[发明专利]基于油液金属浓度的特种车辆传动装置可靠性评估方法

说明书

技术领域

本发明涉及特种车辆传动装置研究技术领域，特别是涉及一种基于油液金属浓度的特种车辆传动装置可靠性评估方法。

背景技术

特种车辆传动装置是特种车辆的重要部件，用于实现传递动力、分配动力、变速、差速等功能，一般由多级传动齿轮、传动轴、轴承、换挡及制动离合器、电液控制系统、润滑冷却系统等部分组成。

目前产品研制中采用定时截尾试验和指数分布概率统计方法对特种车辆传动装置进行可靠性评估，具体实施方案为：

(1)选定多台技术条件相同的特种车辆传动装置，每台均开展一定时间的定时截尾台架试验；

(2)试验过程中发生故障，则排除故障后继续试验，故障修复时间不包括在试验时间之内；

(3)记录各样本试验过程中的责任故障数；

(4)根据规定的生产方风险、使用方风险和试验鉴别比，按照GJB899A-2009中的指数分布概率统计方法评估可靠度。

上述方案存在以下缺陷：

(1)指数分布概率统计方法认为产品的失效是由随机故障引起的，试验过程中失效率恒定。而特种车辆动力传动装置作为复杂的机电液复合产品，其关键零部件如齿轮、轴承、离合器摩擦片等均具有显著的耗损性特征，试验时间越长，故障率越高，可靠性指标服从对数正态分布。因此目前采用的可靠性评估方法的数学原理并不符合特种车辆传动装置可靠性问题的特点，可靠性评估结果可信度较低；

(2)由于特种车辆传动装置单位时间的试验成本很高、研制周期较短，因此不允许开展更长时间的定时截尾试验。在工程实际中，特种车辆传动装置的首次大修期即超过整个台架试验时间，整机寿命接近1000小时。这导致在整个台架试验过程中，齿轮磨损失效、摩擦片磨损失效等故障模式尚未充分暴露。那么采用目前评估方法得到的特种车辆传动装置可靠性水平很可能偏于危险；

(3)传动装置台架试验过程中可以获得大量油液金属成分浓度检测信息，这些信息直接反映了齿轮磨损、摩擦片磨损等因素对产品可靠性的影响。目前的特种车辆传动装置可靠性评估方法仅利用了试验过程中的故障数信息，并未考虑磨损检测信息与产品可靠性间的联系，造成了信息浪费。

因此，如何设计一种符合特种车辆传动装置及其台架试验特点的可靠性评估方法，以提高特种车辆传动装置可靠性评估的可信度和信息利用率，成为了亟待解决的技术问题。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是：针对现有技术中的缺陷，提供一种符合特种车辆传动装置及其台架试验特点的可靠性评估方法，以提高特种车辆传动装置可靠性评估的可信度和信息利用率。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种基于油液金属浓度的特种车辆传动装置可靠性评估方法，包括以下步骤：

S1、选定多台技术条件相同的特种车辆传动装置，每台分别开始一定时间的定时截尾台架试验；

S2、在每次所述定时截尾台架试验过程中，每间隔一段时间，在所述特种车辆传动装置的油底壳中取一次油样，并利用光谱检测技术获得单位体积油样内的金属元素浓度；

S3、根据油液消耗情况进行若干次补油或换油，并利用“油液金属元素浓度增长率稳定或基本稳定”的原则对步骤S2获得的金属元素浓度检测数据进行修正；

S4、在稳定磨损阶段，对修正后的各试验样本的检测数据进行线性拟合，得到油液金属元素浓度的时序变化曲线方程x＝at+b，其中x表示油液金属元素浓度，t为试验时间，a和b为待定参数；

S5、将预设的油液金属元素浓度的失效阈值，代入各试验样本的油液金属元素浓度时序变化曲线方程，得到各试验样本对应的伪失效寿命；

S6、利用各试验样本对应的伪失效寿命进行对数正态分布参数估计，得到对数正态分布参数；

S7、利用所述对数正态分布参数，根据伪失效寿命的对数正态累积分布函数F(t)计算任意时刻特种车辆传动装置的可靠度：R(t)＝1-F(t)。

优选地，步骤S1中，选定4台技术条件相同的特种车辆传动装置，每台分别开始400小时的定时截尾台架试验。

优选地，步骤S2中，一次试验过程中取样次数不少于20个。

优选地，步骤S6中，利用极大似然函数法进行对数正态分布参数估计。

(三)有益效果