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[摘 要]车辆发动机对于汽车的安全稳定运行有着极为重要的作用，本文通过对于车辆发动机发展的阐述，建立了车辆发动机的可靠性体系，对其评估方法进行了分析，力求为车辆发动机的科学发展指明方向。
[关键词]车辆发动机；可靠性；评估
中图分类号：S776.361 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）04-0140-01
1 车辆发动机的发展
在车辆中，渦轮风扇发动机制造的主要参与者是普惠公司、通用电气公司、劳斯莱斯公司和CFM国际公司（Safran汽车发动机和通用电气的合资企业）。进入市场的主要进入者在2016年发起，当中国的车辆发动机公司成立时组织较小，设计和制造汽车发动机成为一个新的国有企业。 在通用车辆，涡轮螺旋桨发动机的主要制造商是普惠公司、通用电气，在2015年宣布进入市场。车辆发动机是通过改变发动机一些部件的几何形状、尺寸或位置来改变其热力循环的燃气涡轮发动机。利用变循环改变发动机循环参数，如增压比、涡轮前温度、空气流量和涵道比，可以使发动机在各种工作状态下都具有良好的性能。在加速时，发动机涵道比减小，以接近涡喷发动机的性能，以增大推力。在减速时，发动机涵道比增大，以涡扇发动机状态工作，降低耗油率和噪声。
2 车辆发动机的可靠性体系
发动机的可靠性涉及到主机厂的设计、制造、装配、供应和售后服务等各部门；涉及到配套件、外协件的供应厂商和协作厂商；涉及到各种类型发动机用户的操作人员、维修人员和设备管理部门等。这种协同环境既有主机厂内部各个部门的协同，又有主机厂与多家配套件、外协件的供應厂商的协同，还有主机厂与多家典型用户的协同。我国发动机水平与国外先进国家比还有较大的差距：产品的检验精度很高，但加工精度差，精度保持性差，简单模仿多，细化分析少，用户维护保养差，这些方面增加了发动机发生故障的机率。而所有的这些都是可靠性差的表现。考核发动机可靠性指标的重要数据是平均无故障时间，国外发动机多数超过1万小时，而国产发动机远远低于这个数字。与此同时汽车面临巨大的生产与销售市场以及受国际原油价格波动的影响，研究发动机的高度可靠性在此成为发动机生产行业的关键技术。
发动机可靠性是指发动机在规定的使用条件下，在规定的时间内完成规定功能的能力。发动机的可靠性通常用下述指标进行评定。
（1）可靠度指发动机在规定使用条件，在规定时间内完成规定功能的概率；
（2）维修度指发动机在规定使用条件下，在规定时间内完成维修的概率；
（3）有效度指发动机在某一时刻具有或维持其规定功能的概率。
3 车辆发动机的可靠性评估
对汽车的可靠性的问题，应用于柴油发动机控制的情况，特别是对Multijet ECU。本文的目的是定义评估、控制和提高汽车领域的可靠性的方法。汽车发动机系统的功能和复杂性正在快速增长，并导致增加的网络、更高的集成度和机电一体化解决方案。一些电子部件被放置在发动机罩下方或内燃机上或齿轮箱内部，其中环境条件在温度，振动和冲击方面是非常苛刻的。因此，已经开发了用于确保高可靠性水平的具体方法。目前提出了使用可靠性工具FMEA（故障模式和影响分析）和FTA（故障树分析）的系统的可靠性分析。鉴于故障树分析（FTA）模型不适合用于汽车发动机的可靠性分析，其特征在于结构的复杂性和故障行为的不确定性，将Vague集引入故障树分析以描述底部事件的故障行为。基于三角Vague集合构建算术运算的最大和最小AND门模糊算子，确定Vague故障树分析的过程，原理和方法。 通过为典型发动机系统设置模糊故障树分析（VFTA）模型，可以解决故障树分析中某些事件中故障准则和数据的模糊问题。 模拟结果表明，VFTA模型比其他模糊FTA模型更灵活和有效。描述喷射器控制子系统，并呈现其可靠性分析，尝试在可靠性分析中找到两个不同系统之间的一些联系。
目前最新的成果为基于Mitsubishi FX2N PLC的汽车发动机可靠性测试系统的设计，包括主要系统功能、硬件和软件设计。系统使用PLC作为简单控制器来控制测试程序，使控制配置为计算机测试软件。测试系统具有可靠性高，操作简单等优点。可实现发动机可靠性测试、数据采集、控制、分析和处理自动化。
在实验室试验台上的汽车柴油发动机可以进行可靠性研究，包括表征实际操作条件的发动机起动和瞬时操作。基于在一系列可重复的循环之后的气缸磨损的统计预测，循环包括在稳定温度下的发动机启动，无负载的短时间试验运行，发动机关闭和冷却。假定在大量启动循环之后测量的气缸套的磨损代表了车辆使用的典型条件。与标准可靠性研究相比，特征在于简化的程序和缩短的时间。用于机动车辆的可靠性检测装置包括用于监测车辆的多个物理参数的监控元件以及耦合到车辆的电点火电路中的点的控制装置。响应于由至少一个监测元件产生的报警信号，安全装置操作以切断对车辆点火电路的电力供应。安全装置还包括连接在监测元件和控制装置之间的时间延迟装置，以在第一预定时间间隔期间延迟来自所述监测元件中的至少一个的报警信号。
4 总结与展望
为了提升车辆发动机的可靠性，简化电路并且在使用常规的汽车OFF-ON-START开关的同时提高预热、电热塞等操作的可靠性，在电路中包括瞬时操作预热开关，以及热敏感继电器和定时电路，热敏继电器确定预热是否已经足够，并且定时继电器然后提供有限的时间段以允许发动机的起动，同时仍然保持预热条件，如果没有命令启动要停止预热。通过这样的方法保证了汽车发动机点火的可靠性。这也是未来汽车发动机可靠性提升的重要方向之一。
参考文献
[1] 蔡娜，贾广生，徐风磊.车辆发动机可靠性参数体系选择和指标确定的初步探讨[J].科技信息（科学教研）.2016（18）.
[2] 赵德孜，温卫东.基于模糊综合评判的车辆发动机可靠性分配方法[J]. 车辆发动机.2015（01）.
[3] 赵德孜，温卫东，段成美.基于模糊数的车辆发动机可靠性预计模型[J]. 车辆动力学报.2014（03）.
[关键词]车辆发动机；可靠性；评估
中图分类号：S776.361 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）04-0140-01
1 车辆发动机的发展
在车辆中，渦轮风扇发动机制造的主要参与者是普惠公司、通用电气公司、劳斯莱斯公司和CFM国际公司（Safran汽车发动机和通用电气的合资企业）。进入市场的主要进入者在2016年发起，当中国的车辆发动机公司成立时组织较小，设计和制造汽车发动机成为一个新的国有企业。 在通用车辆，涡轮螺旋桨发动机的主要制造商是普惠公司、通用电气，在2015年宣布进入市场。车辆发动机是通过改变发动机一些部件的几何形状、尺寸或位置来改变其热力循环的燃气涡轮发动机。利用变循环改变发动机循环参数，如增压比、涡轮前温度、空气流量和涵道比，可以使发动机在各种工作状态下都具有良好的性能。在加速时，发动机涵道比减小，以接近涡喷发动机的性能，以增大推力。在减速时，发动机涵道比增大，以涡扇发动机状态工作，降低耗油率和噪声。
2 车辆发动机的可靠性体系
发动机的可靠性涉及到主机厂的设计、制造、装配、供应和售后服务等各部门；涉及到配套件、外协件的供应厂商和协作厂商；涉及到各种类型发动机用户的操作人员、维修人员和设备管理部门等。这种协同环境既有主机厂内部各个部门的协同，又有主机厂与多家配套件、外协件的供應厂商的协同，还有主机厂与多家典型用户的协同。我国发动机水平与国外先进国家比还有较大的差距：产品的检验精度很高，但加工精度差，精度保持性差，简单模仿多，细化分析少，用户维护保养差，这些方面增加了发动机发生故障的机率。而所有的这些都是可靠性差的表现。考核发动机可靠性指标的重要数据是平均无故障时间，国外发动机多数超过1万小时，而国产发动机远远低于这个数字。与此同时汽车面临巨大的生产与销售市场以及受国际原油价格波动的影响，研究发动机的高度可靠性在此成为发动机生产行业的关键技术。
发动机可靠性是指发动机在规定的使用条件下，在规定的时间内完成规定功能的能力。发动机的可靠性通常用下述指标进行评定。
（1）可靠度指发动机在规定使用条件，在规定时间内完成规定功能的概率；
（2）维修度指发动机在规定使用条件下，在规定时间内完成维修的概率；
（3）有效度指发动机在某一时刻具有或维持其规定功能的概率。
3 车辆发动机的可靠性评估
对汽车的可靠性的问题，应用于柴油发动机控制的情况，特别是对Multijet ECU。本文的目的是定义评估、控制和提高汽车领域的可靠性的方法。汽车发动机系统的功能和复杂性正在快速增长，并导致增加的网络、更高的集成度和机电一体化解决方案。一些电子部件被放置在发动机罩下方或内燃机上或齿轮箱内部，其中环境条件在温度，振动和冲击方面是非常苛刻的。因此，已经开发了用于确保高可靠性水平的具体方法。目前提出了使用可靠性工具FMEA（故障模式和影响分析）和FTA（故障树分析）的系统的可靠性分析。鉴于故障树分析（FTA）模型不适合用于汽车发动机的可靠性分析，其特征在于结构的复杂性和故障行为的不确定性，将Vague集引入故障树分析以描述底部事件的故障行为。基于三角Vague集合构建算术运算的最大和最小AND门模糊算子，确定Vague故障树分析的过程，原理和方法。 通过为典型发动机系统设置模糊故障树分析（VFTA）模型，可以解决故障树分析中某些事件中故障准则和数据的模糊问题。 模拟结果表明，VFTA模型比其他模糊FTA模型更灵活和有效。描述喷射器控制子系统，并呈现其可靠性分析，尝试在可靠性分析中找到两个不同系统之间的一些联系。
目前最新的成果为基于Mitsubishi FX2N PLC的汽车发动机可靠性测试系统的设计，包括主要系统功能、硬件和软件设计。系统使用PLC作为简单控制器来控制测试程序，使控制配置为计算机测试软件。测试系统具有可靠性高，操作简单等优点。可实现发动机可靠性测试、数据采集、控制、分析和处理自动化。
在实验室试验台上的汽车柴油发动机可以进行可靠性研究，包括表征实际操作条件的发动机起动和瞬时操作。基于在一系列可重复的循环之后的气缸磨损的统计预测，循环包括在稳定温度下的发动机启动，无负载的短时间试验运行，发动机关闭和冷却。假定在大量启动循环之后测量的气缸套的磨损代表了车辆使用的典型条件。与标准可靠性研究相比，特征在于简化的程序和缩短的时间。用于机动车辆的可靠性检测装置包括用于监测车辆的多个物理参数的监控元件以及耦合到车辆的电点火电路中的点的控制装置。响应于由至少一个监测元件产生的报警信号，安全装置操作以切断对车辆点火电路的电力供应。安全装置还包括连接在监测元件和控制装置之间的时间延迟装置，以在第一预定时间间隔期间延迟来自所述监测元件中的至少一个的报警信号。
4 总结与展望
为了提升车辆发动机的可靠性，简化电路并且在使用常规的汽车OFF-ON-START开关的同时提高预热、电热塞等操作的可靠性，在电路中包括瞬时操作预热开关，以及热敏感继电器和定时电路，热敏继电器确定预热是否已经足够，并且定时继电器然后提供有限的时间段以允许发动机的起动，同时仍然保持预热条件，如果没有命令启动要停止预热。通过这样的方法保证了汽车发动机点火的可靠性。这也是未来汽车发动机可靠性提升的重要方向之一。
参考文献
[1] 蔡娜，贾广生，徐风磊.车辆发动机可靠性参数体系选择和指标确定的初步探讨[J].科技信息（科学教研）.2016（18）.
[2] 赵德孜，温卫东.基于模糊综合评判的车辆发动机可靠性分配方法[J]. 车辆发动机.2015（01）.
[3] 赵德孜，温卫东，段成美.基于模糊数的车辆发动机可靠性预计模型[J]. 车辆动力学报.2014（03）.