汽车维修工程复习题汇总.docx

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汽车维修工程复习题汇总

汽车维修工程总复习题

第一章汽车可靠性理论基础

1、可靠性的基本概念，研究可靠性的必要性。

1、可靠性是指:

汽车在规定的使用条件下和规定的时间内，完成规定功能的能力。

研究可靠性的必要性1）汽车可靠性是汽车最主要的性能指标，汽车的动力性、经济性、操纵稳定性、平顺性都依赖于可靠性。

2）汽车可靠性是衡量一个国家汽车工业水平的标准。

3）从经济效益来看，汽车可靠性直接影响其停驶损失，如维修费用等。

4）在军事方面，在战争时期，由于汽车可靠性不够，贻误战机。

另外，维修技术跟不上也造成很大的损失。

5）影响维修因素包括：

维修（1／3）、燃料消耗（1／3）、设备（1／3），可见，汽车可靠性的重要性。

2、可靠性的评价指标及数学表达式（可靠度、失效概率、失效概率密度函数、故障率、平均无故障工作时间、维修度、有效度等）

可靠度:

表达式：

R（t）=（n-r）/n=1-r/n即表示有n个汽车零件，在规定的工作条件下和规定的时间t内，有r个失效，其余n-r个还在继续工作，那么（n-r）/n即为这批零件工作到t时的可靠度。

失效概率:

表达式：

F=r/n即：

n个产品中，到t时刻有r个失效。

失效概率密度函数：

表达式：

F（t）={P<=t}。

故障率：

指产品到t时刻为止尚未发生故障的条件下，在下一个单位时间内发生故障的条件概率。

平均无故障工作时间：

对于不可维产品：

指从开始工作到发生失效的平均使用时间或次数，记做：

MTTF。

对于可维产品：

两次故障的平均间隔时间称为无故障工作时间。

即MTBF

维修度：

可维修性产品在规定的条件下规定的时间内，维修完毕的概率、维修完成的可能性。

3、汽车故障的类型，分析故障率随时间变化的浴盆曲线。

早期故障（走和期）：

通常是由于设计、制造或检验的差错，以及装配欠佳等引起的，一般可通过强化试验和磨合加以排除，其失效率随时间而下降，属故障率减少型。

偶然故障期：

多数是由于操作不当，润滑不良，维护欠佳，材料隐患，工艺及结构缺陷等偶然原因而引起，没有一定的特征机理起主导作用，故障率是定值；发生故障时负荷大于强度，属突发型。

耗损故障期：

汽车经长期使用后，出现老化衰竭而引起的，其故障随时间延长而不断升高。

如果在上升期间提前更换或修复，耗损零件，可以减少故障率，延长汽车的使用寿命。

这种分类方法中，汽车的典型寿命曲线服从于浴盆状。

4、寿命指标的概念，经济寿命、有效寿命、特征寿命、额定寿命。

经济寿命指对设备进行全面经济分析得出设备处于经济合算，总成本低的寿命时刻，达到此寿命时设备即可报废。

该寿命是汽车、总成和零件进行可靠性设计的重要依据。

有效寿命从浴盆曲线中，偶然故障期故障率最低且稳定，可以说是是最佳状态期，这一时期称为有效寿命期。

特征寿命指设备故障概率F（t）=63.2%状况下，设备运行时间。

额定寿命指设备故障概率为10％，可靠度R（t）=90%，设备的运行时间。

平均寿命可维产品平均无故障工作时间，即MTBF；不可维的平均寿终运行时间MTTF。

中位寿命可靠度为50％时的运行时间。

5、指数分布、正态分布、威布尔分布的特点。

指数分布：

①故障率是常数；②无记忆性。

正态分布：

a对称分布，以均值u位对称轴的对称分布，b均值处概率密度取得最大值。

C均值u决定曲线横坐标上的位置。

D标准值σ决定曲线的形状，σ值越小，分布越集中，曲线形状越尖，σ越大，分布越离散，曲线越平。

威布尔分布：

尺度参数t、位置参数y,仅与横坐标t的位置和尺度大小有关的参数，而形状参数m才是影响威布尔分布密度曲线形状的本质参数，不同的m值的威布尔分布可反映浴盘曲线的3种不同失效期。

所以威布尔分布的适用性较为广泛。

6、威布尔分布形状参数m的变化对故障率的影响。

m<1代表故障率随时间而减少的情况，也反映了早期故障期过程的数量特征;m=1代表了故障率为常数，描述随机故障过程；m>1代表故障代表故障率增长的情况，它描述了递增型的耗损故障期，而m=3~4时非常接近正态分布。

根据试验求得m值就可以判断造成该零件失效的原因。

7、可靠性数据采集的重要性，可靠性数据采集方法和注意事项。

1.重要性1）可靠性数据是可靠性工程的基础.可靠性工程贯穿于产品计划、设计、试验、制造到维修的整个过程，对整个过程的数据都要进行收集和分析。

2）特别是故障数据告诉人们设计系统薄弱环节及如何

改进的重要情报。

3）可靠数据的产品分为三个阶段（设计、生产、使用和维修）

2、注意事项：

收集范围、定义故障、时间的记录、使用条件、维护条件、取样方法

8、系统可靠性的概念及逻辑关系。

系统可靠性：

指在一定的使用条件下，在要求的工作时间内，系统完成规定功能的概率。

串联系统：

只要有一个部件失效，那么系统失效。

并联系统：

只要有一个子系统能正常工作，系统即可正常工作。

串并联组合系统：

根据串并联进行计算。

9、本章重点在计算题，主要内容包括：

1）评价指标参数计算；2）故障分布与寿命估计；3）假设检验（

检验、柯氏检验）；4）定时截尾和定数截尾参数估计、区间估计、给定可靠度下的寿命计算；5）耐磨寿命的可靠性评价；6）不完全样本可靠性评价；7）串联、并联系统的可靠性计算。

第二章汽车零件的失效模式及可靠性分析

1、零件失效的定义及特征，失效的类型，零件失效的原因。

零件失效的定义：

失效是零件的几何尺寸、几何形状、金相组织、性能发生变化而致使零件不能完成规定的功能。

特征：

损坏，丧失工作能力；性能衰退，虽能工作，但不能圆满完成工作；呈现出失效的可能性，继续工作会招致严重后果。

类型：

1、变形（a.弯、扭变形b.拉长c.胀粗d.弹性永久变形e.蠕变）2、断裂（a.冲击断裂b.腐蚀断裂c.疲劳断裂）3、表面损伤（a.磨损b.表面疲劳c.表面腐蚀）

原因：

1）内因：

导致失效的物理、化学或机械过程，即失效的机理

2）外因：

a.时间b.应力－物理退化的诱因。

（驱动应力和环境应力）

异常失效的原因1结构设计不合理。

2早期间隙放大0.01mm，汽车寿命减少1万公里。

3加工、热处理、材料质量等问题。

4装配问题。

5使用维护不当造成的问题

2、根据断口特征判断断裂失效的基本形式。

断裂失效（占零件总失效数的15％～20％）

1）塑性断裂：

a.纤维状断裂－拉应力

b.剪切断裂－扭应力

特征：

断裂前有明显的塑性变形，其纤维状断裂的特征是断口呈杯锥状，剪切断裂断口的特征呈斜45°。

[见图]

2）脆性断裂：

断裂前变形量很小

特征：

拉断、剪断时断口较平整，压断、扭断时断口呈斜45°。

[见图]易在低温时断裂

3）疲劳断裂

承受交变载荷的零件，在应力低于屈服强度情况下出现的瞬断。

a.高周疲劳断裂：

受应力小于屈服极限，循环次数大于104次。

b.低周疲劳断裂：

受应力大于屈服极限，循环次数小于104次。

特征：

断口呈一个源两个区

3、疲劳断口的宏观特点，如何根据断口的特点分析疲劳断裂原因？

特征：

断口呈一个源两个区

裂纹源：

材料、加工等缺陷引起应力集中，在应力集中处首先产生裂纹。

两个区：

a.平滑扩展区：

裂纹不断向深处扩展，由于反复挤压而呈平滑光洁，像瓷器一样光亮，且有明显的前沿线；

b.最后断区：

实际应力大于强度时发生瞬断，粗糙且灰暗

断口分析：

前沿线发展不均匀，可能有偶然超载；瞬断区面积大小可以反映断裂时承受的应力；是否有裂纹源，查看材料的使用正误。

4、现代摩擦学理论是如何解释两物体接触时的实际摩擦状况的？

摩擦的分子理论：

分子的引力和亲合力作用而引起摩擦。

由分子理论可得：

材料塑性越大，变形越大，摩擦力越大

材料硬度越大，变形越小，摩擦力越小

分子机械理论：

由于摩擦表面的微观不平，只有凸起点间接触，所以实际接触面积很小。

接触点由于单位压力产生塑性变形，从而发生粘着。

接触点的实际正压力：

其中：

为接触承载应力；A为接触点面积

拉开粘着点所需要的力为：

那么：

提高接触应力，即增大材料硬度H，可以减小摩擦系数；降低剪切强度可以降低摩擦系数。

机械分子说作用特点是：

材料弹性挤压－塑性挤压－微观切削－氧化膜破损，以及由分子相互作用的粘着结果而发生的基本材料破损而失效。

（纯净表面接触面积大，故摩擦系数就大；污染表面，污染膜可防止金属直接接触，摩擦系数就小）

摩擦的能量理论:

摩擦的表面能量理论认为，各种类型的摩擦和磨损现象都与表面能量之间有一定的关系，表面能对摩擦面实际接触区大小有影响，当两表面接触时，两表面粘着时，其粘着力可用粘着表面及系统能量G表示。

由于粘着作用，总的表面能为：

其中：

－物体a的表面能；

－物体b的表面能‘

－a与b接触的表面能

假设把物体b摩擦面上微凸体端部理想化为锥体压头，并压入软材料物体a表面。

那么：

1）物体b锥体压入时所作的功为：

2）挤压面挤压变形消耗的能量：

3）粘着时的接触表面能：

5、解释粘着磨损、磨料磨损、疲劳磨损、微动磨损和氧化磨损，分析其磨损特点和影响因素。

粘着磨损:

摩擦面相互滑动时，发生金属间的粘附转移，引起的磨损。

特点：

当两表面接触时，只有微凸点接触，接触应力很高，在空气中，相互摩擦的表面通常覆盖一层氧化膜，在滑动开始时，由于摩擦表面微凸体间的相互挤压产生塑性变形，使薄膜发生局部破坏，金属直接接触，粘着力便明显表现出来，当挤压较大时，便产生粘附与冷焊合。

粘附磨损的影响因素

1）材料的影响

脆性材料，抗粘能力大，破坏发生在浅层，碎屑颗粒小，磨损量小。

塑性材料，抗粘能力小，破坏发生在深层，碎屑颗粒大，磨损量大。

◆互熔性好的两个纯金属间抗粘能力差，所以应尽量避免使用相同材料或相互共熔材料组成滑动付。

◆从金相来看，多相金属比单相金属抗粘能力强。

◆合金元素C、S对粘附由阻滞作用，抗粘能力强。

2）工作条件的影响

◆

载荷↑，磨损量↑，所以应按材料选择载荷。

◆

滑动速度：

载荷一定时，与的变化

◆接触应力↑，磨损量↑

3）温度的影响

摩擦面温度低于热点温度时，随温度的上升，磨损量增大250℃以下为氧化磨损，磨损很小；250℃以上出现粘着；达到300℃左右时，达到最大值，高于300～400℃时，温度上升又变为氧化磨损，磨损量变小。

磨粒磨损：

定义：

硬的颗粒或摩擦付一方粗糙而坚硬，夹在摩擦付之间，在滑动摩擦负荷作用下而引起材料的转移而引起磨损。

（两体磨料磨损和三体磨料磨损，两体大于三体）

影响因素

1）硬度：

磨粒硬度小于表面硬度时，↓↓

磨粒硬度等于表面硬度时，有磨损

磨粒硬度大于表面硬度时，↑

因此，为防止磨料磨损，磨粒的硬度小于表面硬度的30％

2）磨粒尺寸：

开始随尺寸增大，↑，达到某一临界值时，几乎不变，不同配合副临界尺寸是不一样的，轴承与轴瓦20~30微米；凸轮与挺杆在1微米以下。

疲劳磨损:

定义：

在滚动和滚动加滑动的摩擦副中，在接触应力的反复作用下，表面出现的剥落和点蚀损伤。

特点：

特点:

裂纹形成→裂纹扩展→剥落

影响因素1）材料的质量：

材料有脆性夹杂物和空穴是产生裂纹的根源2）表面粗糙度：

降低粗糙度，可以使疲劳寿命提高

3）表面硬度：

硬度↑，开始时↑，到HRC62时，硬度↑，↓

4）润滑油粘度：

粘度高时，能形成稳定内膜，压力平均分布，不易疲劳，粘度低时，油容易挤入裂纹从而加速裂纹扩展。

微动磨损：

定义：

紧配合副在压紧表面间，发生低振幅往复切向振动时引起磨损，（结果：

紧配合副松动）。

特点:

1）相对运动速度很低2）磨屑不易排出3）局部的磨损强度较大，造成局部表面剥落，则对零件疲劳强度下降很大，