《汽车使用寿命》PPT课件.ppt

第九章 汽车的使用寿命,第一节 汽车使用寿命概述第二节 汽车使用寿命评价指标第三节 更新理论第四节 更新时刻的确定第五节 总成互换修理的汽车寿命,第一节 汽车使用寿命概述定义 汽车使用寿命，是指从汽车开始使用到不能使用之间的整个时期。它可以用累计使用年数或累计行驶里程数表示。,一、相关规定 1991年国家首次规定了汽车报废条件，即累积行驶70万km或使用价值的应予以报废。1992年国家规定，汽车累积使用年限在1214年应报废。1997年国家发布的汽车报废标准规定，按车型和用途汽车报废里程为3050万km，更新报废年限为810年；经修理和调整后仍达不到机动车安全运行技术条件要求的，应予以报废。若按标准已达到报废行驶里程和使用年限，但经严格检验，技术性能符合国家有关规定的可延缓报废，但不得超过报废年限的一半（45年）。2000年底国家有关部门将非营运载客汽,车和旅游载客汽车的使用年限及办理延缓的报废标准调整为：9座（含9座）以下非营运载客汽车（包括轿车、含越野车）使用15年;旅游载客汽车和9座以上非营运载客汽车使用10年;但旅游载客汽车和9座以上非营运载客汽车可延长使用年限最长不超过10年。工业发达国家汽车的平均使用寿命一般为712年。,我国交通系统过去执行汽车折旧制度。规定在汽车达到折旧期后，需要经过技术鉴定，才允许车辆报废。由于折旧率过低，车辆得不到及时更新，老旧车的比重大，使企业的技术经济指标落后。以某地调查数据（表9-1）为例，汽车行驶里程(6065)104km区段比行驶里程在(3035)104km，燃油费用上升18.8，维修费用上升22.13%，车吨月产下降11.6%，运输成本上升5.7%。,表9-1某地中型货车行驶里程与技术经济指标,我国20世纪80年代初期，对国产主要车型进行经济使用寿命研究。采用按车辆累计行驶里程分组抽样的方法，对6000多台车辆进行调查统计，结果见表9-2。,表9-2 国产汽车经济使用寿命,表9-2中的使用年限是按全国年平均行驶里程(货车4.5104km，客车5104km)计算的。我国地域辽阔，汽车技术水平和使用条件不同，车辆使用强度差别很大，因而各地的汽车经济使用寿命也必然不同。若全国专业运输车辆平均水平定为1.0，各地可按表9-3中的修正系数对表9-2中的年限或里程进行修正。,表9-3 载货汽车使用寿命修正系数,表93中良好道路系指国家道路等级中的一、二、三级道路，好路率在35%50%以上；差路指国家等级以外的道路，好路率在30%以下。特殊使用条件，是指在一些特殊自然条件下使用的车辆，包括寒冷、沿海、风沙区和山区等。汽车运输企业适时更新车辆可获得明显的经济效益。例如，国产某型汽车在80万km的行驶里程内，更新周期40万km的车辆比更新周期80万km的车辆可多得利润10 521元，节约燃料6.2t。,汽车运输企业按经济使用寿命更新车辆，通常需考虑以下几个问题：,更新周期确定。汽车更新须讲究经济效益，通过经济分析和比较，对汽车的自然寿命和经济寿命进行分析计算，以确定汽车的最佳更新周期。更新资金。应通过适当提高折旧率，并将积累的折旧费用作更新资金。,更新车辆车型选择。各地使用条件相差较大，运输货物千差万别。在更新车辆时，应根据最佳经济原则，选择适用车型。报废车处理。报废车收购机应允许车主从报废车辆上拆下经鉴定可用零件。汽车制造厂家和零部件生产厂商应探索汽车零部件的再生利用问题。,第二节 汽车使用寿命评价指标,车辆寿命从投入生产开始，经过有形磨和无形磨损，直到在技术上或经济上不宜继续使用，需要更新所经历的时间。其中，包括物理寿命、技术使用寿命、经济使用寿命和折旧使用寿命。,一、汽车物理寿命 汽车物理寿命，又称为自然寿命，是指汽车从全新状态投入生产开始，直到在技术上不能按原有用途继续使用为止的时间。它与汽车制造质量、运行材料品质、使用条件、驾驶操作技术及维修质量等因素有关。有时可通过恢复性修理延长车辆物理寿命。,二、汽车技术使用寿命 汽车技术使用寿命，是指汽车从全新状态投入生产后，由于新技术的出现，使原有汽车丧失其使用价值所经历的时间。车辆不能通过修理的方法恢复其主要使用性能的使用期限。汽车技术进步越快，技术寿命也越短。,三、汽车经济使用寿命 汽车经济使用寿命，是指汽车从全新状态投入生产开始，到年平均总费用最低的使用年限。超过这个年限，汽车在技术上仍可继续使用，但年平均总费用上升，在经济上不宜继续使用。从汽车使用总成本出发，分析车辆制造成本、使用与维修费、管理费、车辆当前的折旧以及市场价格变化等因素，经过分析做出综合经济评定，才能确定汽车经济使用寿命。,汽车经济使用寿命是汽车经济效益最佳时机。在汽车更新政策允许的情况下，汽车用户在更新车辆时应以经济使用寿命为依据。据资料表明，在一辆汽车的整个使用期内，制造费用约占其使用期内总费用的15，使用、维修费用约占总费用的85%。,年平均总费用是车辆在使用年限内，年平均折旧费用与该汽车发生的经营费用之和。汽车使用时间越长，每年分摊的折旧费越少；但随着使用年限的增加，汽车有形磨损增加，汽车技术性能逐渐下降，使汽车的运行材料（主要是燃料和润滑料）费用、工时费用、维修费用增加。延长使用年限使折旧费用的下降，有时会被经营费用的增加逐渐抵消。年均总费用是随使用时间而变化的函数。汽车使用至一定年限会出现年均总费用的最低值，见图9-1。,年均总费用最低的横坐标上标示的年限，就是汽车的经济寿命，即,图9-1 汽车年均总费用曲线,四、汽车折旧寿命 汽车折旧寿命，是指按国家规定或企业规定的折旧率，把汽车总值扣除残值后的余额，折旧到接近于零所经历的时间或里程。汽车折旧寿命一般介于技术寿命或经济寿命与物理寿命之间，由国家或企业所采取的技术政策和方针而定。,第三节 更新理论,设备更新问题一般分为效率不变型设备的更新和效率递减型设备的更新两类。,汽车使用效率随行驶里程的增加而降低，属于效率递减型设备。在寿命期内，汽车使用性能及经济指标均会逐渐下降，这种现象可称为“劣化”。因而，劣化理论是这类设备更新的理论依据。通过对在用车辆的大量调查，可发现汽车经济使用寿命的劣化过程，主要受到车辆有形磨损和无形磨损的影响。,一、有形磨损,汽车经过一段时间使用而产生故障或使技术性能下降。汽车动力性下降、油耗增加、振动加大等，都是有形磨损的具体表现。,汽车有形磨损主要发生在使用过程中，称为第一种磨损。它产生的原因主要是机件配合副的机械磨损、基础零件的变形、零件的疲劳破坏等。汽车有形磨损发展到一定程度，就会呈现故障，使维修费用、运行材料费用增高，运输效率降低，若继续使用下去，经济上将是不合算的。,汽车在闲置过程中也发生有形磨损，称为第二种磨损。如长期不用而生锈，日晒、雨淋使车身漆面及轮胎等橡胶件老化，或因其它管理不善和缺乏正确的管理而引起的其它损失。,第一种有形磨损与使用时间和使用强度成正比，而第二种有形磨损在一定程度上与闲置时间成正比。,按能否修复划分，汽车有形磨损又可以分为可消除的和不可消除的两类。,通过相应的维修措施可以周期性地消除，如汽车通过各级维护作业、小修可消除因各种失调或损伤而造成的运行故障，通过大修可恢复各总成及整车的使用性能。不能通过同样的方法消除，如一些零件的老化和疲劳。,当有形磨损增加到使车辆技术状况变坏而不能继续作为运输工具使用时，车辆已达到了完全磨损的程度，这时就需要更新车辆。汽车有形磨损反映了其使用价值降低，当采用修理方法消除这种磨损时，需要支出一定的费用。通常，修理费用不应超过一定的限度。,车辆有形磨损发展到完全磨损的期限，受到很多因素影响。技术进步可推迟有形磨损的期限。这是因为材料的抗磨性、零部件加工精度的提高和粗糙度的降低，以及结构的改善，使设备的耐久性得到提高，同时采用正确的预防维护与计划修理可避免零件出现过度磨损。,与科学技术进步有关的措施，又会加快有形磨损的速度，提早发展到完全磨损的期限。这是因为采用车辆自动化管理系统、机械化装卸设备，都将减少车辆的停歇时间，提高行程利用率。在车辆使用效率提高的同时，加大了车辆使用强度，促使车辆有形磨损加快。,二、无形磨损,汽车无形磨损，是指在科学技术进步的影响下，不断出现更加完善、效率更高的车辆，使在用车辆的原有价值降低，或者是使该种车型的价值降低。车辆价值并不取决于最初的生产耗费，而是取决于再生产所用的生产耗费。在技术进步的同时，这种耗费不断下降。,无形磨损又可分为两种形式。因相同结构（同型车）车辆再生产价值的降低，而使现有车辆价值的贬值，称为第一种无形磨损；因不断出现更完善、效率更高的车辆(新车型)，而使现有车辆贬值，称为第二种无形磨损。,第一种无形磨损，是指车辆的结构、动力性和燃油经济性不变，但由于技术进步的影响，在汽车制造工程中，生产工艺不断改进，成本不断降低，劳动生产率不断提高，使生产该车辆的社会必要劳动耗费相应降低，从而发生车辆贬值，即其原始价值遭到损失。技术进步对汽车工业的影响一般大于对修理行业的影响，使车辆本身价值降低的速度比修理成本降低速度快。因此，可能出现费用超过合理限度的情况，从而使车辆使用寿命缩短。,第二种无形磨损，系指新车型的出现使原有车型显得技术性能落后，如继续使用原车型的车辆，就会降低运输生产的经济效果。第二种无形磨损发展到完全磨损之前，就出现用新车型代替较陈旧的现有车辆的必要性，即产生车辆更换问题。但是，这种更换的经济合理性不取决于出现相同技术用途的新型车辆这一事实，而是决定于现有车型的贬值程度，以及在生产中继续使用旧型车辆时其经济效果下降的程度。,三、综合磨损,综合磨损，是指车辆在有效使用期内发生的有形磨损和无形磨损的综合。车辆有形磨损和无形磨损在经济后果上均引起设备原始价值的降低。有形磨损严重时常会使车辆在修复之前不能正常运行而被迫停驶，而任何无形磨损均不影响车辆的正常运行。,研究车辆更新时，首先是分析有形磨损期和无形磨损长短及其相互关系。推迟有形磨损，即提高车辆耐久性具有重要的经济效果。但增加车辆耐久性受到车辆无形磨损期的制约。这通常出现三种情形。,“无维修设计”方案，即通过车辆设计使有形磨损期和无形磨损期相互接近，当车辆达到应该大修时刻，同时也达到了应该更换的时刻。这种“无维修设计”的理想方案，实际上常难以做到。车辆已遭到完全有形磨损，而它的无形磨损期尚未到来，这时只需研究对该车大修是否合理，不合理则用同车型更换新车。无形磨损期早于有形磨损期，这时面临的问题是，应继续使用原有车辆，还是用更先进的新型车更新尚未折旧完的现用车。,车辆综合磨损的补偿方式有局部补偿和全部补偿两种。有形磨损的局部补偿是维修，无形磨损的局部补偿是现代化改装。后者因汽车技术进步已基本消失。有形磨损和无形磨损的完全补偿形式就是更换或更新车辆。,第四节 更新时刻的确定,确定车辆的更新时刻，是企业及各级经济组织管理决策中的重要问题之一。,当一辆汽车磨损到已不能使用，且不宜大修时，换用一辆相同性能的车辆。这是一种简单替换，我国运输企业车辆的更新主要采用这种简单替换方法。这种替换没有明确的技术经济分析做依据，无所谓“最佳更新时机”。只有在技术进步高速发展的条件下，我国汽车运输企业应该更多地以效能更高、结构更加完善的先进车型，代替物理上不能使用和经济上不宜继续使用的陈旧车辆。更换的规模愈大，时间愈快，汽车运输业的劳动生产率提高程度也就愈大。但是，在提高生产率的同时，为了取得最大的使用经济效率，就必须研究车辆“最佳更新时机”的确定方法，并以此制定更新方案。,汽车使用寿命和更新时刻采用的计量单位通常有使用年限和使用里程。使用年限是按年平均行驶里程折算的汽车使用年限；使用里程是车辆开始使用到更新时的累计行驶里程数。专业运输车辆在以年限做为计量指标的同时，还常把使用里程作为参考性指标。,按使用年限或使用里程计量的汽车最佳更新时机确定方法的核心问题是计算汽车的经济使用寿命。主要计算方法有低劣化数值法、应用现值及资本回收系数估算法、面值法以及最低计算费用法（判定大修与更新界限法）等。,假定原价的，汽车已使用，轮胎购置费为,汽车残值。若令，则里程的折旧率为。随着汽车行驶里程的延长，单位里程折旧费不断减少。但由于车辆有形磨损和无形磨损的加剧，而使车辆经营费用(维修、燃料、大修费用)增加，称为低劣化。,一、低劣化数值法,低劣化数值法的目标是保证设备一次性投资和各年经营费用总和为最小。,设b为车辆低劣化的增加强度(元/(kkm)2)，则在使用里程L内的平均低劣化数值为bL/2。图9-2 为车辆使用费用与使用里程间关系曲线，其中使用费用为:,（9-1）,式中：,为车辆使用费用；,为固定费用（指汽车运输成本中与行驶里程无关的费用）。,若使车辆按里程计算的平均使用费用最小，只需，则求得汽车经济寿命为：,(9-2),换算成按计算的经济寿命为,(9-3),式中：,为年平均行驶里程。,表示劣化程度的b值，可通过将营运费用（燃料费维修费大修均摊费）与行驶里程进行回归计算后求得。由于回归计算所用的数据，是通过一个样本推断总体，所以还应采用区间估计的方法推算出b值的置信区间，再由式(9-2)确定其经济使用寿命的变化范围。,在数理统计中对于一元线性函数,(9-4),若式(9-4)中的回归系数b是独立正态变量的线性组合，则仍为正态随机变量。b的方差为,(9-5),方差 的无偏估计为,(9-6),式中：,为任意,处的回归值。,若线性回归的效果显著，则b值的置信区间为,(9-7),式中：,表示为,分布；,置信水平为,；,自由度(n-2)；,为样本数；,平均数。,以某运输公司对某型汽车使用数据进行的统计分析为例(见表9-4)，将里程与总费用进行回归后，得出回归方程式为,低劣化强度的增长强度,b=0.218元/(kkm)2。,设K0=10500元，,则根据低劣化计算式(9-2),可得经济寿命里程,为,为,当年平均行驶里程 L=3.4104km时，济寿命年限TG=31/3.4=9.129(年)。,已知,=0.218，n=12，则,取置信水平=0.05，查t分布表，得,故b的置信区间按式(9-7)计算，可得,0.179b0.257,当设K0=10500元不变时，置信水平=0.05，经济寿命里程的置信区间为,即,或,8年,10年,表9-4 某省汽车运输公司对国产某汽车使用成本的统计,注：燃料费的折算系数是把千吨公里燃料费折算成千车公里燃料费，C=(主车标记吨位+挂车标记吨位拖挂率)实载率。,二、应用现值及投资回收系数估算法,在计算汽车经济寿命时，若考虑到利率对年使用费用的影响，就应把已发生的费用或预期将要发生的费用做现值计算。使得在同一时间基点上，将所涉及的各项费用按现在的价值折算出总的费用，称为年使用现值。,其折算式为,(9-8),式中：,为现值；,为未来值，,即第,T年付出的费用；,为利率；,为现值系数。,设汽车使用过程中，平均每年陆续付出的费用为R(称为年当量使用费用)，每年陆续付出费用的总和为P(以现在的费用值表示，称为现值)。则R与P 之间的关系为,(9-9),(9-10),式中：,为投资回收系数。,年当量使用费用R是为了使支出的现值可与每年由更新而获得的效益进行比较而提出的。当列表计算后，选出与年当量使用费用R最小的使用年限T,时，即为经济寿命年限。,以表9-4所列数据为例，取利率,按式(9-10)列表计算，经济寿命为11年，结果见表9-5。因此，考虑利率时汽车经济寿命计算值将比不考虑利率影响时稍有增加。,表10-5 汽车经济寿命计算表,三、面值法,面值法是一种仅以帐面数字作为分析基础的经济分析法。与低劣化数值相比，面值法可避免数据统计困难，适于在实际生产中分析和预估本单位车辆的经济使用寿命。,假定以=30 000元购入一台新车，预计可使用10年，其价值将随着使用年限的增加而降低，而运行成本则增加。将这些有关的数据列表，并计算其总使用成本和在使用期间的每年平均使用成本，则可以得到年平均使用成本最低的使用年限(见表9-6)。,表 9-6 汽车年总使用成本,面值法通常列表计算。由表9-6中数据可看出，第5年未为最经济的寿命时期，因为与其它几年比较该年的年平均使用成本为最低。,四、判定大修与更新界限计算法,汽车在使用一定时期后，需要在更新或者大修两种方案之间做出判断。可修而不修，过早地更新，会因未达到折旧期而造成未折旧完的部分价值的损失。应该更新而未更新，过多地依靠大修使车辆重新工作，则将增加维修费用，降低生产效率。因此，对一辆汽车而言，需要在大修与更新两个方案之间进行判别分析后，再行决策。,为了合理地选取大修与更新方案，常采用的判别式为,(9-11),式中：,为车辆第i次大修的费用，元；,为使用成本的损失，其大小等于大修后车辆与新购车辆的运输成本差值乘以至下次大修期间的运输生产量（即经营损失），元；,为新车原始价值，元；,为反映大修过后车辆运输生产率与新车辆至第一次大修之间运输生产率的比例关系；,为反映大修后车辆至下次大修前的行驶里程与新车第一次大修前行驶里程间的比例关系；,为因更新而引起旧车未折旧完的损失之和时，更新是合理的。,若令更新与大修两方案耗费之差为B，则,(9-12),设,为大修耗费效果系数,即,(9-13),当,时，说明更新在经济上是合理的。,以某运输公司数据为例(见表9-7)。,表 9-7 某运输公司汽车大修次数与费用、运行成本以及完好率的关系,注：1.新车价,=14500 元,2.汽车残值定为 500 元,3.单车折算吨位为3.33t(考虑到实载率、里程利用率、拖挂率等因素，由统计数据求出)。,1、先判定是否需要进行第二次大修 已知条件可由表9-7直接或间接得到，即,元;,元,元,其中：800为折旧里程，单位为1000km,大修耗费效果系数,为,据,可知，进行第二次大修在经济上是合理的。,2、再判断是否需要进行第三次大修,计算过程同前,大修耗费系数,，计算结果为,据,可知，进行第三次大修是不经济的，应在,达到第三次大修时进行更新。,第五节 总成互换修理的汽车寿命,总成互换修理法对于提高维修质量，缩短维修停厂车日，降低维修成本都有着积极的作用。由于实现总成互换法维修汽车，不断更新零部件和总成，因而使汽车寿命似乎为无限长,实际上这是不现实的。,当采用有限的总成互换，即在总成储备数量限定条件下互换时，由基于若干辆整车和一定数量的周转总成所构成的系统内，汽车的平均寿命是可以估算的。显然，用做周转的总成储备数量越大，则汽车有形磨损的强度越低，由此造成系统中汽车的平均寿命将越长。这种汽车寿命同前述的以整车为单位总成不互换（即采用就车修理法）条件下的汽车行驶里程，因此，以年为单位计算汽车寿命时，总成互换条件下的汽车寿命将大于就车修理条件下的汽车寿命。,总成互换修理时的汽车寿命计算有一定困难，当周转总成的储备数量限定时，可考虑以下计算方法。,在计算汽车使用寿命时，将总成的各项费用均摊到汽车的使用费用中，然后按前述各种方法计算。例如，汽车使用期内，单位行驶里程消耗的运行费用C（包括燃料及润滑油料的消耗费、轮胎消耗费 和保养维修费 等）为,(9-14),(元/km),式中：,当采用有限总成互换时，则有,(元/km),(9-15),为全部互换总成的费用，元；,N为企业的营运车辆数；,L 为汽车使用期内的累计行驶里程，km。,在计算汽车技术寿命时，可运用可靠性原理。将汽车视为由发动机、变速器、前桥、后桥、车架、驾驶室、货箱等各大总成组成的系统，从各总成可靠性与整车可靠性间的关系分析可知，该系统为串联系统，整车（即系统）的可靠度可表示为,(9-16),式中：,为整车可靠度；,为总成可靠度；,为组成汽车的总成数，m=7。,从可靠性的观点，汽车技术使用寿命应是保证汽车以一定的可靠度（即无故障工作概率）R运行的期限，而汽车可靠度在通常情况下是汽车行驶里程的函数。如果已知各总成的故障分布特性及特征参数，则总成的可靠度可表示为,(9-15),式中：,为故障分布函数；,L 为总成使用里程。,故障分布函数F(L)可根据统计资料或实验资料导出。在实际生产中，应组织进行总成追踪调查，各总成的使用里程系指总成装车后的行驶里程。当由车上替换下来，经过修理、储存等环节再装车上时，需继续进行考核。,在可靠性工程中，常应用的分布函数有正态分布、指数分布、威布尔分布等。在汽车寿命问题中，总成或汽车的报废是多元作用的结果，在各种因素中不包括交通事故这种单项主导作用的因素。这时汽车的损坏往往由总成的老化、疲劳、过度磨损等原因引起的，经过统计分析总成的寿命可认为属正态分布。,由此，总成的可靠度可表示为,(9-18),式中：,为总成的平均使用期，km;,为 总成使用期的标准偏差。,根据统计数据进行计算时，为考虑周转总成储备量的影响，引入储备总成系统C,设,（9-19）,式中：,为储备总成数;,为在用总成数（即营运汽车数）。,则,式中：,为计算寿命（即考虑到储备总成的影响，汽车行驶里程与总成行驶里程之间产生差异），km；,为总成实际使用寿命，km；,(9-20),由,和,可求得实际总成使用寿命的标准偏差,和计算寿命标准偏差,，分别为,(9-21),(9-22),式中：,为追踪调查或实验的总成台数。,计算寿命标准偏差还可求得为,据此可得,(9-24),(9-23),在求得各总成的可靠度 与汽车行驶里程L间的变化关系后，按式(9-16)通过计算，求得汽车可靠度同其行驶里程L的变化关系。根据行驶安全性的需要，给定汽车允许行驶的可靠度的最低限度时，便可得到汽车的技术寿命(km)。可靠度的最低限度有取用0.5，亦有取有0.9。,应用上述在有限储备总成互换条件下汽车技术寿命的计算方法，所得结果具有统计意义和技术经济意义。因为确定各总成使用寿命时，依据的总成报废标准，是根据技术经济合理性原则制定的。,