠性分配就是根据系统要求的总指标由上而下规定最基本单元可靠度的逆过程。

二、可靠性分配的

(1)通过可靠性分配，落实系统的可靠性指标。

机械产品的可靠性水平，除制造、材料原因以外，很大程度上依赖于机械的设计水平，它是构成产品固有可靠性的基础，应兼顾生产成本和经济效益，及时、合理地调整系统的可靠性。

(2)通过可靠性分配，确定各子系统(总成、零部件)的可靠性指标

一个复杂的机械电子产品。实现整体的可靠性指标 必须依靠各零部件的可靠性加以保证。零部件的可靠性指标，系统的可靠性目标再高也是徒劳的。(3)通过可靠性分配，有利于加强设计部门间的联络和配合。

帮助设计者了解总成本及零部件的可靠性与系统可靠性之间的关系，使之心中有数，减少盲目性，明确设计的基本问题;通过可靠性分配，容易暴露系统的薄弱环节，为改进设计提供途径和依据。

(4)通过可靠性分配，有利于增强设计者的全局观念。

全面衡量系统的质量、费用及性能等因素，以获得系统设计的全局效果。可靠性分配的原则

可靠性分配的过程是自上而下进行的，预测程序 可靠性分配程序

预测和分配的关系 可靠性分配以前，事先需进行可靠性预测，可靠性预测过程则与可靠性分配相反，它是自下而上进行的。预测是为了分配，而分配过程中也会有预测。因此，可靠性分配是一个有预测→分配→再预测→再分配的反复过程，是一个不断进化的过程。可靠性分配的过程是自上而下进行的，可靠性分配的是一个系统的优化过程，其合理性是相对的，应依据如下：

1、技术水平可以达到。

2、结构越复杂指标要求越低。

3、单元越重要指标要求越高。

4、条件越恶略指标要求越低。

5、分配结果满足系统指标要求。

可靠性设计过程是一个预计——分配——再预计——再分配的循环过程。原则

等可靠度分配法 可靠度分配法

一、等可靠度分配法

系统需要达到的可靠度水平，相等地分配到各子系统，这种分配方法称为等可靠度分配法，也称均衡分配法。

分配中不考虑成本、失效率、安全性等实际情况，以统一标准分配可靠度。

1、串联系统等可靠度分配法 等可靠度分配法

例

1、一台汽车保修设备，由四部分串联组成，要求总体可靠度达到Rs=0.85，其中已知某有一部分的可靠度为0.98，按等可靠度分配法确定其余三部分的可靠度。

解:设已知的可靠度Rl=0.98，其余三部分的可靠度为Ro，按照串联系统等可靠度分配法的计算公式有: 通过计算，得到其余三部分的可靠度为0.95 幻灯片10 等可靠度分配法

2、并联系统的等可靠度分配法 并联系统的等可靠度分配法的公式为

式中 Fs——系统要求的不可靠度；Fi——第i个单元分配到的不可靠度；Rs——系统要求的可靠度；n——并联单元数。幻灯片11 等可靠度分配法

并联系统的等可靠度分配法

例

2、由3个单元组成的并联系统，要求系统可靠度达到0.98，求每个单元的可靠度。

解:已知Rs=0.98，设每个单元可靠度为Ro，则 计算可得

等可靠度分配法的优点：比较简单

缺点：是没有考虑各子系统的重要性、成本高低、修复的难易程度、现有可靠性水平等

相对失效率分配法

以预测(即原有）失效率为依据，将分配于各子系统的(容许)失效率正比于预测(原有)失效率，这种分配方法称为相对失效率分配法.设计初始阶段，由于缺乏可靠性数据，可以按几种主要因素进行专家评分，给出影响因子，综合考虑。

主要影响因素有：（可从可靠性数据查得）

复杂因子：根据单元组成零部件数以及组装的难易程度来评定 重要因子：根据单元故障引起系统故障的概率大小来评定 结构因子：根据单元结构成熟程度和目前技术水平来评定 环境因子：根据单元所处环境来评定 工艺因子：根据单元加工工艺难易程度来评定

相对失效率分配的步骤

设系统是由n子系统串联而成的，它们分配到的失效率分别为:λ1，λ2，...，λn。系统失效率目标值为λs，分配的结果应当满足: 可靠性分配的目标是确定λi，具体步骤如下:(1)根据现有的可靠性数据资料，推测（或已知）原各子系统的失效率，假设分别为:di(i=1，2，...，n)。

(2)计算各子系统的失效分配系数ωi一相对失效率。(3)计算分配于各子系统的容许失效率λi(4)检验分配结果是否满足下式 相对失效率分配法

(5)计算各子系统的可靠度Ri(t)为了满足可靠度分配值之和大于系统可靠度目标值，则各子系统的可靠度应当满足关系式

例3 已知一个串联系统由四个子系统组成，预测的各子系统失效率分别为d1=0.25%h-l、d2=0.16%h-l、d3=0.28%h-l、d4=0.18%h-l，要求系统的可靠度达到0.90，保证连续工作60h以上。试用相对失效率法进行可靠度分配。解:(1)由已知条件得到d1=0.25%h-l、d2=0.16%h-l、d3=0.28%h-l、d4=0.18%h-l 相对失效率分配法

(1)由已知条件得到d1=0.25%h-l、d2=0.16%h-l、d3=0.28%h-l、d4=0.18%h-l(2)计算失效率分配系数 同理得：

(3)计算各子系统的失效率 由题意可知，Rs(60)=0.90，假设系统的失效率为常数λs，可通过下面公式求得 相对失效率分配法 各子系统的(容许)失效率为（4）计算各子系统所得的可靠度

三、其它分配方法

1、拉格朗日乘子法

拉格朗日乘子法是一种将约束最优化问题转换为无约束最优化问题的求优方法。由于引进了一种待定系数—拉格朗日乘子，则可利用这种乘子将原约束最优化问题的目标函数和约束条件组合成一个称为拉格朗日函数的新目标函数，使新目标函数的无约束最优解就是原目标函数的约束最优解。

2、动态规划法

动态规划法求最优解它将多个变量的决策问题通过一些子问题得到变量的最优解。这样，n个变量的问题就被构造成一个顺序求解各个单独变量n级序列决策问题。由于动态规划法利用一种递推关系依次做出最优决策，构成一种最优策略，达到整个过程中的最优，因此计算逻辑比较简单，适于计算机的计算，在工程中得到广泛的应用。

一般的方法可解决不是很复杂可靠性系统的解决，但很难完成复杂可靠性系统的分配要求。所以，复杂（冗余）性系统的可靠性分配研究成了在机械设计中一个亟待就解决的问题。近些年来，复杂系统的可靠性分配问题的方法得到的发展，衍生出很多新的方法。比如说蚁群算法、最小二乘向量机法、Monte Carlo与遗传算法、神经网络法、模糊层次分析法等。

本节作业：

1.可靠性分配的方法有哪些？ 2.可靠性设计的内容有哪些？

第四讲 第一章 汽车可靠性理论基础 §1-5汽车可靠性数据的采集与分析

课堂类别：理论 教学目标：

1、了解汽车可靠性数据的采集重要性

2、掌握可靠性数据的分析方法 教学重难点： 重点： 可靠性试验

难点： 可靠性数据的分析方法 教学方法与手段：

1.教学方法：教师讲授、案例分析、集体讨论、个别回答、师生互动启发 2.教学手段：多媒体教学 教案正页

主要教学内容及过程

一、汽车可靠性数据的采集 1.数据采集和分析的重要性

在维持和改进老产品以及开发新产品的过程中，都需进行各种各样的试验，记录大量的试验数据，收集、处理、分析和利用这些数据是非常重要的。⑴可靠性数据的全面性、大量性和不确切性要求我们对数据必须进行系统地收集、认真地研究和科学地管理。

数据是可靠性工程的基础，只有掌握完整、准确的可靠性数据，才能进行可靠性评定；

对老产品可靠性评定的结果，又是对新产品可靠性预测的依据。

⑵可靠性过程贯彻在从产品的计划、设计、试验、制造到使用维修的整个过程，因此，对整个过程中产生的各种数据都要进行收集和分析。

⑶可靠性数据按产生的阶段分为：设计阶段、生产阶段和使用维修阶段。设计阶段：

收集并分析同类产品的故障数据，可对新车、总成和零件的可靠性进行预测，这种预测有利于设计方案的对比和选择；

该阶段可靠性研究和试验所产生的数据，只能作为分析产品的初始可靠性，对于故障模式和可靠性增长规律，不宜用此阶段的数据进行可靠性评定，因为设计尚不成熟，技术状况和试验条件变化较大，试验数据也较少。生产阶段：

为了对产品质量进行控制，必须定期或不定期地进行 抽样试验，来确定产品合格与否，从而指导生产、保证质 量。

由于生产阶段的产品数量和试验数量大大增加，这种 数据对可靠性的评定就反映了设计与制造水平。使用和维修阶段：

使用和维修阶段的可靠性数据收集与分析，对产品的 设计、制造评价最有权威性，因为使用阶段车辆的使用条 件真实、数量较多，是可靠性评定的主要数据来源。1.数据采集的方法和注意事项 ⑴数据采集的方法

对现场工作人员分发报表并定期回收。组织专门测定可靠性的人员进行可靠性试验。⑵采集数据时应注意的事项

采集范围：在每一份数据的收集报告中，产品对象范围要明确统一。制定异常工作的标准(即故障的含义)：异常工作的含义一般以原订产品性能指标为准，但在实际执行中往往存在困难，因为生产者与使用者以及操作人员之间的看法往往不一致，因此在调查开始前，要尽可能制订出明确的故障判别标准。

时间的记录：可靠性中所说的时间是广义的，是一个重要因素，其含义需要

明确。一般来说，时间主要指工作时间；有的还要考虑运输、储存、停机时间等。

使用条件：主要包括使用场合、气候、使用工况(载荷、车速)及运转形式等。维修条件：使用条件相同而维修条件不同，产品的故障率会相差两倍之多。维修条件包括维修人员的水平、维修制度、设备条件以及修理水平等。取样方法：可靠性数据应在母体中随机取样进行调查，既不要仅调查发生事故的产品，也不要把毛病特大特多的除外。

二、可靠性试验简介 道路试验 台架试验

GB/T12678-1990《汽车可靠性行驶试验方法》 GB/T12534 《汽车道路试验通则》

GB7031《车辆振动输入 道路平面度表示方法》 1.可靠性试验的目的

为研制新产品、发现其弱点以改进设计； 为确认零件的设计任务书； 为接受产品和保证产品质量;为审查制造工艺的好坏等。2.可靠性试验分类

可靠性试验方法多达百余种，常用的也有20～30种。由于可靠性试

验不仅费时、费力，而且还要消耗相当的资金。因此，采用正确而又恰当的方法，不仅有利于保证和提高产品的可靠性，而且能大量节约时间、人力和费用。

⑴寿命试验

寿命试验是为确定产品寿命分布及特征而进行的试 验。一般采用台架试验和现场试验两种方法，同时，为了 缩短试验周期，一般都采用加速寿命试验。1）寿命试验按试验条件分为： 台架加速寿命试验

破坏性试验是在规定条件下投入一定数量的样品进行寿命试验，记录有关样品的失效时间；

非破坏性试验一般是对轿车和价格高的重要零件进行的可靠性试验。

台架试验由于试验条件稳定，容易获得良好的效果。试验场加速寿命试验

使汽车在高速环行路和其他多种路面（各种石块路、比利时路、各种卵石路、搓板路）等坏路上进行强化的加速寿命试验。以确认强度构件在行驶中的安全性。

此外，为确认综合的耐久可靠性，对行驶各种路面，如砂石、泥水、盐水、转弯、爬坡、高速环行路等适当组合进行程序试验。2）寿命试验按试验性质分为：

贮存寿命试验

产品在规定的环境条件下，进行非工作状态的存在试验称为贮存试验。其目的是为了了解产品在特定的环境条件下贮存的可靠度。工作寿命试验

产品在规定的条件下作加负载的工作试验称为工作寿命试验。它分为静态试验和动态试验。

 静态试验是加额定载荷的寿命试验，通过静态试验可以了解产品在额定应力下工作的可靠性，不过它难以反映产品在实际工作状态下的可靠性。动态试验是模拟产品在实际工作状态下的试验，它与产品的实际工作状态是非常接近的，故它的准确度比静态试验的高，但动态试验的设备比较复杂，费电较高。加速寿命试验

加速寿命试验是在既不改变产品的失效机理又不增加新的失效因素的前提下，提高试验应力，加速产品失效因素的作用，加速产品的失效过程，促使产品在短期内大量失效。

加速寿命试验可以缩短试验周期，节省费用，快速对产品的可靠性作出评价。根据试验结果，可以预测正常应力下的产品寿命。

按试验时应力施加的方式可分为；恒定应力加速寿命试验、步进应力加速寿命试验、序进应力加速寿命试验等。4）寿命试验按失效情况分为：

完全寿命试验

试验进行到投试样品完全失效为止。截尾寿命试验（不完全寿命试验）

无替换定时截尾试验（n，无，t0）

在不补充失效样品的前提下，当试验达到规定的试验时间t0就停止的试验。

无替换定数截尾试验（n，无，r）

在不补充失效样品的前提下，当试验达到规定的失效数r就停止的试验。有替换定时截尾试验（n，有，t0）。有替换定数截尾试验（n，有，r）。

⑵临界试验

临界试验是为了进一步找出作为安全零件的弱点，进行强制性破坏试验，施以破坏性应力，以证实实际使用中若发生最大应力时，零件是否具有充分的强度。如急转弯、紧急制动、快速起步等。

在通常使用状态下似乎是非常苛刻的，而一般认为是实际使用中可能发生的，因而用它来确认可靠性试验。

⑶使用试验

使用试验是在汽车研制出来后抽样送到使用现场进行实际运行考验，只有当它基本满足使用要求之后，才能正式定型成批生产。现场试验是可靠性试验数据收集的主要渠道。

⑷环境试验

环境试验是产品在特定使用环境条件下进行的使用试验。例如： 确认汽车在高、低温度状态时的性能，需把汽车置在高温及低温试验室内进行有关可靠性试验；

尘埃和泥水的浸袭易成为轴承部分和液力机械发生故障的原因； 降雨、降雪的影响，高分子材料的光老比、臭氧老化等使性能下降等。

观察环境应力的故障效果的试验称为环境试验。

三、z 要判断某一产品的失效类型以及当知道其分布类型后估计其分布参数等，是可靠性研究中的基本问题。

可靠性数据的分析方法一般有图分析法（图估计法）和数值分析法。在实践中，最简单可行的方法便是图分析法。

下面以威布尔分布为例进行分析。1.概率纸原理

对于威布尔分布，其分布函数为 两边取双重对数有：

这是在X-Y等距坐标纸上的一条直线方程。斜率：m—形状参数； 截距：C=lnt0 因此，在t-F（t）坐标系下的一条威布尔函数曲线对应于X-Y坐标系下的一条斜率大于零的直线，反之亦然。

取坐标纸上边为X轴，右边为Y轴，二者均为等刻度坐标；

取坐标纸下边为t轴，其与X轴对应的关系是t=ex，其分度按ln刻度； 取坐标纸左边为F（t）轴，其刻度值与Y轴对应，并按lnln刻度。

这样就得到一张四边分别代表X-Y和t-F（t）、其值互相对应的概率坐标纸，这就是威布尔分布概率纸。2.图分析法（图估计法）

由于威布尔概率纸上坐标X—Y, Y—F（t）的对应关系，假如能够根据样本(或是截尾样本)确定或基本上确定X—Y坐标下的一条直线，那就可以断定这个样本(或截尾样本)是来自某个威布尔母体，并且可以从这条直线上确定其分布参数。倘若在x—Y坐标下明显地不是一条直线，那就可以断定该样本(或截尾样本)不是来自某个威布尔母体。F（t）的近似算法：

当n﹥20时，可用故障率来估计： 当n≤20时，可用中位秩故障概率来估计：或 i—故障顺序数（次序统计量序号）i=1，2，n； n—样本数。本节作业：

1.简述可靠性数据的分析方法 ？ 2.简述可靠性数据的重要性

第三篇：汽车电子教案

汽车电子基础

一、电路的基本组成

1．什么是电路

电路是由各种元器件(或电工设备)按一定方式联接起来的总体，为电流的流通提供了路径。

图1-1 简单的直流电路

2．电路的基本组成

电路的基本组成包括以下四个部分：

(1)电源(供能元件)：为电路提供电能的设备和器件(如电池、发电机等)。

(2)负载(耗能元件)：使用(消耗)电能的设备和器件(如灯泡等用电器)。

(3)控制器件：控制电路工作状态的器件或设备(如开关等)。

(4)联接导线：将电器设备和元器件按一定方式联接起来(如各种铜、铝电缆线等)。

3．电路的状态

(1)通路(闭路)：电源与负载接通，电路中有电流通过，电气设备或元器件获得一定的电压和电功率，进行能量转换。

(2)开路(断路)：电路中没有电流通过，又称为空载状态。

(3)短路(捷路)：电源两端的导线直接相连接，输出电流过大对电源来说属于严重过载，如没有保护措施，电源或电器会被烧毁或发生火灾，所以通常要在电路或电气设备中安装熔断器、保险丝等保险装置，以避免发生短路时出现不良后果。

二、电路模型(电路图)由理想元件构成的电路叫做实际电路的电路模型，也叫做实际电路的电路原理图，简称为电路图。例如，图1-2所示的手电筒电路。

理想元件：电路是由电特性相当复杂的元器件组成的，为了便于使用数学方法对电路进行分析，可将电路实体中的各种电器设备和元器件用一些能够表征它们主要电磁特性的理想元件(模型)来代替，而对它的实际上的结构、材料、形状等非电磁特性不予考虑。

理想元件的电气符号如下：

表1-1常用理想元件及符号

图1-2 手电筒的电路原理图

第二节 电流和电压

一、电流的基本概念

电流的形成：

电路中电荷沿着导体的定向运动形成电流，其方向规定为正电荷流动的方向(或负电荷流动的反方向)，电流的大小：

其大小等于在单位时间内通过导体横截面的电量，称为电流强度(简称电流)，用符号I或 i(t)表示，讨论一般电流时可用符号i。

设在 t = t2－t1时间内，通过导体横截面的电荷量为 q = q2－q1，则在 t时间内的电流强度可用数学公式表示为

q i(t)t式中，t为很小的时间间隔，时间的国际单位制为秒(s)，电量 q的国际单位制为库仑(C)。电流i(t)的国际单位制为安培(A)。

电流的单位：

常用的电流单位还有毫安mA、微安 A、千安kA等，它们与安培的换算关系为 mA = 10-3A；

A = 10-6 A；

kA = 103 A

电流的测量：

测量时应注意以下几点：

1、对交、直流电流应分别使用交流电流表、直流电流表（万用表交流档、直流档）。

2、电流表应串联到被测电路中。

3、万用表的表壳接线端上标明的“+”“-”记号，应和电路的极性保持一致，不能接错，否则指针要反偏，既影响正常的测量，也容易顺坏万用表。

4、每个万用表的电流档都有一定的测量范围，称为电流表的量程。一般被测电流的数值在电流表的量程的一半以上，读书较为准确。因此在测量之前应先估计被测电流大小，一边选择适当的量程。若无法估计，可用电流表的最大量程档测量，当指针偏转不到1、3刻度时，再改用较小档去测量，知道测得正确数值为止。

二、直流电流

如果电流的大小及方向都不随时间变化，即在单位时间内通过导体横截面的电量相等，则称之为稳恒电流或恒定电流，简称为直流(Direct Current)，记为DC或dc，直流电流要用大写字母I表示。

qQI常数

tt

直流电流I与时间t的关系在I－t坐标系中为一条与时间轴平行的直线。

三、交流电流

如果电流的大小及方向均随时间变化，则称为变动电流。对电路分析来说，一种最为重要的变动电流是正弦交流电流，其大小及方向均随时间按正弦规律作周期性变化，将之简称为交流(Alternating current)，记为AC或ac，交流电流的瞬时值要用小写字母i或i(t)表示。

四、电压

1．电压的基本概念

电压是指电路中两点A、B之间的电位差(简称为电压)，其大小等于单位正电荷因受电场力作用从A点移动到B点所作的功，电压的方向规定为从高电位指向低电位的方向。

电压的国际单位制为伏特(V)，常用的单位还有毫伏(mV)、微伏(V)、千伏(kV)等，它们与伏特的换算关系为 mV = 103 V；

V = 106 V；kV = 103 V 2．直流电压与交流电压

如果电压的大小及方向都不随时间变化，则称之为稳恒电压或恒定电压，简称为直流电压，用大写字母U表示。

如果电压的大小及方向随时间变化，则称为变动电压。对电路分析来说，一种最为重要的变动电压是正弦交流电压(简称交流电压)，其大小及方向均随时间按正弦规律作周期性变化。交流电压的瞬时值要用小写字母u或u(t)表示。

电压的测量：

第三节 电 阻

一、电阻元件

电阻元件是对电流呈现阻碍作用的耗能元件，例如灯泡、电热炉等电器。

l电阻定律：

R

S ——制成电阻的材料电阻率，国际单位制为欧姆 · 米( · m)； l ——绕制成电阻的导线长度，国际单位制为米(m)；

S ——绕制成电阻的导线横截面积，国际单位制为平方米(m2)； R ——电阻值，国际单位制为欧姆()。

经常用的电阻单位还有千欧(k)、兆欧(M)，它们与  的换算关系为 k = 103 ；

M = 106 

二、电阻与温度的关系

电阻元件的电阻值大小一般与温度有关，衡量电阻受温度影响大小的物理量是温度系数，其定义为温度每升高1C时电阻值发生变化的百分数。

如果设任一电阻元件在温度t1时的电阻值为R1，当温度升高到t2时电阻值为R2，则该电阻在t1 ~ t2温度范围内的(平均)温度系数为

R2R1

R1(t2t1)如果R2 > R1，则  > 0，将R称为正温度系数电阻，即电阻值随着温度的升高而增大；如果R2 < R1，则  < 0，将R称为负温度系数电阻，即电阻值随着温度的升高而减小。显然  的绝对值越大，表明电阻受温度的影响也越大。

R2 = R1[1  (t2－t1)]

第四节 部分电路欧姆定律

一、欧姆定律

电阻元件的伏安关系服从欧姆定律，即

U = RI 或

I = U/R = GU

其中G = 1/R，电阻R的倒数G叫做电导，其国际单位制

图1-4 线性电阻的伏安特性曲线 为西门子(S)。

二、线性电阻与非线性电阻

电阻值R与通过它的电流I和两端电压U无关(即 R = 常数)的电阻元件叫做线性电阻，其伏安特性曲线在 I－U平面坐标系中为一条通过原点的直线。

电阻值R与通过它的电流I和两端电压U有关(即R  常数)的电阻元件叫做非线性电阻，其伏安特性曲线在I－U平面坐标系中为一条通过原点的曲线。

通常所说的“电阻”，如不作特殊说明，均指线性电阻。

第五节 电能和电功率

一、电功率

电功率(简称功率)所表示的物理意义是电路元件或设备在单位时间内吸收或发出的电能。两端电压为U、通过电流为I的任意二端元件(可推广到一般二端网络)的功率大小为

P = UI

功率的国际单位制单位为瓦特(W)，常用的单位还有毫瓦(mW)、千瓦(kW)，它们与W的换算关系是 mW = 103 W；kW = 103 W 吸收或发出：一个电路最终的目的是电源将一定的电功率传送给负载，负载将电能转换成工作所需要的一定形式的能量。即电路中存在发出功率的器件(供能元件)和吸收功率的器件(耗能元件)。

习惯上，通常把耗能元件吸收的功率写成正数，把供能元件发出的功率写成负数，而储能元件(如理想电容、电感元件)既不吸收功率也不发出功率，即其功率P = 0。

通常所说的功率P又叫做有功功率或平均功率。

二、电能

电能是指在一定的时间内电路元件或设备吸收或发出的电能量，用符号W表示，其国际单位制为焦尔(J)，电能的计算公式为

W = P · t = UIt 通常电能用千瓦小时(kW · h)来表示大小，也叫做度(电)：

1度(电)= 1 kW · h = 3.6  106 J。

即功率为1000 W的供能或耗能元件，在1小时的时间内所发出或消耗的电能量为1度。

【例1-1】有一功率为60 W的电灯，每天使用它照明的时

间为4小时，如果平均每月按30天计算，那么每月消耗的电能

为多少度？合为多少J?

解：该电灯平均每月工作时间t = 4  30 = 120 h，则

W = P · t = 60  120 = 7200 W · h = 7.2 kW · h

6即每月消耗的电能为7.2度，约合为3.6  10  7.2  2.6  107 J。

三、电气设备的额定值

为了保证电气设备和电路元件能够长期安全地正常工作，规定了额定电压、额定电流、额定功率等铭牌数据。

额定电压——电气设备或元器件在正常工作条件下允许施加的最大电压。额定电流——电气设备或元器件在正常工作条件下允许通过的最大电流。

额定功率——在额定电压和额定电流下消耗的功率，即允许消耗的最大功率。额定工作状态——电气设备或元器件在额定功率下的工作状态，也称满载状态。轻载状态——电气设备或元器件在低于额定功率的工作状态，轻载时电气设备不能得到充分利用或根本无法正常工作。

过载(超载)状态——电气设备或元器件在高于额定功率的工作状态，过载时电气设备很容易被烧坏或造成严重事故。

轻载和过载都是不正常的工作状态，一般是不允许出现的。

四、焦尔定律

电流通过导体时产生的热量(焦尔热)为

Q = I2Rt I ——通过导体的直流电流或交流电流的有效值，单位为A。R ——导体的电阻值，单位为 。

T ——通过导体电流持续的时间，单位为s。Q ——焦耳热单位为J

第二章

第三节 电阻的串联

一、电阻串联电路的特点

图2-7 电阻的串联

设总电压为U、电流为I、总功率为P。

1.等效电阻:

R =R1  R2  „  Rn 2.分压关系：

3.功率分配：

UU1U2UnI R1R2RnRPP1PP2nI2 R1R2RnR

特例：两只电阻R1、R2串联时，等效电阻R = R1  R2 , 则有分压公式

R1R2U1U，U2U

R1R2R1R

2二、应用举例

解：将电灯(设电阻为R1)与一只分压电阻R2串联后，接入

【例2-3】有一盏额定电压为U1 = 40 V、额定电流为I = 5 A的电灯，应该怎样把它接入电压U = 220 V照明电路中。

U = 220 V电源上，如图2-8所示。

解法一：分压电阻R2上的电压为

U2 =U－U1 = 220  40 = 180 V，且U2 = R2I，则

U180R2236

I5R1UU，且R118，可得 解法二：利用两只电阻串联的分压公式U1R1R2IUU1R2R136

U1即将电灯与一只36  分压电阻串联后，接入U = 220V电源上即可。

【例2-4】有一只电流表，内阻Rg = 1 k，满偏电流

为Ig = 100 A，要把它改成量程为Un = 3 V的电压表，应

该串联一只多大的分压电阻R？

解：如图2-9所示。

该电流表的电压量程为Ug = RgIg = 0.1 V，与分压电阻R串联后的总电压Un = 3 V，即将电压量程扩大到n = Un/Ug = 30倍。

利用两只电阻串联的分压公式，可得图2-9 例题2-4 RgUgUn，则

RgR

URgn1Rg(n1)Rg29k

UgUg

上例表明，将一只量程为Ug、内阻为Rg的表头扩大到量程为Un，所需要的分压电阻为R =(n  1)Rg，其中n =(Un/Ug)称为电压扩大倍数。

RUnUg第四节 电阻的并联

一、电阻并联电路的特点

设总电流为I、电压为U、总功率为P。

1.等效电导:

G = G1  G2  „  Gn

即

2.分流关系：

R1I1 = R2I2 = „ = RnIn = RI = U 3.功率分配：

R1P1 = R2P2 = „ = RnPn = RP = U2 特例：两只电阻R1、R2并联时，等效电阻

RR1R2，则有分流公式

R1R21111 RR1R2RnI1R2I，I2I

R1R2R1R2R1

图2-10 电阻的并联

二、应用举例

【例2-5】如图2-11所示，电源供电电压U = 220 V，每根输电导线的电阻均为R1 = 1 ，电路中一共并联100盏额定电压220 V、功率40 W的电灯。假设电灯在工作(发光)时电阻值为常数。试求：(1)当只有10盏电灯工作时，每盏电灯的电压UL和功率PL；(2)当100盏电灯全部工作时，每盏电灯的电压UL和功率PL。

解：每盏电灯的电阻为R = U2/P = 1210 ，n盏电灯并联后的等效电阻为Rn = R/n 根据分压公式，可得每盏电灯的电压

RnULU，2R1Rn2UL功率

PL

R(1)当只有10盏电灯工作时，即n = 10，图2-11 例题2-5

则Rn = R/n = 121 ，因此

2RnULULU216V，PL39W

2R1RnR(2)当100盏电灯全部工作时，即n = 100，则Rn = R/n = 12.1 ，2RnULULU189V，PL29W

2R1RnR

【例2-6】 有一只微安表，满偏电流为Ig = 100 A、内阻Rg = 1 k，要改装成量程为In = 100 mA的电流表，试求所需分流电阻R。

解：如图2-12所示，设 n =In/Ig(称为电流量程扩

R大倍数)，根据分流公式可得IgIn，则

RgRn1本题中n = In/Ig = 1000，RRg

图2-12 例题2-6

Rg1k1。

n110001上例表明，将一只量程为Ig、内阻为Rg的表头扩大到量程为In，所需要的分流电阻为R =Rg

R/(n  1)，其中n =(In/Ig)称为电流扩大倍数。

第六节 万用电表的基本原理

一、万用表的基本功能

万用电表又叫做复用电表，通常称为万用表。它是一种可以测量多种电量的多量程便携式仪表，由于它具有测量的种类多，量程范围宽，价格低以及使用和携带方便等优点，因此广泛应用于电气维修和测试中。

一般的万用表可以测量直流电压、直流电流、电阻、交流电压等，有的万用表还可以测量音频电平、交流电流、电容、电感以及晶体管的  值等。

二、万用表的基本原理

万用表的基本原理是建立在欧姆定律和电阻串联分压、并联分流等规律基础之上的。万用表的表头是进行各种测量的公用部分。表头内部有一个可动的线圈(叫做动圈)，它的电阻Rg称为表头的内阻。动圈处于永久磁铁的磁场中，当动圈通有电流之后会受到磁场力的作用而发生偏转。固定在动圈上的指针随着动圈一起偏转的角度，与动圈中的电流成正比。当指针指示到表盘刻度的满标度时，动圈中所通过的电流称为满偏电流Ig。Rg与Ig是表头的两个主要参数。

1.直流电压的测量

将表头串联一只分压电阻R，即构成一个简单的直流电压表，如图2-16所示。测量时将电压表并联在被测电压Ux的两端，通过表头的电流与被测电压Ux成正比

UxI

RRg在万用表中，用转换开关分别将不同数值的分压电 阻与表头串联，即可得到几个不同的电压量程。图2-16 简单的直流电压表

【例2-9】如图2-17所示某万用表的直流电压表部分电

路，五个电压量程分别是U1 = 2.5 V，U2 = 10 V，U3 = 50 V，U4 = 250 V，U5 = 500 V，已知表头参数Rg = 3 k，Ig = 50 A。

试求电路中各分压电阻R1、R2、R3、R4、R5。

解:利用电压表扩大量程公式R =(n  1)Rg，其中n =(Un/Ug)，Ug = RgIg = 0.15 V。(1)求R1：

n1=(U1/Ug)= 16.67，R1 =(n  1)Rg = 47 k

(2)求R2：把Rg2 = Rg  R1 = 50 k 视为表头内阻，n2 =(U2/U1)= 4，则

R2 =(n  1)Rg2 = 150 k

(3)求R3：把Rg3 = Rg  R1  R2 = 200 k 视为表头内阻，n3 =(U3/U2)= 5，则

R3 =(n  1)Rg3 = 800 k

(4)求R4：把Rg4 = Rg  R1  R2  R3 = 1000 k 视为表头内阻，n4 =(U4/U3)= 5，则

R4 =(n  1)Rg4 = 4000 k = 4 M

(5)求R5：把Rg5 = Rg  R1  R2  R3  R4 = 5 M 视为表头内阻，n5 =(U5/U4)= 2，则

R5 =(n  1)Rg5 = 5 M 图2-17 例题2-9 2.直流电流的测量

将表头并联一只分流电阻R，即构成一个最简单的直流电流表，如图2-18所示。设被测电流为Ix，则通过表头的电流与被测电流Ix成正比，即

IGRIx RgR

图2-18 简单的直流电流

图2-19 多量程的直流电流表

分流电阻R由电流表的量程IL和表头参数确定

RIgILIgRg

实际万用表是利用转换开关将电流表制成多量程的，如图2-19所示。

3.电阻的测量

万用表测量电阻(即欧姆表)的电路如图2-20所示。

可变电阻R叫做调零电阻，当红、黑表笔相接时(相当于被测电阻Rx = 0)，调节R的阻值使指针指到表头的满刻度，即

EIg

RgrR万用表电阻档的零点在表头的满度位置上。而电阻无穷大时(即红、黑表笔间开路)指针在表头的零度位置上。

当红、黑表笔间接被测电阻Rx时，通过表头的电流为

IE

RgrRRx可见表头读数I与被测电阻Rx是一一对应的，并且成反比关系，因此欧姆表刻度不是线性的。

三、万用表的使用

1．正确使用转换开关和表笔插孔

万用表有红与黑两只表笔(测棒)，表笔可插入万用表的“”、“”两个插孔里，注意一定要严格将红表笔插入“”极性孔里，黑表笔插入“”极性孔里。测量直流电流、电压等物理量时，必须注意正负极性。根据测量对象，将转换开关旋至所需位置，在被测量大小不详时，应先选用量程较大的高档试测，如不合适再逐步改用较低的档位，以表头指针移动到满刻度的三分之二位置附近为宜。

2．正确读数

万用表有数条供测量不同物理量的标尺，读数前一定要根据被测量的种类、性质和所用量程认清所对应的读数标尺。

3．正确测量电阻值

在使用万用表的欧姆档测量电阻之前，应首先把红、黑表笔短接，调节指针到欧姆标尺的零位上，并要正确选择电阻倍率档。测量某电阻Rx时，一定要使被测电阻不与其它电路有任何接触，也不要用手接触表笔的导电部分，以免影响测量结果。当利用欧姆表内部电池作为测试电源时(例如判断二极管或三极管的管脚)，要注意到：黑表笔接的是电源正极，红表笔接的是电源负极。

4．测量高电压时的注意事项

在测量高电压时务必要注意人身安全，应先将黑表笔固定接在被测电路的地电位上，然后再用红表笔去接触被测点处，操作者一定要站在绝缘良好的地方，并且应用单手操作，以防触电。在测量较高电压或较大电流时，不能在测量时带电转动转换开关旋钮改变量程或档位。

5．万用表的维护

万用表应水平放置使用，要防止受震动、受潮热，使用前首先看指针是否指在机械零位上，如果不在，应调至零位。每次测量完毕，要将转换开关置于空档或最高电压档上。在测量电阻时，如果将两只表笔短接后指针仍调整不到欧姆标尺的零位，则说明应更换万用表内部的电池；长期不用万用表时，应将电池取出，以防止电池受腐蚀而影响表内其它元件。

第七节 电阻的测量

一、电阻的测量方法

电阻的测量在电工测量技术中占有十分重要的地位，工程中所测量的电阻值，一般是在106  ~ 1012  的范围内。为减小测量误差，选用适当的测量电阻方法，通常是将电阻按其阻值的大小分成三类，即小电阻(1  以下)、中等电阻(1  ~ 0.1 M)和大电阻(0.1 M 以上)。测量电阻的方法很多，常用的方法分类如下：

1.按获取测量结果方式分类

(1)直接测阻法 采用直读式仪表测量电阻，仪表的标尺是以电阻的单位(、k 或M)刻度的，根据仪表指针在标尺上的指示位置，可以直接读取测量结果。例如用万用表的  档或M 表等测量电阻，就是直接测阻法。

(2)比较测阻法 采用比较仪器将被测电阻与标准电阻器进行比较，在比较仪器中接有检流计，当检流计指零时，可以根据已知的标准电阻值，获取被测电阻的阻值。

(3)间接测阻法 通过测量与电阻有关的电量，然后根据相关公式计算，求出被测电阻的阻值。例如得到广泛应用的、最简单的间接测阻法是电流、电压表法测量电阻(即伏安法)。它是用电流表测出通过被测电阻中的电流、用电压表测出被测电阻两端的电压，然后根据欧姆定律即可计算出被测电阻的阻值。

2．按被测电阻的阻值的大小分类

(1)小电阻的测量 是指测量1  以下的电阻。测量小电阻时，一般是选用毫欧表。要求测量精度比较高时，则可选用双臂电桥法测量。

(2)中等电阻的测量 是指测量阻值在1  ~ 0.1 M 之间的电阻。对中等电阻测量的最为方便的方法是用欧姆表进行测量，它可以直接读数，但这种方法的测量误差较大。中等电阻的测量也可以选用伏、安表测阻法，它能测出工作状态下的电阻值。其测量误差比较大。若需精密测量可选用单臂电桥法。

(3)大电阻的测量 是指测量阻值在0.1 M 以上的电阻。在测量大电阻时可选用兆欧表法，可以直接读数，但测量误差也较大。

二、伏安法测电阻

图2-21(a)是电流表外接的伏安法，这种测量方法的特点是电流表读数I包含被测电阻R中的电流I与电压表中的电流IV，所以电压表读数U与电流表读数I的比值应是被测电阻R与电压表内阻RV并联后的等效电阻，即(R//RV)= U/I，所以被测电阻值为

RU UIRV如果不知道电压表内阻RV的准U确值，令R，则该种测量方法适I用于R << RV情

况，即适用于测量阻值较小的电阻。

图2-21(b)是电流表内接的伏安法，这种测量方法的特点是电压表读数U包含被测电阻R端电压U与电流

图2-21 伏安法测电阻

表端电压UA，所以电压表读数U与电流表读数I的比值应是被测电阻R与电流表内阻RA之和，即R  RA = U/I，所以被测电阻值为

U

RRA

IU如果不知道电流表内阻的准确值，令R，则该种测量方法适用于R >> RA的情

I况，即适用于测量阻值较大的电阻。

第四篇：汽车维修工程考试重点整理

汽车维修：汽车在运动过程中，由于受多种因素的影响，零部件会逐渐产生不同程度的松动、磨损和损伤，应及时进行维护和修理，以避免汽车使用性能和使用寿命的下降。汽车维修就是为了保持或恢复汽车在规定的技术状态所进行的全部活动。

可靠度：汽车在规定条件下和规定时间内完成规定功能的概率，用R（t）来表示

故障率函数：也称失效率函数，是指产品按规定功能、规定条件工作到某一t时刻为止未发生故障，在该时刻后发生故障的概率，用入（t）表示，它可以描述产品在整个寿命期出现故障的可能性大小

焊接修复法：焊接修复法修复零件时借助于电弧或气体火焰产生的热量，将基体金属及焊接金属熔合，使焊接金属填补在零件上，以填补零件的磨损和回复零件的完整。

动平衡：汽车的车轮是由车轮、轮毂组成的一个整体。但由于制造上的原因，使这个整体各个部分的质量分布不可能非常均匀。当汽车车轮高速旋转起来后，就会形成不平衡状态，造成车辆在行驶中车轮抖动，方向盘震动的现象。为了避免这种现象或是消除已经发生的这种现象，就要是车轮在动态情况下通过增加配重的方法使车轮校正各边缘部分的平衡，这个校正过程就是动平衡

汽车维修工艺过程：汽车维修的各种作业，按一定方式组合，并按一定顺序完成这些作业的过程

摩擦：按零件表面润滑状态的不同，摩擦可分为干摩擦、液体摩擦、边界摩擦和混合摩擦四类。

磨损：零件摩擦表面的金属在相对运动过程中不断损失的现象

喷涂：金属喷涂是用高速气流将被热融化的金属（丝材、棒材或粉末）雾化成细小的金属颗粒，以较高的速度敷到已准备好的零件表面上

喷焊：喷焊是用高速气流将用氧—乙炔火焰加热熔化的自融合粉末喷涂到准备好的零件表面上，并经再一次重熔处理形成一层薄而平整呈焊合状态的表面层—喷焊层

汽车维修的3种理论：以可靠性为中心的维修、以预防为主的维修、故障后维修

2种维修方式：

1、预防性维修（1）定里程数汽车维修方式（定时维修方式）（2）视情况维修方式（视情维修）

2、故障维修

预防性维修：指通过对汽车部件的检查检测，发现故障征兆，以防止故障发生并使其保持在规定状态所进行的全部活动

故障维修：也称修复性维修，是指汽车发生故障后，使其恢复到规定功能的能力

故障率函数：故障率函数也称失效率函数，是指产品按规定功能、规定条件工作到某一t时刻为止未发生故障，在该时刻后发生故障的概率，用入（t)表示，它可以描述产品在整个寿命期出现故障的可能性大小。故障率函数曲线：：

A原因：产品本身存在某种缺陷，如设计制造装配时各摩擦副的配合间隙不得当，精度不符合要求，材料内部缺陷，产品检验差错等致使次品混杂于合格品中

加强汽车走合期的管理可以降低该时期内的故障发生概率

B原因：由于各种失效因素或承受强应力的随机性，致使故障的发生完全是偶然的，但通过对汽车的维护和管理，可以使这一时期延长

C原因：由于汽车产品的老化、磨损和疲劳，引起其油耗增大、性能下降、维修费用增加、运用成本升高，但汽车属于可维修性产品，在损耗失效期来临之前，可通过调整发动机工作状态、维修、保养和更换整车零部件，使有效寿命延长，推迟耗损期

汽车零件的失效：指汽车在运行过程中，零件逐渐丧失原有性能能或丧失技术文件所要求的性能，从而引起汽车技术状况变差，直至丧失规定的功能。

汽车零件的失效的基本类型：

1、过量变形，在机构中失去原有的功能

2、磨损或腐蚀造成表面损伤，影响零件工作时的精度和灵敏度

3、断裂

主要失效形式有：零件的磨损、零件的变形、零件的疲劳断裂、零件的热损坏和老化及零件的腐蚀损坏等

失效原因：1汽车零件的耗损 2使用条件对汽车零件技术状态的影响（运行条件的影响、运输条件的影响、道路的影响、气候的影响）

磨损零件的修复方法基本可以分两类：

（1）对以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（或减小）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。

变形零件 的修复可采用压力校正法、火焰校正法和敲击校 正法。

零件上的裂纹、破损 等损伤缺陷采用焊接，钎焊或钳工机 零件上的裂纹、械加工法。修复方法：

一、机械加工修复法：包括修理尺寸法、附加零件修理法、零件的局部更换修理法、转向调位和翻车修理法

二、焊接修理法：包括气焊、焊条电弧焊、振动堆焊

三、喷涂和喷焊修复法

四、电镀和刷镀修复法

五、粘接修复法：包括环氧树脂胶粘接酚醛树脂粘接氧化铜粘接

六、校正修复法：包括静压校正、敲击校正、火焰校正

焊接和堆焊修复法 定义：焊接修复法修复零件是借 助于电弧或气体火焰产生的热量，将 基体金属及焊丝金属熔化和熔合，使 焊丝金属填补在零件上，以填补零件 的磨损和恢复零件的完整。

喷涂修复法特点及应用： 喷涂可分为电喷涂、气体火焰喷涂、高频电喷涂、等离子喷涂、爆炸喷涂等；由于气体火焰喷涂，具有设备简单、操作简便、应用灵活、噪声小等优点，因此在汽车零件修理中应用最广，主要用于修复曲轴、凸轮轴、气缸等；

修理尺寸法的应用：汽车上许多主要零件，如衢州、凸轮轴、气缸、转向节主销孔等。由于零件强度及结构的限制，采用修理尺寸法到最后一级时，零件就应采用其他方法修理。不同零件的修理级别由设计时确定。

附加零件修理法应用：气缸、气门座圈、气门导管、飞轮齿圈、变速器轴承孔、后桥和轮毂壳体中滚动轴承的配合孔以及零件上磨损的螺纹孔和各种类型的轴颈等；当有些结构已镶有附加零件时，如气缸套、气门座圈、气门导管、座圈等，这样修理时只需要=更换附加零件 局部更换修理法应用：常用于修复半轴、变速器第一轴或第二轴齿轮、变速器盖及轮毂等。可获得较高的修理质量，节约贵重金属，但修复工艺较复杂。

转向调位和翻转修理法应用：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。常用来修复磨损的键槽、螺栓孔和飞轮齿圈（翻法的典型）等

方便易行，修理成本低，但其受到结构条件的限制。

加热减应焊应用：发动机缸体的裂纹、气门座孔内的裂纹、曲轴箱内的裂纹、汽缸体上的裂纹以及变速器壳体。

气焊火焰热量较电焊分散工件受热变形大生产率较低，但火焰对熔池压力及输入量可控制，熔池冷却速度慢，焊缝形状尺寸和焊透程度易控制，能做到使焊缝金属与基材相近似。同时由于设备简单，不受电源限制，方便灵活，所以用途较广。气焊主要适用于碳钢、合金薄板件的焊接，还可以用于有色金属和铸铁的焊补。

焊条电弧焊修特点：设备简单、操纵方便、连接强度高、施焊速度快、生产效率高、零件变形小，广泛用用于碳钢、合金钢及铸铁等金属材料的不同厚度、不同位置的焊接，在汽车修理中主要用来修复裂纹、破裂和折断等。

汽车维修工艺：就车修理法和总成交换修理法

就车修理法就是指修理作业时，要求被修复的主要零件和总成装回原车的修理方法。

特点是：所有的总成都是由原车拆下的总成和零件装成的，由于各总成的修理周期不同，采用就车修理法时，必须等修理周期最长的总成修竣后方能装配汽车，因此大修周期较长，效率低。

总成互换修理法是指修理作业时，用储备完好的总成替换汽车上不可用总成的修理方法。这种修理方法除了载货汽车的车架和客车的车身不能互换外，其他都可以互换，特点其最大的优点是便于组织流水作业，修理效率高，可以大大缩短修理车日，修理成本比较低，适合于维修车型单

一、规模比较大的企业，缺点是不能保证原车的技术状况，需要一定的周转总成。

就车修理的工艺过程包括汽车验收和外部清洗、诊断检测、汽车解体、零件清洗、汽车检验分类、零件修理、总成及部件装配试验、汽车总装试车、出厂检验和交车等

总成互换法：汽车接收后进行外部清洗，然后成车上拆下总成，进行总成修理。总成修理试验完好后送入总成周转库；修竣车架进入汽车总装工位，然后从总成周转库中领取修竣的或新的总成和组件，进行汽车总装。汽车总装完成后进行试车交车。

零件清洗汽车维护、维修过程中，对拆卸下来的零部件进行清洗是极为重要的。因为它们大多沾有油泥、积炭、水垢和铁锈等。零件的清洗方法决定清洗质量和生产效率的高低。零件清洗的工艺目的 对零件进行清洗，一是便于检验分类，了解和掌握零件的磨损规律，确定修理尺寸和加工方法，二是可提高装配质量，减少运动件和摩擦副的磨料磨损，延长零部件的使用寿命，三是为修理工作做好备件准备。另外，为保持修理车间整洁，改善作业环境提供了可靠保证。

零件清洗的工艺要求 零件的清洗不同于汽车的外部清洗，它在清洗方法和清洗材料上呈现出了多样性。为不破坏零件的使用性能，提高清洗质量和功效，应注意以下几点：

1.清洗程度要有针对性

2.避免零件的磕碰和划伤

3.防止零件腐蚀

4.确保操作安全

5.选择清洗方法和清洗时在保证清洗质量和清洗小驴的前提下，要兼顾设备造价、材料成本和经济性

零件清洗的工艺方法

1.手工清洗 2.高压喷射 3.冷浸泡4.热浸泡5.蒸汽清洗 6.超声波清洗

零件分类零件检测和分类的目的是通过检验确定零件的技术状况，并将零件分为可用件、需修件和不可修件三类。

可用件指合乎使用技术标准的零件

需修件指零件损伤超过容许极限，但通过修理可回复到符合技术标准

不可修件指不符合技术标准的零件，即零件的损伤已超过容许的极限，无法修复，或虽然可修到符合技术标准，但所需成本不符合经济要求，也称为更换件。

粘结修复法有哪两种？有机粘结剂常用哪两种？无机粘结剂常用哪一种？

（1）有机粘接剂：环氧树脂胶；酚醛树脂

（2）无机粘接剂：常用的是氧化铜粘接剂；

汽车零件修复质量的评价指标有哪三个？

（1）修复层的结合强度；（2）修复层的耐磨性；（3）修复层对疲劳强度的影响。车零件修复方法的选择原则是什么？

所谓零件修复方法的选择，就广义而言，就是研究在给定条件下能得到最好效果的修复方法。在选择时应根据技术上可行、质量上可靠、经济上合理的原则来确定。

汽车零件修复方法的选择应注意的要求是什么？

（1）应充分考虑零件的工作条件（工作温度、润滑条件、载荷及配合特性等）及其对修复部位的技术要求等，使选定的方法在技术上可行；当零件磨损严重时，有些修复方法便不能使用。例如，用镀铬修复磨损零件时，镀层厚度一般不超过0.30㎜。

（2）应掌握每种修复方法的特点、影响因素及适用范围；

（3）确定零件修复方式时，经济上要合算。

（4）确定零件修复方法时应考虑企业现有生产设备，当必须采用新的工艺方案时，应进行经济论证；

凸轮轴的耗损

凸轮轴的弯曲变形、凸轮轮廓磨损、支承轴颈表面和正时齿轮轴颈键槽的磨损。2凸轮轴轴向间隙的检查与修理

检查方法：用塞尺或百分表检查。

要求：一般允许极限间隙为0.30~0.35mm。

修理方法：更换止推凸缘或隔圈。

凸轮轴弯曲的检查与修理

检查方法：（同曲轴）用百分表检查中间轴颈的径向圆跳动量。

要求：径向圆跳动量允许极限一般为0.05~0.10mm。

修理方法：冷压校正或更换。

凸轮磨损的检查与修理

检查方法：用外径千分尺检查凸轮高度或升程。

要求：当凸轮最大升程减小值大于0.40mm或凸轮表面累积

磨损量超过0.80mm时，则需更换凸轮轴；累积磨损量不超

过0.80mm，可修磨凸轮。

修理方法：修磨或更换。（现在一般只换不磨）

凸轮轴轴颈磨损的检查与修理

检查方法：测量（外径千分尺）

要求：圆度误差大于0.015mm,各轴颈的同轴度误差超过0.05mm时，按修理尺寸法进行校正并修磨。

正时齿轮键槽的检修

翻转修理法 或堆焊重开键槽

汽油泵驱动偏心轮的检查

直径极限磨损量为1mm

纯手打！

帮不上大家莫怪！

群主只能帮你们到这里了！

此致！

敬礼！

第五篇：汽车电子工程协会2010年终总结

汽车电子工程协会 2010-2011工作总结

转眼间秋天的痕迹渐渐褪去,迎来的是一个让人沉思、给人宁静的冬天，大家所关心的协会到底经历的什么，成长了什么，收获了什么给大家做一个总结。

军训结束后，协会的招新工作便火热进行起来。十月份，协会新成员的见面会之后，新一年的协会工作就拉开了大幕。协会会长夏一帆、各部门部长干事开始了紧张的招新工作，各会员积极参与，各自发表着自己对协会的看法、建议和对其欣欣发展的希望。经过多次选拔，协会的新生干事终于确定下来。我们新进会员也对协会有了更新、更深的认识。

十月中旬开始，协会新成员、干事已经确定，在会长、部长的带领下，大家集思广益，举办了以下一些活动。

活动一：主题灯会

继迎新灯会之后，协会在征求会员统一意见后定于11月20日星期六举行了灯会活动。活动以有奖问答，隆中知识，许愿放灯，得形式吸引了很多同学前来参与，大家摆展台，做游戏，赢奖品，使更多人知道了汽车电子工程协会，也是协会得到更多人的喜爱。可是活动的内容有些单调，可以加入一些运气游戏的元素，使参与者更加专心于其中，吸引更多人的逗留和参与。

活动二：桃花岛秋游

在各班在黄家湾秋游完后，协会开始又一波的秋游野炊活动，这个消息得到了很多人的响应，终于定于11月28号在桃花岛秋游。虽然有一些会员因为一些原因没去，但这次有意义的活动却极大地增强了我们会员之间友谊，大家合作烹饪，游山玩水，身心得到了极大的放松，都希望这样的活动能多多举行。其中组织部和通讯部等部门为此全心投入，为大家活动的进行做好了很好的工作，使我们更加感觉到协会温馨，温暖。

活动三：平安夜送平安果

经过一个学期的相处，我们部门的成员之间都建立了很深的感情。在平安夜这晚，会长利用社团的经费买了很多平安果。最后由副会长来扮演圣诞老人来给我们每人送上了社团最真挚的祝福。吃着社团的平安果，我们每个人都像是吃了蜜一样甜。

总体协会目前正在有条不紊的成长着，年轻的协会需要激情，需要付出汗水。要相信没有彻头彻尾的绝望，我们一定会在以后的工作中让协会越来越好。

PS：希望有更多与汽车有关的活动，原创出更多ideas。

汽车电子工程协会 2010年12月30日