汽車發(fā)動(dòng)機(jī)再制造工藝及修復(fù)技術(shù)初探(精)

1、第 21卷第 6 期 2008年 12 月常州工學(xué)院學(xué)報(bào)Journal of C hangzhou Institute of TechnologyV ol . 21 N o . 6D ec . 2008汽車發(fā)動(dòng)機(jī)再制造工藝及修復(fù)技術(shù)初探劉羽(常州工學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院 , 江蘇常州 213002摘要:描述了汽車發(fā)動(dòng)機(jī)再制造加工的工藝過(guò)程 , 對(duì)檢測(cè)、包裝等過(guò)程進(jìn)行了分析 , 關(guān)鍵詞 :再制造 ; 發(fā)動(dòng)機(jī) ; 修復(fù)技術(shù)中圖分類號(hào) :TK406 :1671-0436(2008 06-0011-04, 因此 , 改變國(guó)內(nèi)傳統(tǒng)汽車維修觀念 , 建立專業(yè)化、規(guī)模化的汽車維修廠和 符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的中國(guó)汽車維修服

2、務(wù)業(yè) , 實(shí)乃當(dāng)務(wù)之急。汽車發(fā)動(dòng)機(jī)再制造這一全新 的維修概念是振興中國(guó)汽車工業(yè) , 并與國(guó)際水平接軌的必經(jīng)之路。了專業(yè)化、大批量的流水作業(yè)線生產(chǎn) , 保證了產(chǎn)品質(zhì)量和性能。發(fā)動(dòng)機(jī)再制造賦予了報(bào)廢的發(fā)動(dòng)機(jī)第二次生命 , 這不同于發(fā)動(dòng)機(jī)的大修 , 是舊發(fā) 動(dòng)機(jī)的質(zhì)的轉(zhuǎn)變 , 發(fā)動(dòng)機(jī)再制造產(chǎn)業(yè)具有高質(zhì)量、高效率、低費(fèi)用、低污染的優(yōu)點(diǎn) , 它能夠給用戶帶來(lái)極大的實(shí)惠 , 給企業(yè)帶來(lái)極大的利潤(rùn)。從發(fā)動(dòng)機(jī)再制造的理論和 實(shí)踐, 都說(shuō)明了發(fā)動(dòng)機(jī)再制造產(chǎn)業(yè)是汽車維修行業(yè)的發(fā)展方向 , 是利國(guó)利民的綠色行 業(yè)和朝陽(yáng)產(chǎn)業(yè)。1 發(fā)動(dòng)機(jī)再制造的概念及特點(diǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)再制造是將舊發(fā)動(dòng)機(jī)按照再制造標(biāo)準(zhǔn) , 經(jīng)嚴(yán)格的再制造工藝后

3、 , 恢復(fù)成各 項(xiàng)性能指標(biāo)達(dá)到或超過(guò)新機(jī)標(biāo)準(zhǔn)的再制造發(fā)動(dòng)機(jī)的過(guò)程。汽車發(fā)動(dòng)機(jī)再制造既不是 一般意義上的新發(fā)動(dòng)機(jī)制造 , 也非傳統(tǒng)意義上的發(fā)動(dòng)機(jī)大修 , 而是一個(gè)全新的概念。新發(fā)動(dòng)機(jī)制造是從新的原材料開始 , 而發(fā)動(dòng)機(jī)再制造則以舊發(fā)動(dòng)機(jī)為 “毛坯”以, 可以修復(fù)的基礎(chǔ)件為加工對(duì)象 , 充分挖掘舊發(fā)動(dòng)機(jī)的潛在價(jià)值。發(fā)動(dòng)機(jī)再制造省去 了毛坯的制造及加工過(guò)程 , 節(jié)約了能源、材料、費(fèi)用 , 并減少了污染。統(tǒng)計(jì)資料表明 新制造發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí) , 制造零件的材料和加工費(fèi)用約占 70%75%, 而再制造中其材料和 加工費(fèi)用僅占 6% 10%。發(fā)動(dòng)機(jī)大修大多是以單機(jī)為作業(yè)對(duì)象 , 采用手工作業(yè)方式 , 修理周期過(guò)長(zhǎng)

4、 , 生產(chǎn) 效率及修復(fù)質(zhì)量有很大的局限性。再制造汽車發(fā)動(dòng)機(jī)則采用收稿日期 :20082102082 發(fā)動(dòng)機(jī)再制造的工藝流程通常情況下 , 退役發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)入再制造工序1后, 可采用再制造工藝流程 , 如圖 1所示。 211 全面拆解舊發(fā)動(dòng)機(jī)將廢舊產(chǎn)品完全拆解成單個(gè)的零件 , 這是將其再制造到如新品質(zhì)量的首要步 驟。拆解過(guò)程中還需要對(duì)那些明顯不能進(jìn)行再制造加工利用的零件進(jìn)行及時(shí)的鑒別 和剔除, 如廢舊產(chǎn)品中斷裂的外殼、磨損嚴(yán)重的軸瓦和活塞等等 , 都不可用于再制造 需要及時(shí)地予以清除。需要辨別剔除的零件 , 包括所有的不能再利用的基礎(chǔ)件 , 如油 封和密封件等。在拆解過(guò)程中將各類零件統(tǒng)一存放 , 一

5、個(gè)完整的發(fā)動(dòng)機(jī)被拆解成不同類型的零 部件, 與原發(fā)動(dòng)機(jī)不再一一對(duì)應(yīng)12 常州工學(xué)院學(xué)報(bào) 2008年圖 1 212 清洗塵、油脂、油漬、銹蝕 , 等, 種清洗方法。根據(jù)零件的用途和材料 , 選擇不同的清洗方法 , 如高溫分解、化學(xué)清洗、超聲波 清洗、振動(dòng)研磨、液體噴砂、干式噴砂等方式 , 出于對(duì)環(huán)境保護(hù)的要求和清洗技術(shù) 的發(fā)展, 化學(xué)清洗在減少 , 機(jī)械清洗和高溫清洗的比例在逐步增加。 213 對(duì)清洗后 的零件進(jìn)行嚴(yán)格的檢驗(yàn)判斷檢驗(yàn)后的零件可分為 3 類:1 可直接用于再制造發(fā)動(dòng)機(jī)裝配的零件 , 主要包括進(jìn)氣管總成、前后排氣支 管、油箱底殼等 , 這類零件 80%以上可直接應(yīng)用2 可再制造修復(fù)的

6、失效零部件 , 主要包括缸體總成、連桿總成、曲軸總成、噴 油泵總成、缸蓋總成等 , 這類零件可再制造率一般達(dá) 80%以上。3 需用新品替代的淘汰零件。據(jù)統(tǒng)計(jì) , 舊斯太爾發(fā)動(dòng)機(jī)中前 2 類零件的比例占 重量的 9415%, 價(jià)值占 9011%, 數(shù)量占 8517%。零件的檢驗(yàn)內(nèi)容主要包括幾何精度檢驗(yàn)、表面質(zhì)量檢驗(yàn)、力學(xué)性能檢驗(yàn)、內(nèi)部 缺陷檢驗(yàn)、重量與平衡檢驗(yàn)等。常用的方法包括感覺檢驗(yàn)法、儀器工具檢驗(yàn)法和物 理檢驗(yàn)法等。同時(shí)對(duì)零件的檢驗(yàn)要及時(shí)收集數(shù)據(jù) , 加強(qiáng)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì) , 提高分類及檢驗(yàn)效 率。 214 失效零件的再制造加工再制造加工包括對(duì)零部件的恢復(fù)和升級(jí) , 主, 采用先進(jìn)的 , 或者升級(jí)。

7、再制造加工方法很多 , 主要包括 : 恢復(fù)尺寸法、修理尺 寸法、附加零件法、改造升級(jí)法等 , 例如, 可利用先進(jìn)表面處理技術(shù)進(jìn)行表面尺寸恢 復(fù), 使表面性能優(yōu)于原來(lái)零件或者采用機(jī)械加工將相關(guān)零件加工到相應(yīng)修理尺寸 , 恢 復(fù)到正常配合標(biāo)準(zhǔn)或者通過(guò)修改或增加零部件的部分結(jié)構(gòu)或模塊 , 增加部分新功能 或者修改原產(chǎn)品的缺陷 , 提高產(chǎn)品的綜合性能等。再制造加工技術(shù)包括 :表面工程技術(shù)、機(jī)械加工技術(shù)、激光修復(fù)技術(shù)等。不同 工藝具有不同的特點(diǎn)和適用性 , 在確定合理的零件再制造加工方法時(shí) , 主要從技術(shù)、 經(jīng)濟(jì)、環(huán)保等方面考慮 , 并保證再制造加工后零件的適用性、耐久性和技術(shù)經(jīng)2濟(jì)性。對(duì)再制造加工后的

8、零件也要進(jìn)行測(cè)試檢驗(yàn) , 符合新品技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的可進(jìn)入裝配程 序, 否則需進(jìn)一步進(jìn)行再制造加工或報(bào)廢淘汰處理。 215 裝配通過(guò)上述步驟后 , 合格的零部件運(yùn)送到裝配車間 , 淘汰的零件則采用新品零件替 換, 即可進(jìn)入產(chǎn)品裝配 , 這是保證再制造產(chǎn)品質(zhì)量的最后工步。裝配前需要制訂科學(xué) 的裝配工藝 , 裝配過(guò)程中要按產(chǎn)品要求保證配合表面間的配合質(zhì)量和接觸質(zhì)量 , 如零 件間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)精度、相互位置精度、密封性、清潔度和調(diào)整要求等。同裝配新品 時(shí)一樣, 要嚴(yán)格按照裝配規(guī)定進(jìn)行 , 如, 被裝配的零件要干凈 , 裝配中用力要合適 , 要 按照裝配程序進(jìn)行裝配 , 做好裝配零件間隙的調(diào)整和零件間相互位置的

9、校正 , 做好相 應(yīng)的密封和潤(rùn)滑等 , 以保證第 6 期劉羽 : 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)再制造工藝及修復(fù)技術(shù)初探 13裝配后的再制造產(chǎn)品得到最好的性能。 216 測(cè)試、包裝對(duì)再制造發(fā)動(dòng)機(jī)按照新發(fā)動(dòng)機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行整機(jī)性能指標(biāo)測(cè)試 , 應(yīng)滿足新發(fā)動(dòng)機(jī) 設(shè)計(jì)要求。整機(jī)測(cè)試是保證產(chǎn)品質(zhì)量必不可少的工序 , 測(cè)試方法和要求均按新品標(biāo) 準(zhǔn)執(zhí)行。不同的是每一臺(tái)再制造產(chǎn)品必須進(jìn)行整機(jī)測(cè)試 , 而不能采用抽樣檢測(cè)的方 法。再制造產(chǎn)品的包裝裝潢是保證消費(fèi)者對(duì)再制造產(chǎn)品信心的重要內(nèi)容之一。主要 包括對(duì)產(chǎn)品本身的外觀包裝裝潢 , 例如, 外露件的噴漆 , 印刷制作精美的產(chǎn)品說(shuō)明 書、質(zhì)保書 , 志, 制訂包裝盒等出環(huán)保理念 , ,

10、 可以進(jìn)粉在鎳基復(fù)合鍍層中的共沉積量 改善納米粉在鍍層中的均勻程度 , 解決納米粉在復(fù)合鍍層中難以均勻分散這一關(guān)鍵 問(wèn)題。在納米材料的彌散強(qiáng)化作用下 , 獲得的納米復(fù)合鍍層表現(xiàn)出比單一快速鎳刷 鍍層更好的性能。納米復(fù)合電刷鍍技術(shù)在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的軸承、軸承座零件的磨損部 位得到應(yīng)用 , 進(jìn)行零部件表面損傷的修復(fù)、強(qiáng)化和防護(hù) , 312、, 可以應(yīng)用。新型高速電弧噴涂與普通電弧噴涂相比 , 粒子速度顯著提高、霧化效果明顯改 善; 涂層的結(jié)合強(qiáng)度顯著提高 , 涂層的孔隙率和表面粗糙度低。高速電弧噴涂具有 優(yōu)質(zhì)、高效、低成本的特點(diǎn) , 在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)再制造中具有廣闊的應(yīng)用前景。目前采 用高速電弧噴涂復(fù)合涂

11、層 , 恢復(fù)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸的軸徑尺寸 , 并且提高摩擦表面硬度 和耐磨性 , 使其性能得到提高。 313 納米固體潤(rùn)滑干膜技術(shù)表面減摩技術(shù)的應(yīng)用 , 能夠提高汽車裝備中機(jī)械設(shè)備運(yùn)行的可靠性 , 延長(zhǎng)使用壽 命, 減少維修次數(shù)。固體潤(rùn)滑干膜技術(shù)是一種新型減摩技術(shù) , 能夠在高溫、高負(fù)荷、 超低溫、超高真空、強(qiáng)氧化還原和強(qiáng)輻射等環(huán)境條件下有效潤(rùn)滑。納米固體潤(rùn)滑技術(shù)通過(guò)在固體潤(rùn)滑干膜中添加潤(rùn)滑和抗磨作用的納米粒子, 改善固體潤(rùn)滑干膜的潤(rùn)滑、耐磨損性能 , 能夠在常規(guī)油脂不宜使用的特殊環(huán)境下實(shí)現(xiàn) 有效潤(rùn)滑 , 并且沒(méi)有油脂潤(rùn)滑所存在的污染及漏油等問(wèn)題。如含有納米氧化鋁4材料的固體潤(rùn)滑干膜的耐磨性提高了

12、 25 倍。納米固體潤(rùn)滑膜可以用到幾乎 所有的摩擦部件上而不需要改變部件的尺寸 , 而且還具有優(yōu)良的防腐蝕性能和動(dòng)密 封性能, 能起到防止機(jī)械振動(dòng)和減少機(jī)械噪音的作用。目前已經(jīng)在一些重載車輛中 使用了具有良好耐磨、減摩和防腐性能的納米固體潤(rùn)滑干膜 , 并取得了明顯的效 果。另外, 超音速等離子噴涂技術(shù)、納米減摩原位動(dòng)態(tài)自修復(fù)技術(shù)等在汽車發(fā)動(dòng)機(jī) 再制造中也將能3 發(fā)動(dòng)機(jī)的修復(fù)技術(shù)再制造工程所需要的技術(shù)種類非常廣泛 , 其中各種表面技術(shù)和復(fù)合表面技術(shù)主 要用來(lái)修復(fù)和強(qiáng)化廢舊零件的失效表面 , 是實(shí)施再制造的主要技術(shù)。發(fā)動(dòng)機(jī)再制造的關(guān)鍵是對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的主要零部件的再制造 , 這些零部件主要包括 缸體、缸

13、蓋、曲軸和連桿等。由于現(xiàn)代表面工程技術(shù)具有優(yōu)質(zhì)、高效、低耗等先進(jìn) 制造技術(shù)特征 , 采用它可直接針對(duì)許多貴重零部件的失效實(shí)施局部表面強(qiáng)化或修復(fù) 重新恢復(fù)使用價(jià)值。常用的修復(fù)技術(shù)有 :納米復(fù)合電刷鍍技術(shù)、高速電弧噴涂技術(shù)、納米固體潤(rùn)滑 干膜技術(shù)等。 311 納米復(fù)合電刷鍍技術(shù)由于納米材料具有優(yōu)異的力學(xué)性能 , 可用于制造超硬、高強(qiáng)、高韌超塑性材料 及高性能陶瓷和高韌、高硬涂層 , 不僅能夠獲得質(zhì)量?jī)?yōu)良的原材料 , 而且可以采用表 面工程技術(shù)對(duì)零部件進(jìn)行維修或再制造 , 獲得高性能的零件或備件。以納米金剛石和納米陶瓷為代表的納米硬粉 , 具有很高的硬度和較好的耐高溫能力 , 在鍍層應(yīng)用可 以較3大

14、幅度地改善電刷鍍鍍層的機(jī)械性能。通過(guò)將納米材料與高效的電刷鍍技術(shù)結(jié)合, 并采用鎳包覆法對(duì)納米粉表面進(jìn)行處理 , 可有效地提高納米14常州工學(xué)院學(xué)報(bào) 2008 年發(fā)揮重要的作用。超音速等離子噴涂以等離子弧為熱源 , 可以將微納米陶瓷 粉、復(fù)合粉等多種噴涂材料加熱到熔融狀態(tài) , 利用超音速射流沉積得到結(jié)合強(qiáng)度 高、孔隙率低的高質(zhì)量涂層 , 在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)零件再制造方面有廣泛的應(yīng)用前景。納 米減摩原位動(dòng)態(tài)自修復(fù)技術(shù)通過(guò)在潤(rùn)滑油中加入納米減摩添加劑 , 在摩擦化學(xué)作用 下原位動(dòng)態(tài)修復(fù)零件表面微損傷 , 能夠有效地降低摩擦、減小磨損 , 降低油耗 , 提高 發(fā)動(dòng)機(jī)的有效功率 , 能夠用于提高再制造發(fā)動(dòng)機(jī)的

15、性能 , 延長(zhǎng)使用壽命。需要應(yīng)用各種高新技術(shù)實(shí)現(xiàn)節(jié)約資源、提高性能和質(zhì)量 , 這有待進(jìn)行大量深入 細(xì)致的研究工作。再制造工程的發(fā)展要走產(chǎn)業(yè)化、高技術(shù)化的道路 , 建立嚴(yán)格的管 理檢測(cè)機(jī)制 , 確保再制造產(chǎn)品的性能和質(zhì)量 , 才能使再制造工程得到健康的發(fā)展 , 并 發(fā)揮良好的作用 , 產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和環(huán)境資源效益。1, 謝建軍. J .中國(guó), (10 :4749.4 結(jié)語(yǔ)源 , , 。 ,2. J , 2007(10 :1536-1541. 汽車再制造現(xiàn)狀及其關(guān)鍵工藝 J .農(nóng)機(jī)使用與維修, 2007(4 :100-101.4徐濱士, 馬世寧. 綠色再制造工程設(shè)計(jì)基礎(chǔ)及其關(guān)鍵技術(shù)J .中國(guó)表面工程 , 2001(2 :12-15.Study on Eng i n e Remanufactur i n g Technolog i ca l Process andIts Repa i r TechnologyL I U Y u(School of M echanical &E lectrical Engineering, Changzhou Institute of Technology, Changzhou 213002Abstract:This paper describes the technological p rocess