1、經濟有效的汽車可靠性試驗方法探討作者：丁洪春  羅馬吉 蔡茂春 文章來源：江蘇江動集團 江蘇 鹽城 224001；武漢理工大學汽車工程學院 湖北 武漢 430070汽車可靠性是汽車產品質量好壞的重要評價指標，也是使用者關心的首要問題。所謂汽車可靠性，是指汽車產品在規定條件下和規定里程（時間）內，完成規定功能的能力1。其中規定的條件，對汽車產品而言就是汽車規定的工作環境，如道路環境、載荷性質、行駛速度、維修技術以及存放、運輸等條件；規定的時間，是指某一特定使用時間，如可靠性行駛試驗里程、保用期、第一次大修里程及報廢期等；規定的功能，是指汽車產品的國際和國家標準、技術法規以及使

2、用說明書、合同規定的功能和性能要求。汽車可靠性必須到規定的時間才能評定。汽車可靠性必須從設計階段開始考慮，并且貫穿于設計、研制、制造、調試、運輸、存放、使用、維修直到報廢的全過程。汽車可靠性水平主要取決于從零部件到系統的可靠性設計2。保證汽車可靠性的最有效的方法是采取合適有效的可靠性試驗，確保汽車整車出廠質量，維護用戶的乘車安全。一、汽車可靠性試驗的定義為了提高或保證汽車產品的可靠性及評價、驗證汽車產品的可靠性而進行的關于汽車產品故障及其影響的各種試驗，統稱為汽車可靠性試驗2。所謂汽車故障，是指汽車整車、總成及零部件在規定條件下和規定里程（時間）內，喪失規定功能的事件。汽車是一個可維修系統，因

3、而故障的含義并不完全等價于不可維修系統中的“失效”。在汽車的各種模式的故障中，既有零部件損壞導致汽車停駛的突發故障（亦稱硬故障），又有因磨損、老化等造成汽車功能下降的衰減型故障（亦稱軟故障）。可靠性試驗是取得可靠性數據的最主要方法，因而是進行可靠性設計和分析的基礎。通過可靠性試驗可以發現產品設計和研制階段所存在的問題，明確是否需要修改設計，同時可以對改進后的產品可靠性指標進行評定和驗證。二、汽車可靠性評價指標5,6汽車可靠性評價指標有：平均首次故障里程（MTTFF）、平均故障間隔里程（MTBF）、當量故障率D、有效度、維修時間、維修費用等。研究表明，汽車故障的分布規律可用正態分布、對數正態分布

4、、指數分布、威布爾分布等來近似描述。一般認為復雜可維修系統的首次故障里程遵從威布爾分布。因此，估計汽車平均首次故障里程相當于估計遵從威布爾分布的零件的定時截尾無替換壽命試驗的平均壽命。對可維修系統，所謂有效度就是產品在規定使用條件與維修條件下，在任意時刻t維持其功能的概率。瞬時有效度是時刻t的函數；穩態有效度是在穩定狀態下的有效度，是時間趨于無窮時，瞬時有效度的極限值，也稱為極限有效度，包括固有有效度、使用有效度、平均有效度、工作有效度等。可靠性試驗的類別不同，所關心的有效度的種類也不相同。在產品定型試驗中，應關心固有有效度，而在質量檢查中，則考慮使用有效度。維修時間是從發現故障到產品恢復規定

5、功能所需的時間，即故障診斷、修理準備及修理實施時間之和。維修費用包括預防性維修費用和故障后維修費用。費用包括人員工時費、設備工時費和材料消耗費等。文獻5 6介紹了汽車可靠性平均指標的計算方法。三、汽車可靠性試驗方法由于汽車可靠性試驗往往是具有破壞性或嚴重損耗的試驗，試驗周期長、費用高，因此，在實際工作中，針對試驗對象及其處在產品壽命期的階段，研究和采用正確而又恰當的試驗方法不僅有利于保證和提高產品的可靠性，而且能夠大大地節省時間、人力和費用。1汽車可靠性試驗分類汽車可靠性試驗可以分為多種類型，可以按試驗地點、試驗目的、試驗方法進行分類2。汽車可靠性試驗按試驗地點可分為試驗室可靠性試驗、道路可靠

6、性行駛試驗。試驗室可靠性試驗是在室內按規定的可控條件進行的可靠性驗證或測定試驗，如汽車道路模擬試驗。道路可靠性行駛試驗是在規定的道路行駛條件下進行的可靠性驗證或測定試驗，包括使用可靠性試驗、試驗場可靠性試驗、特殊地區可靠性試驗。汽車可靠性試驗按試驗目的可分為可靠性鑒定試驗、可靠性考核試驗、可靠性測定試驗和可靠性研制試驗。可靠性鑒定試驗是鑒定汽車新產品或改進設計后的汽車產品的可靠性指標是否達到設計標準，試驗結果可作為能否定型的依據。可靠性考核試驗是確定穩定生產的汽車產品可靠性指標是否達到規定的目標值，是為判定產品是否合格而進行的試驗。可靠性測定試驗是測定未知可靠性水平的汽車的可靠性，如分析進口汽

7、車樣車的可靠性。可靠性研制試驗是在新產品驗證過程中，一邊測定可靠性，一邊進行改進，使樣車的可靠性水平逐步增長直至達到設計要求的試驗，也稱為評價設計質量而進行的試驗。汽車可靠性試驗按試驗方法可分為常規可靠性試驗、快速可靠性試驗、極限條件可靠性試驗和特殊環境可靠性試驗，其中快速可靠性試驗又可分為強化試驗、載荷譜濃縮試驗和強化與載荷譜濃縮相結合的試驗。常規可靠性試驗是在公路上或使汽車以類似或接近汽車實際使用條件進行的試驗；這種試驗結果最接近實際使用情況，但試驗周期長。極限條件可靠性試驗是對汽車施加在實際使用條件中可能遇到的少量的極限載荷所進行的試驗，如發動機超速運轉、沖擊沙坑等；它是為確定產品能承受

8、多大應力（載荷）而進行的試驗。特殊環境可靠性試驗是為評定汽車產品在各種惡劣環境條件下的性能及其穩定性而進行的試驗，如高原試驗、寒冷冰雪試驗、鹽霧試驗及暴曬試驗等。汽車強化試驗是考核汽車產品可靠性的基本試驗方法，是汽車在比正常使用環境苛刻的條件下進行的壽命試驗。汽車可靠性強化試驗是縮短試驗周期、加快新產品開發速度的最有效的手段。2汽車可靠性試驗方法汽車可靠性試驗需要在一定的試驗條件下，采取適當方法進行。汽車可靠性試驗的試驗條件在GB/T12534-90“汽車道路試驗方法通則”和GB/T12678-90“汽車可靠性行駛試驗方法”中作了明確規定，包括試驗汽車的裝載質量、輪胎氣壓、燃料、潤滑油（脂）和

9、制動液、氣象條件、試驗道路等內容，詳見有關國家標準。試驗道路包括常規可靠性試驗道路、試驗場可靠性試驗道路和整車性能試驗道路。試驗道路有多種，如平坦道路、壞路、山區道路、城市道路、無路地段等。進行汽車可靠性試驗時需要根據試驗項目和要求選擇試驗道路，并且選擇試驗道路時需考慮試驗道路由于各種原因使道路不標準或不穩定，影響試驗結果。汽車試驗場設有固定路形的特殊可靠性試驗道路，包括石塊路、卵石路、魚鱗坑路、搓板路、扭曲路、凸塊路、沙槽、水池、鹽水池等，以及高速環形跑道、砂土路、坡道及性能道路等。目前我國幾個大汽車試驗場主要有：海南汽車試驗場、東風汽車公司汽車試驗場、定遠汽車試驗場、交通部公路交通試驗場、

10、上海大眾汽車試驗場。目前，汽車可靠性試驗已逐步由常規可靠性向試驗場可靠性試驗發展。在汽車可靠性行駛試驗中，可靠性試驗總里程及其分配因汽車可靠性試驗類別而異，常規可靠性試驗與試驗場可靠性試驗也有不同。在可靠性試驗中，還需要依據試驗程序要求和試驗規范進行4。在試驗汽車可靠性行駛項目全部結束之后，為了檢查各總成內部結構有無其他異常現象，需要進行解體檢查。拆檢應按預定的計劃進行，要邊拆檢邊記錄（或攝影），同時應按相應試驗規程的規定對主要總成（發動機、離合器、變速器、轉向器、驅動橋等）進行部分或全部拆檢。對拆檢中發現的問題，應及時分析、判明原因，并記錄拆檢的詳細情況。可靠性行駛試驗前后，要對試驗汽車主要

11、零件進行精密測量，測量精度由零件的制造精度確定。汽車拆檢測量常見項目參見文獻5。在汽車可靠性試驗中，需要對試驗工況和故障及其他試驗數據進行記錄和統計，用于汽車可靠性分析與評價。四、改進汽車可靠性試驗工作的措施汽車產品可靠性試驗的目的就是通過試驗來驗證產品可靠性指標是否符合規定要求。汽車企業要達到這個目的，必須做好以下幾項工作1 9：（1）針對汽車企業的產品特點建立產品實驗室。國外汽車企業為獲得產品的可靠性數據，都十分重視產品實驗室建設。不但為產品試驗室配備一流的試驗設備，而且落實工作責任心強的人員做產品試驗室負責人。通過各類產品的反復試驗，為新產品開發設計和提高實物質量提供寶貴的實驗數據。（2

12、）嚴格控制樣品的可靠性試驗。樣品的可靠性試驗是新產品開發設計和老產品質量改進的基礎，所以對于每個樣品的可靠性試驗均應制定試驗規范，明確試驗要求和評定標準。對于整車的樣品可靠性試驗，原則上應先進行零部件樣品可靠性試驗。特別是主要總成、關鍵零部件、對安全有影響的零部件、有重大修改的產品結構都必須在整車試驗前進行樣品可靠性試驗，并證明達到要求后再進行整車的可靠性試驗。在樣品可靠性試驗階段，一般都采取邊試驗邊改進方法，直至樣品可靠性試驗達到預定要求為止。（3）規范批量生產的可靠性試驗。批量生產可靠性試驗目的主要是考核批量生產的產品是否達到規定要求，這樣不但應考核自制零件是否達到規定要求，而且還應考核外

13、協外購件是否達到規定要求。由于產品設計改進和產品質量改進工作是貫穿產品壽命周期的一項經常性工作，所以企業應制定規范的可靠性試驗計劃，并要按制定的產品可靠性試驗規范要求實施。每次產品可靠性試驗后，企業應組織對產品的試驗結果進行評定。評定的主要內容是：審查產品性能指標和可靠性指標是否達到要求，產品試驗中產生問題及改進措施是否清楚地寫入試驗報告。（4）建立汽車可靠性試驗數據庫管理與分析系統。建立汽車可靠性試驗數據庫，收集整車及零部件可靠性試驗結果，開發和利用數據分析處理軟件，對可靠性數據進行綜合分析，用來揭示汽車的故障規律和影響其質量的薄弱環節，為提高汽車可靠性提供依據。五、結束語汽車產品質量的競爭

14、，在很大程度上就是產品可靠性的競爭。我國汽車產品可靠性水平還比較低，已成為我國汽車工業迅速發展的瓶頸。為了穩步提高我國汽車產品的質量，有必要構建汽車產品可靠性工程。汽車可靠性試驗是汽車產品可靠性工程的重要組成部分，汽車產品有關試驗信息為企業有針對性地進行產品設計和質量改進、達到縮短產品設計周期和很好完成產品設計質量的目的具有重要的作用。汽車可靠性強化試驗是縮短試驗周期、加快新產品開發速度的最有效的手段。參考文獻1 莊明惠.汽車產品可靠性工程及其構建.中國汽車制造，2007(2)：30-322 劉裕源.霍樹君.汽車可靠性試驗（一）.汽車技術，2000(2)：38-403 劉裕源.霍樹君.汽車可靠性試驗（二）.汽車技術，2000(3)：37-394 劉裕源.霍樹君.汽車可靠性試驗（四）.汽車技