載貨汽車發(fā)動(dòng)機(jī)再制造技術(shù)的發(fā)展分析

摘 要：針對(duì)載貨汽車發(fā)動(dòng)機(jī)再制造技術(shù)，在簡(jiǎn)單背景敘述的基礎(chǔ)上，對(duì)其應(yīng)用和發(fā)展進(jìn)行深入分析，提出未來(lái)的發(fā)展方向，如采用并發(fā)展納米電鍍技術(shù)、高速電弧噴涂技術(shù)等，為發(fā)動(dòng)機(jī)再制造技術(shù)充分發(fā)揮應(yīng)有作用效果提供參考借鑒。

關(guān)鍵詞：汽車發(fā)動(dòng)機(jī)；發(fā)動(dòng)機(jī)再制造

中圖分類號(hào)：U466 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1004-7344（2018）35-0218-02

再制造目前是正處快速發(fā)展時(shí)期的新興技術(shù)與產(chǎn)業(yè)，它是包含表面技術(shù)等在內(nèi)的諸多新技術(shù)整合到一起，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)及其零部件實(shí)際情況，進(jìn)行針對(duì)性的修復(fù)或優(yōu)化改造，能使已經(jīng)使用很長(zhǎng)一段時(shí)間或已經(jīng)報(bào)廢的零部件重新獲得高的使用價(jià)值，可見(jiàn)這是一項(xiàng)完全符合我國(guó)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的技術(shù)?，F(xiàn)在很多技術(shù)人員都對(duì)加快再制造技術(shù)發(fā)展達(dá)成共識(shí)，對(duì)此開(kāi)展的專題研究與實(shí)踐也不斷增多。相信在不久的未來(lái)，這項(xiàng)技術(shù)將得到大范圍普及，使汽車及其零部件產(chǎn)業(yè)更上一個(gè)臺(tái)階。

1 技術(shù)背景

再制造技術(shù)很早就出現(xiàn)在汽車零部件領(lǐng)域，目前國(guó)外已形成規(guī)模極大的產(chǎn)業(yè)。SAE曾數(shù)次舉辦再制造技術(shù)主題會(huì)議，對(duì)包含轉(zhuǎn)向器、離合器與發(fā)動(dòng)機(jī)等在內(nèi)的重要零部件，給出再制造技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。PERA協(xié)會(huì)定期都會(huì)出版和再制造技術(shù)有關(guān)的快報(bào)，同時(shí)自主創(chuàng)辦了對(duì)應(yīng)專業(yè)雜志。90年代之后，美國(guó)汽車零部件領(lǐng)域的再制造市場(chǎng)銷售總額大幅增加，尤其是車輛動(dòng)力市場(chǎng)，有近90%的產(chǎn)品為再制造產(chǎn)品。目前，國(guó)內(nèi)三大汽車集團(tuán)正致力于建造零部件再制造的生產(chǎn)儲(chǔ)存和業(yè)務(wù)交流中心，以此對(duì)回收的零部件予以充分利用，可直接降低成本和高效利用資源。很多家大規(guī)模公司已達(dá)成共識(shí)結(jié)成聯(lián)盟，設(shè)立專門的拆卸中心，對(duì)不同零部件的拆除、再制造及裝配進(jìn)行深入分析[1]。

現(xiàn)國(guó)內(nèi)對(duì)再制造技術(shù)的研究還處在起步的階段，大部分項(xiàng)目都集中于單項(xiàng)技術(shù)。在汽車行業(yè)的再制造技術(shù)中引入表面工程技術(shù)能有效提高新產(chǎn)品質(zhì)量。我國(guó)最早開(kāi)展表面工程技術(shù)分析的機(jī)構(gòu)為“全軍裝備維修表面工程研究中心”，引入等離子噴涂等先進(jìn)技術(shù)對(duì)零部件實(shí)施再制造修復(fù)和優(yōu)化改進(jìn)。試驗(yàn)表明，采用再制造技術(shù)完成的零部件，其耐磨性能得到明顯提升，最高可以提高8.3倍延長(zhǎng)2～3倍的使用壽命。我國(guó)上海、武漢與濟(jì)南等多個(gè)地區(qū)都已形成發(fā)動(dòng)機(jī)這一關(guān)鍵零部件的再制造自動(dòng)生產(chǎn)線，再制造能力得以大幅提升。加之科研機(jī)構(gòu)大力投入，使新產(chǎn)品質(zhì)量得到了更顯著的提升。

2 技術(shù)應(yīng)用與發(fā)展

對(duì)于再制造工程而言，其需要的技術(shù)類型十分廣泛，比如利用表面或復(fù)合表面技術(shù)對(duì)零部件上已經(jīng)失效的表面進(jìn)行修復(fù)。發(fā)動(dòng)機(jī)再制造在整個(gè)汽車再制造領(lǐng)域中是關(guān)鍵性問(wèn)題，具體包含以下幾種零部件：缸體、缸蓋、曲軸與連桿，在再制造相關(guān)技術(shù)中，表面技術(shù)具有重要作用，可通過(guò)對(duì)熱噴涂或納米電刷鍍相關(guān)新技術(shù)的應(yīng)用來(lái)提高產(chǎn)品質(zhì)量。

2.1 納米電刷鍍

因納米材料有良好的力學(xué)性能，所以可在超硬與高強(qiáng)材料的制造中使用，也可用于形成高硬度或高韌性涂層，除了可以獲得良好原材料，還能借助表面技術(shù)對(duì)不同的零部件實(shí)施維修與再制造，最終得到性能符合高標(biāo)準(zhǔn)的新零件。對(duì)于納米硬粉比如納米陶瓷與納米金剛石，不僅硬度極高而且耐高溫，用于鍍層能有效改善鍍層整體機(jī)械性能。此外，對(duì)納米材料和新型電刷鍍技術(shù)進(jìn)行充分結(jié)合，通過(guò)鎳包覆處理所用納米粉表面，能大幅提高鍍層中納米粉的總沉積數(shù)量，保證鍍層中納米粉分布均勻性。由于納米材料具有彌散強(qiáng)化作用，形成的鍍層在此作用下可以表現(xiàn)出遠(yuǎn)好于單一鍍層的綜合性能。目前，該技術(shù)已廣泛用于軸承及軸承座等零部件，對(duì)受損的零部件表面實(shí)施修復(fù)與強(qiáng)化，提高鍍層在標(biāo)準(zhǔn)負(fù)荷作用下的抗磨損及抗疲勞能力[2]。

2.2 高速電弧噴涂

利用這項(xiàng)技術(shù)可以制作具有極強(qiáng)耐磨性能、防滑性能和防腐性能的土層，也可用于對(duì)磨損嚴(yán)重的零部件進(jìn)行修復(fù)與強(qiáng)化。相對(duì)于傳統(tǒng)電弧噴涂技術(shù)，新技術(shù)粒子速度較高，且具有更好的霧化效果；增強(qiáng)涂層結(jié)合強(qiáng)度，無(wú)論是粗糙度還是孔隙率均較低。此外，這項(xiàng)技術(shù)還具有成本低、效率高和質(zhì)量好等優(yōu)勢(shì)，在當(dāng)前的發(fā)動(dòng)機(jī)再制造領(lǐng)域有良好發(fā)展前景?，F(xiàn)階段主要利用該技術(shù)形成復(fù)合式涂層，以此恢復(fù)原有軸徑尺寸，同時(shí)還能顯著提高耐磨性能與表面硬度，最終使綜合性能均得以大幅提高。

2.3 劃傷快速填充

該技術(shù)主要是借助脈沖點(diǎn)焊裝置及專用材料修復(fù)零部件上被劃傷的部位。利用高能電脈沖來(lái)大幅提高溫度，促使經(jīng)過(guò)先行處理的零部件表面及新材料發(fā)生熔化，然后對(duì)兩者進(jìn)行微區(qū)焊接。這項(xiàng)技術(shù)可以對(duì)零部件發(fā)生的棱邊損傷、磨損及溝槽進(jìn)行急速修補(bǔ)，使零部件恢復(fù)到原來(lái)的形狀與尺寸，精度滿足設(shè)計(jì)要求，質(zhì)量可靠。

2.4 納米固體潤(rùn)滑干膜

隨著表面減摩大量引入，各種機(jī)械特別是汽車機(jī)械的潤(rùn)滑性、耐蝕性、耐磨性等性能明顯提升設(shè)備壽命得以大幅延長(zhǎng)，可長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行，大量減少了維修的次數(shù)。而固體潤(rùn)滑干膜則屬于全新減摩技術(shù)，可在高溫或超低溫、高負(fù)荷及真空等特殊條件下進(jìn)行有效潤(rùn)滑。

該技術(shù)通過(guò)具有抗磨性能的納米粒子的適量添加，對(duì)干膜自身潤(rùn)滑性能及耐磨性能力予以改善，可以在普通潤(rùn)滑油脂無(wú)法使用的條件下依然實(shí)現(xiàn)潤(rùn)滑，而且還不會(huì)造成污染與滲漏。比如，采用納米氧化鋁為添加粒子的干膜，其耐磨性能最高可以提升5倍。另外，這種全新的潤(rùn)滑膜對(duì)摩擦部位形狀和尺寸沒(méi)有要求，具有極高的適用性，并且還能改善動(dòng)密封與防腐蝕等其它性能，減少機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)及噪音?，F(xiàn)在這項(xiàng)技術(shù)已廣泛用于大型載貨汽車，在提高零部件耐磨性能，減少摩擦與腐蝕方面取得了良好的成效[3]。

除此之外，超音速等離子噴涂與納米減摩原位動(dòng)態(tài)自修復(fù)等新技術(shù)也正用于再制造，逐漸起到重要作用。其中，前者將等離子弧作為主要熱源，將復(fù)合粉或微納米陶瓷粉作為噴涂材料，在噴涂前將其加熱至熔融的實(shí)際狀態(tài)，然后在超音速射流作用下形成高強(qiáng)涂層，這一涂層的孔隙率一般很低，特別適用于再制造領(lǐng)域。而后者則是將由納米材料制成的添加劑添加到潤(rùn)滑油當(dāng)中，然后通過(guò)摩擦化學(xué)作用使零部件表面產(chǎn)生微損傷恢復(fù)，可有效減小零部件的磨損，并起到一定降低油耗的作用，保證零部件使用率，充分發(fā)揮其良好性能。

2.5 質(zhì)量控制

對(duì)生產(chǎn)和制造來(lái)說(shuō)，質(zhì)量是每個(gè)產(chǎn)業(yè)的生存、發(fā)展的生命！對(duì)于再制造而言，其質(zhì)量控制主要包含以下幾個(gè)板塊：毛坯件基本性能及尺寸數(shù)據(jù)等的檢測(cè)和判斷；加工時(shí)的過(guò)程優(yōu)化及動(dòng)態(tài)監(jiān)督與控制；產(chǎn)品成型的無(wú)損檢測(cè)和正常生產(chǎn)情況下進(jìn)行破壞性抽檢。毛坯件是再制造加工主要原材料，不僅具有獨(dú)特性，而其性能往往不穩(wěn)定，需要在正式加工前進(jìn)行全面檢測(cè)，這是保證產(chǎn)品質(zhì)量的重要基礎(chǔ)。從廢舊產(chǎn)品中拆下的零部件，必須進(jìn)行全面檢測(cè)，然后以檢測(cè)結(jié)果為依據(jù)，通過(guò)評(píng)價(jià)，確定這一零部件是否適合再制造，同時(shí)編制相應(yīng)的方案。對(duì)內(nèi)部質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，一般采用無(wú)損檢測(cè)方法，內(nèi)容包括強(qiáng)度、應(yīng)力集中、孔隙及裂紋，確認(rèn)是否存在對(duì)零部件后續(xù)使用有較大影響的缺陷。常用技術(shù)包括超聲檢測(cè)、射線檢測(cè)等，也可使用工業(yè)內(nèi)窺鏡直接進(jìn)行檢測(cè)。對(duì)毛坯件進(jìn)行外觀檢測(cè)，重點(diǎn)是檢查其外形尺寸和表面性能是否滿足要求。如果毛坯件形狀規(guī)則，則可由人工使用普通工具進(jìn)行檢測(cè)即可，而那些形狀較為復(fù)雜的零部件，要使用專門的檢測(cè)工具，比如現(xiàn)在常用的三坐標(biāo)測(cè)量裝置。產(chǎn)品成型后需做質(zhì)量檢驗(yàn)，按照現(xiàn)行檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格執(zhí)行。產(chǎn)品入庫(kù)前，要對(duì)其整體外觀、加工精度、性能參數(shù)等進(jìn)行全面檢驗(yàn)。通過(guò)檢驗(yàn)，能明確產(chǎn)品的質(zhì)量是否滿足質(zhì)量等級(jí)要求，若存在缺陷，還要對(duì)其進(jìn)行類型、位置、成因和嚴(yán)重程度進(jìn)行預(yù)測(cè)，最終為后續(xù)的質(zhì)量改進(jìn)工作提供參考依據(jù)[4]。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，發(fā)動(dòng)機(jī)是汽車的重要組成零部件，直接影響到汽車的動(dòng)力和性能，同時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)又是汽車中較易損壞和發(fā)生故障的部分。因此，通過(guò)對(duì)再制造技術(shù)的合理應(yīng)用，能有效解決發(fā)動(dòng)機(jī)磨損等問(wèn)題，并使發(fā)動(dòng)機(jī)具有更豐富的性能，延長(zhǎng)使用壽命，減少汽車維修次數(shù)。

參考文獻(xiàn)

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[2]李振興，佟立新，王海明.論我國(guó)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)再制造技術(shù)價(jià)值與發(fā)展[J].中國(guó)科技投資，2013（08）：23～24.

[3]婁義峰.我國(guó)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)再制造技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值及技術(shù)[J].中國(guó)科技財(cái)富，2012（11）：20～21.

[4]朱 艷，張新巖，王 帥.車用發(fā)動(dòng)機(jī)再制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展影響因素分析[J].汽車實(shí)用技術(shù)，2017（10）：241～244.

收稿日期：2018-11-16

作者簡(jiǎn)介：韋志成（1979-），男，助理工程師，本科，主要從事制造技術(shù)工作。