汽车运用工程（第6版）课件：汽车使用寿命

汽车运用工程（第6版）

活塞连杆组故障诊断与修复汽车使用寿命

第一节

活塞连杆组故障诊断与修复概

述

在我国，汽车报废年限是随着汽车技术和社会发展而规定的。

1991年，原交通部规定了汽车报废条件：累积行驶70万km或使用年限14年及虽未超过以上使用年限，但经过两次大修，技术状况下降，失去使用价值的均应予以报废。

1992年国家规定，汽车累积使用年限应在12~14年报废。1997年国家发布的《汽车报废标准》规定，按车型和用途规定汽车报废里程为30万~50万km，更新报废年限为8~10年；经修理和调整后仍达不到国家标准《机动车安全运行技术条件》（GB7258—2017）要求的，应予以报废；但按标准规定已到报废行驶里程和使用年限，而技术条件尚好的一些车辆，经严格检验，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。一、汽车报废标准

2000年，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、含越野型）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。一、汽车报废标准

2020年，最新标准修订规定：取消了非营运的轿车（5座轿车以及7座SUV）、小微型汽车行驶年限的规定，非营运轿车报废行驶里程限制为60万km，6年内免检，6~15年每年检一次，15年以上每年检两次，只要年检能通过就能继续上路行驶，检验不通过的，强制报废。

对于营运车辆，出租车和网约车使用年限8年，轻、中、重型载货汽车使用年限是15年，中型出租客运汽车使用年限是10年，半挂牵引车使用年限是15年，微型载货汽车使用年限是12年。

据统计，主要工业发达国家汽车的平均使用寿命一般为7~12年。一、汽车报废标准

交通运输行业过去实行汽车折旧制度。一般规定在汽车达到折旧期后，需经技术鉴定，车辆方可报废。由于折旧率低，车辆难以得到及时更新，汽车运输行业的老旧车比重增加，使企业的各项技术经济指标降低。以某地区调查数据（表9-1）为例，汽车行驶里程在60万~65万km区段比行驶里程在30万~35万km区段，燃油费用上升18.8％，维修费上升22.13％，运输周转量下降11.6％，运输成本上升5.7％。二、汽车折旧

二、汽车折旧

我国曾对主要国产车型的经济使用寿命进行调研。采用按车辆累计行驶里程分组抽样的方法，对6000多辆汽车进行调查统计，结果列于表9-2。二、汽车折旧

表9-2中，使用年限是按全国年平均行驶里程（即货车为4.5万km/年，客车为5万km/年）计算的。我国地域辽阔，汽车的使用条件不同，车辆的使用强度差异很大，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中的修正系数修对表9-2中的年限或里程进行调整。二、汽车折旧

汽车运输企业推行按经济使用寿命更新车辆，还需认真解决下述问题：（1）车辆更新周期的确定。汽车更新应依据经济分析和比较，对汽车的自然寿命和经济寿命进行分析计算，确定最佳汽车更新周期。（2）车辆更新资金。应适当提高折旧率并将折旧费积累后用作更新资金。（3）车辆更新的车型选择。由于各地使用条件差异较大，运输的货物种类不同，所以汽车运输企业在更新车辆时，应根据最佳技术经济合理的原则，选择适用车型。（4）废旧车的处理。应建立和完善报废车回收使用制度，在满足汽车安全和技术性能要求的前提下，允许使用再制造零部件或报废车辆上的可用零部件。二、汽车折旧

第二节

活塞连杆组故障诊断与修复汽车使用寿命评价

汽车物理寿命，又称自然寿命，系指汽车从全新状态投入使用开始，直到在技术上不能按原有用途继续使用为止的年限。它与汽车的制造质量、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。通过对车辆的恢复性修理，延长车辆的物理寿命。一、汽车物理寿命

汽车技术寿命是指汽车从全新状态投入使用后，由于科学技术进步，使原有车辆丧失其使用价值所经历的年限。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。科学技术进步越快，汽车技术寿命也就越短。二、汽车技术寿命

汽车经济寿命是指汽车从全新状态投入使用开始，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。

年平均费用是车辆在所使用年限内每年平均折旧费用与该汽车发生的经营总费用。汽车使用时间越长，每年分摊的折旧费越少。随着汽车使用年限的增加，汽车有形磨损的增加，汽车技术性能逐渐下降，使汽车使用所需要的运行材料（特别是燃料和润滑料）费用、工时费用、维修费用随之增加。延长使用年限使折旧费用的下降，会被经营费用的增加逐渐抵消。年均总费用是使用时间的函数。汽车使用至一定年限就会达到年均总费用的最低值，如图9-1所示。三、汽车经济寿命

三、汽车经济寿命图9-1汽车年均总费用曲线

决定年均总费用最低的横坐标上标示的年限，就是汽车经济寿命，即三、汽车经济寿命

汽车折旧寿命是指按国家规定或企业自行规定的折旧率，把汽车总值扣除残值后的余额，折旧到接近于零所经历的年限或里程。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而定。四、汽车折旧寿命

第三节

活塞连杆组故障诊断与修复更新理论

汽车经过一段时间的使用而产生故障导致性能下降，是可以看到或者测到的。例如，汽车动力下降、油耗增加、振动加大等，都是有形磨损的具体表现形式。

有形磨损主要发生在汽车使用过程中，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。这类有形磨损发展到一定程度，汽车就会出现故障，使维修费用、运行材料费用增高，运输效率下降。若汽车继续使用下去，在经济上将是不合算的。一、有形磨损

汽车在闲置过程中发生的有形磨损，称为第二种磨损。如零部件长期不用而锈蚀，日晒、雨淋使车身漆面及橡胶件老化，或因其他管理措施不善和缺乏正确的管理措施而引起的其他损失。这类磨损所造成的损失一般很大。

第一种有形磨损与使用时间和使用强度成正比，第二种有形磨损在一定程度上与闲置时间成正比。

按汽车能否被修复，汽车的有形磨损又可以分为两类。

第一类，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、小修可以消除各种因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。一、有形磨损

第二类，不能通过同样的方法消除，如一些零部件的老化和疲劳。前者称为能消除的有形磨损，后者称为不能消除的有形磨损。

在有形磨损增加到车辆的技术状况变坏，而不能继续作为运输工具使用时，就认为车辆已到了完全磨损的程度。这就需要用同样用途的新车替代旧车。

有形磨损反映了汽车使用价值的降低。当采用修理方法消除这种磨损时，相应地又要支出一定的费用。通常，修理费用不应超过一定的限度。一、有形磨损

车辆的有形磨损发展到完全磨损的期限，受到很多因素影响。

科学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表面粗糙度的降低，以及车辆结构的改善，可使车辆的耐久性得到提高，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。

与现代科学技术有关的一系列措施，又会加快有形磨损的速度，提早发展到完全磨损的期限。这是因为车辆采用高度自动化管理系统、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。在提高车辆使用效率的同时，车辆的使用强度加大，从而促使车辆的有形磨损加快。一、有形磨损

汽车的无形磨损，是指在科学技术进步的影响下，不断出现结构更加完善、效率更高的车辆，从而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。车辆的价值并不取决于最初的生产成本，而是再生产所用的生产耗费。在科学技术进步的同时，这种耗费也是不断下降的。

无形磨损又可分为两种形式。因相同结构（同型）车辆再生产价值的降低，而发生现有车辆价值的贬值，称为第一种无形磨损。因不断出现结构更完善、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。二、无形磨损

第一种无形磨损，是指汽车的结构、动力性和燃料经济性等使用性能不变，但受科学技术进步的影响，使汽车的原始价值遭到损失。在汽车生产制造过程中，由于制造工艺不断改进，使汽车制造成本不断降低，劳动生产率不断提高。这样一来，生产车辆的社会劳动耗费降低，从而使车辆贬值。

由于科学技术进步既影响汽车生产制造企业，也影响汽车维修企业，但对前者的影响常大于后者，汽车本身价值降低的速度比维修后价值降低的速度快。因此，有可能出现费用超过合理限度的情况，从而使汽车的使用寿命缩短。二、无形磨损

第二种无形磨损，是指新车型的出现使原有车型落后。如果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比较陈旧的在用汽车的必要性，即产生汽车是否更换问题。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的事实，而是决定于在用车型的贬值程度，以及在运输生产中继续使用旧型汽车时其经济效果下降的程度。二、无形磨损

综合磨损，是指车辆设备在有效使用期内发生的有形磨损和无形磨损的综合。

研究车辆更新时，首先是分析有形磨损期和无形磨损的长短及其相互关系。

有形磨损和无形磨损都会引起车辆设备原始价值的降低；而车辆有形磨损严重时，常常在修复之前车辆就不能正常运行而被迫停驶，但任何形式的无形磨损，均不影响车辆的正常运行。

推迟有形磨损，对提高车辆耐久性具有重要经济效果。增加耐久性是有经济界限的。这个界限取决于车辆无形磨损期的长短。这通常会出现三种情形。三、综合磨损

（1）“无维修设计”方案。通过优化车辆设计，使有形磨损期与无形磨损期相接近，即当车辆达到应该大修的时刻，也同时达到了应该更换的时刻。这种理想方案可称为“无维修设计”，只是技术性的理想目标，实际上难以做到。（2）车辆已遭受完全有形磨损，而无形磨损期未到来。这时只需研究对该车辆进行大修是否合理，否则宜将同车型用新车更换。三、综合磨损

（3）无形磨损期早于有形磨损期。这时，人们面临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在用车辆。这个具体问题还需将经济性和可行性相结合进行分析，才能得出正确决策。

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通过维修来实现的，无形磨损的局部补偿是现代化改装。后者因汽车技术的进步速度加快，目前除了运动车之外已基本消失。

有形磨损和无形磨损的全部补偿就是更换或者更新车辆。三、综合磨损

第四节

活塞连杆组故障诊断与修复汽车更新时刻

车辆更新时刻，是汽车运输企业及各级经济组织管理决策中的重要问题之一。

当一辆汽车已磨损到不能使用且不宜大修时，换用一辆性能相同的车辆，是一种简单的替换。这种替换没有以明确的技术经济分析作为依据，无所谓“最佳更新时机”。只有在技术进步高速发展的条件下，企业应更多地以效能更高、结构更加完善的先进车型，代替物理上不能使用或经济上不宜继续使用的陈旧车辆。更换的规模越大，时间越快，企业的生产率提高程度也就越大。但是，为了在提高运输生产率的同时取得最大的使用经济效率，就要研究车辆“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。汽车使用年限是按年平均行驶里程折算的汽车使用年限。汽车使用里程是车辆开始投入使用到更新时刻的累计行驶里程数。营运车辆在以年限作为计量指标的同时，常把使用里程作为参考指标。

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是计算汽车经济使用寿命，主要有低劣化数值法、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。

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。假定汽车已使用里程L，该车原价Kn，轮胎购置费为Ct，汽车残值为Cz。若令K0=Kn-Ct-Cz，则按里程计算的折旧率为K0/L。

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（维修、燃料、润滑材料）费用增加，称为车辆低劣化。设b为车辆低劣化的增加强度，则在使用里程L内的平均低劣化数值为bL/2。一、低劣化数值法

图9-2所示为车辆使用费用与使用里程之间关系曲线。其中，使用费用计算式为一、低劣化数值法

一、低劣化数值法图9-2车辆使用费用与行驶里程的关系

若要使车辆按里程计算的平均使用费用最小，只需，求得汽车经济寿命为

一、低劣化数值法

表示汽车劣化程度的b值，可通过将营运（燃料＋维修＋大修均摊）费用与汽车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，所以应采用区间估计法推算出ｂ值的置信区间，再由式（9-2）确定汽车经济使用寿命的变化范围。对于数理统计中一元线性函数的表达式为

一、低劣化数值法

一、低劣化数值法

以某型汽车使用数据进行统计分析为例，见表9-4，将里程与总费用进行回归后，得到回归方程式为

一、低劣化数值法

一、低劣化数值法

表低劣化强度的增长强度b=0.218元/（1000km）2。设K0=10500元，由式（9-2）得到经济寿命里程LG为一、低劣化数值法

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。这样，就可在同一时间基点上，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。其折算公式为二、应用现值及投资回收系数估算法

设汽车使用过程中，平均每年陆续付出的费用的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，故称为现值）。则R与P之间的关系为二、应用现值及投资回收系数估算法

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，即为经济寿命年限。以表9-4中的数据为例，取利率i＝10%，b＝0.218，K0＝10500元，按式（9-10）列表计算，结果见表9-5。当利率为10％时，经济寿命为11年。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。二、应用现值及投资回收系数估算法

二、应用现值及投资回收系数估算法

面值法是一种仅以账面数据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