文档介绍：第二章汽车零件失效理论
第一节汽车失效规律
第二节汽车零部件失效分析
第一节汽车失效规律
一、汽车技术状况的变化

表征汽车技术状况的参数分为两大类,一类是结构参数,
另一类是技术状况参数。结构参数是表征汽车结构的各种特
性的物理量,如几何尺寸、声学、电学和热学的参数等。
技术状况参数是评价汽车使用性能的物理量和化学量,如发
动机的输出功率、扭矩、油耗、声响、排放限值和踏板自由行
程等。
(1)汽车完好技术状况。
指汽车完全符合技术文件规定要求的状况,即技术状况的各种参数值。
(2)汽车不良技术状况。
汽车不符合技术文件规定的任一要求的状况,称为汽车不良技术状况。

汽车按技术文件规定的使用性能指标,执行规定功能的能力,称为汽车的工作能力,或称为汽车的工作能力状况。

(1)汽车动力性变差。如接近大修里程的汽车的加速时间
将增加25~35%,发动机的有效功率和有效扭矩低于原设计规定
的75%。
(2)汽车燃料消耗量和润滑油耗量显著增加。
(3)汽车制动性能变差。
(4)汽车操纵稳定性能变差。
(5)汽车排放和噪声超限。
(6)汽车在行驶中出现异响和异常振动,存在着引起交通事故或机械事故的隐患。
(7)汽车的可靠性变差,使汽车因故障停驶的时间增加。
二、汽车失效规律

可分为两大类:一类是变化过程具有确定的形式,
即逐进性;一类是变化过程没有确定的形式,即突发性。
(1)渐进性: 其变化过程特点是初始状况随行程依次平稳而
单调地转变到极限状况见图2-1
(2)突发性:机件进入故障状况的形成是一个随机变量,而
且与故障的状况无关,见图2-2
三、汽车失效的主要原因

(1)道路条件的影响。道路状况和断面形状等决定了汽车及总成的工况(载荷和速度域、传递的扭矩、曲轴转速、换档次数,以及道路不平所引起的动载荷)从而决定汽车零部件和机构的磨损况,影响汽车的工作能力。
(2)运行条件的影响。主要指交通流量对汽车运行工况的影响,如载货汽车在城市街道上速度较郊区要降低50%以上,发动机曲轴转速反而升高35%左右;换档次数增加2~。显然,这种工况必然加速汽车技术状况的恶化进程。
(3)运输条件的影响。城市公共汽车经常处于频繁起步、加速、减速、制动和停车为主的典型的非稳定工况下工作、如曲轴转速和润滑系油压不能与载荷协调一致地变化,恶化了配合副的润滑条件使零件的磨损较稳定工况大大加剧。
(4)气候条件的影响
1)环境温度的影响。图2-3表明有一个故障率最低的环境气象温度。图2-4也表明有一个气缸磨损最小的冷却液温度。
2)环境湿度和风速的影响。环境的湿度大,极易恶化汽车的运行条件,加速零件的腐蚀。湿度低、气候干操、道路灰尘多,也会恶化汽车零件的工作环境,磨损增加。汽车静止不动,风速为10~12m/s时,汽车主要总成的润滑抽、~2倍。
(5)维修水平的影响。我国的大修发动机耐久性普遍较差,在其主要影响因素中,维修水平低、维修设备落后和维修质量差约占40%。
第二节汽车零部件失效分析
一、汽车失效类型
按失效模式分类,汽车失效可分为磨损、变形、腐蚀及老化等五类。
(1)磨损包括磨料磨损、粘着磨损、疲劳磨损、腐蚀磨损、微动磨损,如气缸工作表面“拉缸”,曲轴“抱轴”,齿轮表面和滚动轴承表面的麻点、凹坑等。
(2)疲劳断裂包括高应变低周期疲劳、低应力高周期疲劳、腐蚀疲劳、热疲劳等,如曲轴断裂、齿轮轮齿折断等。
(3)腐蚀包括化学腐蚀、电化学腐蚀、穴蚀、如气缸套外壁麻点、孔穴等。
(4)变形包括弹性变形、塑性变形,如曲轴的弯曲、扭曲,基础件(气缸体、变速器壳体、驱动桥壳)变形等。
(5)老化包括龟裂、变硬、如橡胶轮胎、塑料器件的老化等。
二、汽车零件磨损

(1)概念:两物体相对运动使其接触表面间产生运动阻力的现象称为摩擦,该阻力称为摩擦力。
(2)种类:按零件表面润滑状态的不同,摩擦可分:
干摩擦、液体摩擦、边界摩擦和混合摩擦四类。
1)干摩擦:摩擦表面间无任何润滑介质隔开时的摩擦称为干摩擦。
2)液体摩擦:两摩擦表面被润滑油完全隔开时的摩擦称为液体摩擦。
3)边界摩擦:两摩擦表面被一层极薄润滑油膜隔开时的摩擦称为边界摩擦。
4)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称为混合摩擦。

(1)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。磨损的发生将造成零件