JB/T 11323-2013 中小功率柴油机 可靠性评定方法

ICS 27.020J91备案号: 43979- -2014JB中华人民共和国机械行业标准JB/T 11323- 2013代替JB/T 51127- -1999中小功率柴油机可 靠性评定方法Small and medium power diesel engines - Evaluation of reliability2013-12-31发布2014-07-01实施中华人民共和国工业和信息化部发布JB/T 11323- -2013目次前言...................................................................I范围..4评定办法.4.1可靠性 考核指......4.2 可靠性考核目..........5台架试验方法.5.1试验样机..5.2试验条件.5.3试验项目.6判定规则......6.1 故障分类 .6.2故障判定.附录A (规范性附录)中小功率柴油机故障模式分类....附录B (资料性附录)可靠性试验抽样表.......................附录C (资料性附录)发动机测试设备、仪器一..................附录D (资料性附录)发动机性能试验结果汇总表...1附录E (资料性附录)可靠性试验故障记录...........表1按速度特性 工况运行的柴.......表2按负荷特性 工况运行的柴油机表3按推进特性工况运行的柴油机......表4柴汕机保养 周期及内容...............................................5JB/T 11323- -2013前言本标准按照GB/T 1.1 - -2009给出的规则起草。本标准代替JB/T 51127- 1999 《中小功率柴汕机产品可靠性考核》，与JB/T 51127- 1999相比 主要技术变化如下:一修改了 规范性引用文件(见第2章，1999年版的第2章);增加了术语和定义(见第3章);删除了对置信度为(1-a)的首次故障前平均工作时间和平均故障问隔时间的单侧置信区间的下限估计值[1999年版的3.1.b)和13.1.2b)]:删除了平均修复时间、有效度和BS0大修寿命(1999年版的3.1.4、3.5和13.1.6);-删除了现场可靠性试验和用户调查( 199年版的3.2.2和3.2.3);-修改了可靠性试验规范(见5.3.4.2. 1999年版的4.3.4.2);-删除了x2分布分位数表(1999年版的附录A):一修改了 故障模式分类表(见附录A，999年版的附录E)。本标准由中国机械工业联合会提出。本标准由全国内燃机标准化技术委员会(SAC/TC177) 归口。本标准起草单位:上海内燃机研究所、无锡华源凯马发动机有限公司、上海柴汕机股份有限公司、江苏江淮动力股份有限公司。本标准主要起草人:计维斌、张十兴庄国制、郭华、曹家骏、肖寿南、丁洪春、瞿俊鸣、滕国萍、陈云清、谢亚平、乔亮亮。本标准所代替标准的历次版本发布情况为:一JB/T 51127.1~51127.3- 1994:-JB/T 51127-1999.JB/T 11323- -2013中小功率柴油机可 靠性评定方法1范围本标准规定了中小功率柴油机产品可靠性考核的评定办法、台架试验方法、故障分类及判定规则。本标准适用丁批量生产的中小功率柴油机(以下简称柴汕机)产品的可靠性考核评定。2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GBT 1147.1中小功率内燃机 第I部分:通用技术条件GB/T 1147.2- 2007 中小功率内燃机 第2 部分:试验方法GB/T8190.4- -2010 往复式内燃机排放测最第4 部分:不同用途发动机的稳态试验循环GB/T21404- 2008 内燃机发动机功率的确定 和测定方法一殷要求3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1首次故障前平均工作时间mean time to first failureMTTFF柴油机出现首次故障时的累积工作时间的平均值，单位为小时(h)。3.2平均故障间隔时间mean time between failuresMTBF相邻两次故障之间的平均工作时间，单位为小时(h)。3.3无故障性综合评分值comprehensive evaluation value without failureQ产品无故障性的综合评定指标。3.4故障failure凡柴汕机产品在规定试验条件下和规定时间内，不能完成其规定功能的事件。3.5本质故障essential failure在规定使用条件下，由于柴汕机及其零部件本身固有因素或缺陷而引起的故障，包括性能下降超过规定限值。3.6误用故障misuse failureJB/T 11323- -2013不按规定条件使用或由于外界因素而引起误操作的故障。例如违反操作规程或未按使用说明书规定维护保养而引起的故障。3.7从属故障dependent failure由某一故障所引起的派生故障。如由F柴汕机连杆螺钉断裂导致机体或其他一系列零部件损坏，则由此而川起的机体或其他损坏均属从属故障。4评定办法.1 可靠性考核指标4.1.1首次故障前 平均T作时间MTTFF,计算方法按公式(1): :MTTFF =將+别， (1)或=物+(n-)7%|式中:n- - 试验样机台数;-发生首次故障(不计轻度故障)的台数:一第i 台样机发生首次故障时的累积工作时间，单位为小时(h);1-试验 期间(包括磨合和性能试验期间)未发生故障的第j台样机的累积工作时间，单位为小时(h):T。- -定时截尾试验时间，单位为小时(h)。当台架试验结果r=0时，其产品的MTTFF值按试验截尾时间与试验样机台数的乘积计。4.1.2平均故障问隔时间 MTBF,计算方法按公式(2):之。MTBF==lnT5ler- 第i台样机的累积工作时间，单位为小时(h);一试验期何 (包括磨合和性能试验期间)样机发生故障(不计轻度故障)的总数。当台架试验结果r-=0时，其产品的MTBF值按试验截尾时间与试验样机台数的乘积计。4.1.3无故障性综合评分值 Q:试验期问，如有一台样机发生致命 故障，则该产品的无故障性综合评分值为不及格，不再计算其Q值。在未发生致命故障时，按公式(3) 计算其无故障性综合评分值Q:Q= 100-(MTBF)'SKE ................... (3)(MTBF) o--柴油机产品规定的 MITBF目标值，单位为小时(h)。0- -试验期间 (包括磨合及性能试验期间)样机出现的各类故障的总数。JB/T 11323- -2013K--第i 个故障的故障危害系数。各类故障的故障危害系数规定如下:严重故障: K:=60;一般故障: K=20;轻度故障: Kx=5。E;一第i 个故障的时间系数，计算按公式(4):- ............................ (4)Vτ +T式中:T-一-第i个故障发生时样机累积工作时间，单位为小时(h)。当计算结果Q<0时，以零分计: n=0时，Q=100。4.2 可靠性考核目标值柴汕机经台架可靠性试验后，应达到GB/T 1147.1中规定的可靠性考核目标值。5台架试验方法5.1 试验样机5.1.1样机，5.1.1.1被抽样 机应是T.厂检验部门检验合格的产品，并符合产品图样和有关技术标准的规定。5.1.1.2试验样机应装有产品技术条件所规定的全部附件。抽样时应按随机技术文件规定检查样机的装配完整性及外观质量。5.1.2抽样方式采用随机抽样法。5.1.3样本母体样本应在制造厂生产线末端抽取，必要时也可在配套厂生产线上抽取。在制造厂抽样时，样本母体一般不少于26台:在配套厂抽样时，样本母体不受限制。以销定产的柴油机，必要时允许分两次抽样检查。5.1.4样机数量共3台。其中1台备用，以便在非机器本身问题造成无法正常试验时启用。5.2试验条件5.2.1试验应尽可能 在GB/T 21404- -2008 中第5章规定的标准环境状况下进行。当试验环境状况与标准环境状况不符时，应按GBT21404- -2008 中第7章的规定对功率和燃油消耗率进行修正。5.2.2试验设备、 仪器精度、测量位置和方法应符合GB/T21404- 2008中表1、 表4和6.3.4的规定。5.2.3试验用燃油、 机汕和冷却液应符合产品说明书规定。燃汕和机汕质量应符合有关石油产品标准规定。燃汕、机油和冷却液温度及排气背展应符合GB/T21404- 2008 中第6章的规定。5.2.4样机经抽取后不得 另行调整或更换零件。5.3试验项目5.3.1起动试验样机在常温下起动，起动方法按GB/T 1147.2- 2007 中第6章的规定。试验重复三次，每次问隔JB/T 11323- -20132 min.5.3.2预热或磨合试验柴汕机允许按柴油机制造厂提供的磨合规范进行磨合，但磨合时间不得超过45 h.5.3.3性能试验柴汕机在可靠性试验前应进行下列性能试验，具体试验方法按GB/T 1147.2- -2007 中第6草的规定: :a)标定功半检查。b)按用途规定的特性试验:1)拖拉机、工业货车、工程机械及联合收别机用柴油机进行标定功率速度特性试验:2)固定及发电用柴油机进行标定转速负荷特性试验:3)船用主机进行推进特性试验.c)最低空载稳定转速(怠速)试验。d)机油消耗率测定。5.3.4可靠性试验5.3.4.1试验时间每台1000h.5.3.4.2试验规范根据不同使用特性，按表1.表2和表3的规定进行循环试验。各工况间的过渡时间不大于2 min.5.3.4.3功率修正试验环境状况与标准环境状况不符时，应按GB/T21404- 2008 中第7章的规定，于每天14时对功率进行修正，并以修正后的功率运行。表1按速度特性 工况运行的柴油机工况时间序号扣矩标定转速标定工况抓矩0最高空载稳定转速停机最人扒矩点转速最大扭矩50.于规起动的柴油机允许 不停机按息速运行，下同。表2按负荷特性工况运行的柴油机工转速扭矩nin最低空截稳定转速105%标定转速105%标定T况扭矩310中间转速"105%标定工况机矩中间转速的定 义见GBT8190.4- 2010中 6.2的规定，下同。4JB/T11323- 2013表3按推进特性 工况运行的柴油机T.时间序号机矩min最低空载稳定转速02103%标定转速110%标定T况扭矩503停机4中间转速110%标定T.况扭矩5.3.4.4维护保养可靠性试验前，允许检查或调整气门问腺、喷油压力和气缸盖螺树拧紧力矩。可靠性试验期问，允许按表4规定的周期和内容进行技术保养。保养时间:单缸机不超过2.5 h,多缸机不超过4 h。停机保养后的加负荷时问不超过30 min.保养后继续运行的最初1 h内，允许排除因保养拆装不慎造成的“三漏”。表4柴油机保养周期及内容周明内容1)检查喷油泵及淵速器内札油油位第160小时2)清洗机油滤清器滤芯。必要时更换纸质滤芯3)检查气门间题，必要时进行调整除1)~3)内容外，增加:4)必要时更换机油第320小时5)检查并调整传动带张紧度6)检查并调整喷油压力7)清除喷油嘴积炭，允许不加研廳膏清洗喷油嘴8)必要时，清洗增乐器压气机壳流道及擦拭K气机叶轮流道第480小时除1) ~8)内容外，增加:9)清洗或更换空滤器、柴滤器的纸质滤芯第610小时按第320小时的规定第800小时按第480小时的规定5.3.4.5试验记录每4小时对每种工况测取一次试验参数，做好记录。随时记录试验过程中所发生的故障，并按第6章规定进行统计。5.3.5起动复试重复5.3.1试验项目。5.3.6性能复试重复5.3.3b) ~5.3.3 d)的试验项目。性能复试前允许检查或调整气门问踪、喷汕压力、气缸盏螺母拧紧力矩和传动带张紧度，清除喷油嘴积炭(必要时允许不加研窘膏清洗喷汕嘴偶件)。JB/T 11323- -20135.3.7拆机检查试验结束后，应对样机进行拆检。检查各主要零件的磨损和损坏情况，发现问题时应精密测量下列零件尺小:活塞、活塞环、活塞销、气缸套、气门导管、气门座、连杆衬套、连杆轴瓦及主轴瓦、曲轴轴颈、凸轮和凸轮轴颈、凸轮轴衬套、挺柱、掘臂等。6判定规则6.1故障分类6.1.1致命故障 (I类)导致人身伤亡或重要零部件报废或造成重大经济损失的故障。如连杆或连杆螺钉断裂、飞轮碎裂及曲轴和机体等重要零部件报废等。6.1.2严重故障(II类)柴油机主要性能超过规定限值，主要零部件损坏，或需要解体才能排除的故障。如柴油机燃汕消耗率超过规定限值，气缸套，活塞、活塞环或轴瓦损坏需换件或严重三漏等。注1:主要零部件指机体、气缸套、气缸盖垫片、气缸盖(包括燃烧室镶块)及其螺柱:活案、活塞销、活寨环、连杆、连杆村套，连杆轴瓦和连杆螺栓:曲轴及其连接螺钉、主轴承或主轴瓦，轴承盖、飞轮及其螺栓: 正时内轮、凸轮轴及其轴瓦，招臂和掘臂轴:气门、气门座、气门导管、气们弹簧、气门挺柱和气门推杆:输油泉、喷油泵、调速器、喷油器、空气滤清器和柴油滤清器:水梨、水箱、冷凝器、热交换器和风扇:机油裂。机油冷却器和机油粗精滤清器:增压柴油机的增压器和中冷器:安全装置(超連保护、机油的高温和低温保护等)。注2:解体指应拆卸气缸盖、齿轮室盖、油底壳、飞轮、 上下机体或连杆盖等。6.1.3一般故障(II类)需要停机检修，不需要更换主要零部件并可用随机工具排除的故障。如非主要件损坏、三漏、内部紧固件松动等。6.1.4轻度故障(IV类)般不导致停机，不需委更换零件并可用随机工具在短时间内排除的故障。如非重要部位的紧周件松动等。6.2故障判定6.2.1故障类别可 按附录A判定。由于各种柴油机的结构不同，如发现附录A中未列入的故障模式,可根据故障分类细则，参照附录A中的实例来判定其类别。6.2.2在计算 柴油机可靠性指标时，只统计本质故障的次数和类别。若由此引起从属故障，该故障次数不计:但故障类别应按其所造成的最严重后果的故障来判定。6.2.3误用故障及由此而引起的从属故障不作统计。但应如实详细记录。6.2.4凡按产品说明书规定需定期更換的易损件，不应作故障处理。但应做好记录，并在试验报告中予以说明。内结构限制，应停机检查机油油位和添加机油时，不作故障停机处理。6.2.5可 靠性试验期问，柴油机温度、压力等各项参数( 如排气温度、冷却水温度、机油温度和机油压力)不符合产品使用说明书规定，应及时检查处理。若需停机或更换零件，按6.2判定其故障类别。6JB/T 11323- -20136.2.6在规定的使用 和保养条件下，柴油机由于内在原内丧失规定功能或出现损坏、缺陷和工作失常等单个独立事件，即应计作一次故障。6.2.7由于维修保养不善或为排除某一-故障而引起另- -零部件损坏，则该零部件损坏不作故障计。6.2.8如柴油机发生 三漏或螺栓、螺讨松动等故障，在统计故障次数时，均以--个封闭接合面为- -次6.2.9计算 故障发生时间应以柴汕机发生故障时累积工作时间计。如故障发生在试验开始时(在磨合或性能试验期间)，其累积工作时间为零。如在规定维护保养时，或在试验结束后的性能复查和拆机检查时发现的故障，则按柴汕机发现故障时的累积工作时间计。6.2.10当柴油机的可 靠性考核指标达到规定的目标值时，判定该产品的可靠性考核合格。若其中有一项考核指标达不到规定的目标值，则判该产品可靠性不合格。7试验报告试验完成后由试验单位根据试验结梨填写试验报告。试验报告包括:a)可靠性试验抽样表，参照附录B:b)发动机测试设备、仪器一览表，参照附录C;c)发动机性能试验结果汇总表，参照附录D:d)可靠性试验故障记录表，参照附录E.JBT 11323- -2013附录A(规范性附录)中小功率柴油机故障模式分类中小功率柴油机故障模式分类见表A.1.麦A.1故障名粉故障模式情况说明|↓类别01 柴油机| 1| 柴油机功率降低超过标定值5%标定工况燃油消耗率升高超|2| 柴油机|1过标定值2%|3| 柴油机 .机油消耗半升高超过标定值25%|Il|4柴油机最低空载稳定转速不符合要求|II|s| 柴油机飞车| 6| 柴油机。自行停机按停札次数计|n| 7| 柴油机起动困难起动时间和次数不符合规定要求1|8 柴油机三漏无法排除|9| 柴油机停机排除10| 柴油机密封件、垫片等破损11 柴油机第一次不停机排除12 柴油机同一部位第二次不停机排除|13柴油机焊缝开裂02机体和气缸盖总成|14机休损坏需更换| 15| 气缸盖螺栓、螺栓孔损坏。滑扣16主轴承螺栓、螺栓孔损坏、滑扣17机体、 气缸盖其他部位螺孔II|18|气缸盖當更換| 19气缸垫需更換I!|20燃饶室镶块脱落霜更换1|| 21| 气缸盖罩22 飞轮光裂纹| 23| 气缸套拉伤、裂纹、严重磨损衢更換或镗缸I|| 24气缸套案封阳| 25 齿轮室26 |齿轮室盖或垫片| 27 内轮室任一-齿轮损坏、过渡磨损28 加油口盖破损、脱落| 29放水阀漏水II |8JBT 11323- -2013表A.1 (续)字名故障模式情况说明故障号类别30 呼吸器失效.II31 曲轴箱通风滤器V32| 油底壳或垫片破裂、变形引起漏油33| 油底壳放油寒脱落.I134| 减l机构失效35| 1重要螺栓(钉)、螺母、热圈破损、脱落、松动36| 重要部位联结键如油泵、飞轮。脱落、损坏11凸轮轴等的联结键37| 非重要部位联结键03 曲轴连杆机构38 曲轴断裂、损坏需更换39 曲轴油封损坏，严重漏油40 起动爪损坏需换件41 曲轴王轴承盖断裂42| 曲轴前后挡油盘破裂、失效43| 曲轴止推片14 主轴瓦、连杆轴瓦霽更换45 土轴瓦、连杆轴瓦拉伤III46平衡轴窗更换47| 平衡轴轴承破碎、严重膺损48| 连杆、连杆盖49|连杆螺栓so| 连杆螺栓锁紧件IlI51 连杆衬套损坏、严重磨损需史换52| 活寒3| 活寒销54活寒销挡圈断、脱落s5活寒环损坏、失效飞轮松脱、破裂57飞轮齿圈58飞轮螺栓、螺母锁紧件损坏、松脱04配气机构s9|进、 排气门60气门弹簧、 气门弹簧座断裂、失效61|气门挺柱需换件.62气门推杆弯曲6气门拥臂断裂、严重磨损需更換64掘臂衬套损坏、严重磨损.65 |气门摇臂支座JB/T 11323- 2013表A.1 (续)故障名故际模式情况说明号|类别66 |气门座损坏，严重腾损、烧损需更换气门关闭不严、颍坏需解体调整或更换68|气门导管损坏II59 气门锁夹破裂、脱落0凸轮轴1 |凸轮轴轴套损坏，严重磨损需史换05燃油调节系统辁油泵73| 喷油系主要件损坏(如偶件、弹簧、轴等)需换件11喷油系调节拉杆，拨叉卡死75| 限位螺钉松动喷油器7| 喷油器主要件损坏(如偶件、弹簧、光体等)|需换件输油泵主要件损坏(如活来.弹簧、阀等)79 |输油能罱更换1燃油箱开裂漏油81 燃油箱减振快老化、失效V燃油箱开关失效83| 燃油箱放油襄脱落加油滤网破裂油面指示器油管及接头柴油滤清器失效(包括滤芯破损)未到规定史换周期调速器飞块，弹簧.轴承等拟坏需解体换件I18谓速器飞块，弹贷、轴承等不需解体换件06进排气系统90进择气管断裂9进择气管衬垫空气滤清器未到规定更换周期93消声器损坏。脱落07增用系统94 |涡轮(或压气机)叶轮叶片I9:增压器及主要件损坏(如润轮轴、轴承等)96增压器售主要件97| 中冷器 ，失效、损坏08冷却系统|98水泉| 99| 水能主要件损坏(如轴、叶轮等)L 100水泵村垫破损10JB/T 11323- -2013表A.1 (续)序名称故障模式情况说明故障类别101 风扇叶片断裂、脱落I102|风崩轴承损坏II103|风扇螺栓松动104 |导风罩开烨105节温器失效106散热器芯子破裂I1107水管、 卡箱断裂n108水箱破损、严重漏水需更换109水箱盖脱落110水箱固定装置I\111 水箱漏斗、浮子、放水阀112水箱减振垫113传动带需换件09润滑系统114 机油泵115机油泵主要件损坏(如壳体、转子、轴、内轮等)116机油机细滤清器失效(包括滤芯破损)来到规定更换周期117机油限压阀118回油阀、 安全阀Il119机油冷却器失效、损坏需更換120集滤器总成开焊、脱落121机油管Ii10起动系统122起动机11123起动机主要件124发电机125发电机主要 件126 |起动开关[\127|电热寨 :I1传感器128 冷却液温度传感器需更换.129进气温度传感器130进气压力传感器失13曲轴位置传感器132|凸轮轴位 置传感器133机油压力传感器盂更换12执行器134|电子节气门需史换135喷油器电磁阀136电动输油泵JB/T 11323- -2013表A.1 (续)故障故障模式情况说明类别137 |电热寓失效需更换II13废气再循环(EGR)位置需史换139 续电器14起动电动机141 发电机113控制器142 |电子控制单元(ECU)14其他43 各类电气接捕件11车用柴油机列入1类。JB/T 11323- 2013附录B(资料性附录)可靠性试验抽样表被检厂名称电话电传邮政编码产品型号及名称抽样数抽样地点抽样时间抽样人(签名)样机编号出厂年月完整性外观各支抽样单|位签盖|章章注:此表由抽样人填写一式三份:1.被抽样单位一-份:2.被检厂(接此单后一月内如敷尤偿补给抽样单位被抽取的样机)一份;3.考核单位留存一份。JBT 11323- -2013附录C(资料性附录)发动机测试设备、仪器- -览表序号名称型号规格精度检定||期JB/T 11323- -2013附录D(资料性附录)发动机性能试验结果汇总表被检厂名称.机型及编号_出厂期试验||期_实测结果序号检测项目单位质量指标初试复试标定功率/转速kW/ (r:min)最大扭矩/转速N.m/ (r/min)燃油消耗率g (kW.h)机油消耗半g (kW*h)最低空载稳定转速r/min试验负责人试验员_JB/T 11323- -2013附录E(资料性附录)可靠性试验故障记录表被检厂名称、型号试验样机编号_累积工作排除故障故蹦出现零部件故障故障情况故障接除序号时间备迕名称模式说明类别措ht26注:如配件出现故藏，可在“备注”栏内注明生产厂名。试验负责人试验员试验日期_版权专有侵权必究书号: 15111. 1160JB/T 11323-2013定价:21.00 元