內(nèi)燃機(jī)及其零部件再制造關(guān)鍵技術(shù)探討

金紅基 蔣永敏

摘要：在當(dāng)前階段，再制造行業(yè)擁有良好的發(fā)展前景，不僅能夠減少資源浪費(fèi)現(xiàn)象，還可以促進(jìn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的良好發(fā)展。為此，需要積極促進(jìn)再制造技術(shù)的創(chuàng)新，使其能夠?yàn)楣I(yè)領(lǐng)域的健康發(fā)展提供更多的技術(shù)支持。內(nèi)燃機(jī)及其零部件再制造技術(shù)在近幾年得到了大幅度發(fā)展，不僅促進(jìn)了工作效率的提升，還能夠保持較高的再制造加工質(zhì)量，使機(jī)械再制造領(lǐng)域擁有更加廣闊的發(fā)展前景。本文針對(duì)內(nèi)燃機(jī)及其零部件再制造關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了分析探討。

Abstract： In the current stage， the manufacturing industry has a good development prospect， which can not only reduce the waste of resources， but also promote the good development of circular economy. Therefore， it is necessary to actively promote the innovation of remanufacturing technology， so that it can provide more technical support for the healthy development of industrial field. The remanufacturing technology of internal combustion engine and its components has been greatly developed in recent years， which not only promotes the improvement of work efficiency， but also can maintain high remanufacturing quality， so that the field of mechanical remanufacturing has a broader development prospect. The key technologies of remanufacturing internal combustion engine and its components are analyzed and discussed in this paper.

關(guān)鍵詞：內(nèi)燃機(jī);再制造;檢測(cè)技術(shù);修復(fù)技術(shù)

Key words： internal combustion engine;remanufacturing;detection technology;repair technology

中圖分類號(hào)：TH122???????????????????????????????? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A????????????????????????????????? 文章編號(hào)：1674-957X（2021）21-0192-02

0? 引言

在社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展的過(guò)程中，工業(yè)機(jī)械制造領(lǐng)域發(fā)揮著重要的作用。但是隨著制造行業(yè)的快速發(fā)展，不可避免出現(xiàn)了資源浪費(fèi)的情況，對(duì)于行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展造成不利影響。在這樣的時(shí)代背景下，人們對(duì)于綠色環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展理念擁有較高的重視。因此，再制造領(lǐng)域得到了更多的支持與關(guān)注。內(nèi)燃機(jī)在機(jī)械制造領(lǐng)域中占據(jù)著重要的地位，對(duì)于行業(yè)的發(fā)展具有舉足輕重的作用。內(nèi)燃機(jī)及其零部件再制造可以有效減緩資源浪費(fèi)情況，同時(shí)促進(jìn)生產(chǎn)效率和質(zhì)量，給予可靠的技術(shù)支撐，有利于整個(gè)行業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展。

1? 再制造拆卸技術(shù)

在內(nèi)燃機(jī)再制造拆卸過(guò)程當(dāng)中，選用的拆卸工藝通常是較為粗放的手工拆卸。由于拆卸工作較為繁雜，因此尚未成立標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一的規(guī)范化工業(yè)拆卸線。在進(jìn)行拆卸工作過(guò)程中，通常會(huì)使用較為簡(jiǎn)單的手工工具，缺少適應(yīng)性強(qiáng)的自動(dòng)化工具，這樣會(huì)嚴(yán)重降低拆解工作的效率，使拆卸工作的整體質(zhì)量會(huì)受到人為因素的影響[1]。由于內(nèi)燃機(jī)及其部件主要的連接方式呈現(xiàn)出螺栓連接、銷連接、錐花鍵連接以及過(guò)盈配合連接等方式。由于某些螺栓連接和銷連接經(jīng)常存在嚴(yán)重的腐蝕以及損壞情況，甚至?xí)霈F(xiàn)斷頭情況，這對(duì)拆卸工作造成了較大的難度，甚至無(wú)法保證部件的完整拆卸。而某些連接處拆卸預(yù)留空間較小，增加了拆卸工作的整體難度，并且安全性難以保障。在對(duì)過(guò)盈配合連接以及錐花鍵連接處進(jìn)行拆卸時(shí)，通常會(huì)出現(xiàn)不易拆解的情況。如果強(qiáng)制進(jìn)行零部件的拆解，很可能會(huì)造成各個(gè)部件的損壞。在拆卸內(nèi)燃機(jī)的過(guò)程，需要對(duì)被拆卸的機(jī)器結(jié)構(gòu)擁有正確的了解，制定出合理的拆卸順序。拆卸時(shí)由外到內(nèi)逐步拆卸，并且將拆卸的大部件分解成各個(gè)零件。在拆卸重組的螺紋結(jié)構(gòu)件時(shí)，應(yīng)當(dāng)做到對(duì)角交叉分2～3次擰松。由于不同的部件在結(jié)構(gòu)方面存在明顯的區(qū)別，應(yīng)當(dāng)根據(jù)部?jī)r(jià)值類型選擇適合的拆卸工具與方法，在拆卸飛輪、齒輪、皮帶輪等部件時(shí)需要將拉拔器工具拔出，也可以用銅棒接觸被拆件的非工作面進(jìn)行一定的敲擊。在拆卸?？谆蜉S使用的擋圈時(shí)，需要將專用的卡鉗取出[2]。拆卸螺栓螺母的時(shí)候，應(yīng)當(dāng)選擇合適的扳手，并且事先用汽油滲透，用手錘輕輕敲擊頭部四周將上面存在的銹跡進(jìn)行疏松。在當(dāng)前階段，應(yīng)當(dāng)積極開(kāi)展高效自動(dòng)化以及半自動(dòng)化新型輔助拆解工具的設(shè)計(jì)研究。需要對(duì)無(wú)損拆卸方式進(jìn)行深入探討，結(jié)合先進(jìn)的科學(xué)理念優(yōu)化當(dāng)前的拆卸方式，使拆卸工作能夠?qū)崿F(xiàn)無(wú)損高效拆卸。相關(guān)技術(shù)人員需要對(duì)內(nèi)燃機(jī)部件的整體架構(gòu)和零部件復(fù)雜程度進(jìn)行多角度分析，結(jié)合拆卸工作的實(shí)際需求創(chuàng)新設(shè)計(jì)輔助拆卸工具。令內(nèi)燃機(jī)典型零部件的拆卸工作更加高效，并且確保內(nèi)燃機(jī)及其零部件拆解過(guò)程的無(wú)損性。

2? 再制造清洗技術(shù)

在對(duì)內(nèi)燃機(jī)完成拆卸工作之后，對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的清洗確保拆卸部件上的各類污垢能夠得到有效清除。由于零部件的清洗工作是再制造過(guò)程中的重要步驟，因此清洗方法與清洗質(zhì)量都會(huì)對(duì)零部件的再制造質(zhì)量成本和再制造產(chǎn)品壽命都具有決定性影響[3]。在當(dāng)前階段，我國(guó)在內(nèi)燃機(jī)零部件清洗方面通常會(huì)采取化學(xué)清洗措施，但是不論哪一類的清洗工作都面臨著較高的清洗成本，并且整體清洗效率有限，不能夠達(dá)到內(nèi)燃機(jī)再制造清洗的相關(guān)要求。由于內(nèi)燃機(jī)零部件對(duì)于精密度要求比較高，所以清洗效果會(huì)對(duì)零部件的性能造成一定的影響，因此零部件清洗工作也具有較高的要求。為了實(shí)現(xiàn)綠色環(huán)保的清洗工作，降低清洗工作造成的污染情況。內(nèi)燃機(jī)零部件結(jié)構(gòu)具有一定的復(fù)雜性，并且再制造毛坯污物難以清理，因此在以往清洗內(nèi)燃機(jī)的過(guò)程中使用的方法較為單一，不能夠?qū)?nèi)燃機(jī)及其零部件進(jìn)行徹底的清理。在當(dāng)前階段，單一的物理清洗內(nèi)燃機(jī)或者化學(xué)清洗內(nèi)燃機(jī)方法已經(jīng)日漸成熟，但是對(duì)于復(fù)合清洗方法以及綠色環(huán)保清洗研究不多，在進(jìn)行內(nèi)燃機(jī)及其零部件再制造清洗方法研究的過(guò)程中存在較大的難度。為了確保內(nèi)燃機(jī)零部件可以正常使用，需要降低清洗對(duì)零部件造成的損傷和腐蝕，應(yīng)當(dāng)盡量選擇科學(xué)的物理清洗措施，對(duì)零部件上的水垢、油污、氧化皮、有機(jī)涂層等不同類型的污物進(jìn)行科學(xué)有效的清理，并且注重清理方式與工藝選擇的合理性[4]。清洗設(shè)備時(shí)需要提升環(huán)保性，避免對(duì)周圍環(huán)境造成污染。適時(shí)引用新型的清洗工藝，例如干冰清洗、超聲波清洗、二氧化碳清洗等方式，不僅可以帶來(lái)理想的清洗效果，還可以有效保障清洗工作的環(huán)保性。

缸體作為內(nèi)燃機(jī)結(jié)構(gòu)的主體。是各個(gè)零件與附件的支撐骨架，因此在對(duì)內(nèi)燃機(jī)零部件進(jìn)行清洗的過(guò)程中，需要對(duì)鋼體結(jié)構(gòu)擁有正確的了解。在清洗內(nèi)燃機(jī)鋼鐵的過(guò)程中，通常有兩種清洗方式。第一種為手工清洗，在清洗水坑上通過(guò)轉(zhuǎn)嫁或支架固定缸體，此時(shí)清洗人員使用高壓噴槍對(duì)缸體內(nèi)部進(jìn)行清洗。另一種方式為使用專業(yè)清洗機(jī)例如往復(fù)式清洗機(jī)對(duì)缸體進(jìn)行清洗。由于大功率內(nèi)燃機(jī)缸體結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，存在著這V型和直列的情況。除此之外，氣缸數(shù)也有四缸到16缸，數(shù)量不等。因此對(duì)不同的內(nèi)燃機(jī)部件進(jìn)行清理的時(shí)候，需要結(jié)合內(nèi)燃機(jī)的實(shí)際情況，以免造成工作量過(guò)大影響整體工作效率。

3? 再制造檢測(cè)技術(shù)

在社會(huì)快速發(fā)展的背景下，科學(xué)技術(shù)得到了大幅度提升。在這樣的時(shí)代背景下，無(wú)損檢測(cè)技術(shù)也得到了改進(jìn)優(yōu)化，在當(dāng)前的再制造領(lǐng)域得到了大范圍的應(yīng)用。如今，無(wú)損檢測(cè)技術(shù)和計(jì)算機(jī)數(shù)字圖像處理技術(shù)在無(wú)損檢測(cè)技術(shù)發(fā)展過(guò)程中具有重要的影響。隨著各類先進(jìn)技術(shù)的廣泛運(yùn)用，使無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的研究工作同樣呈現(xiàn)出實(shí)時(shí)化、數(shù)字化的趨勢(shì)。在無(wú)損技術(shù)快速發(fā)展的背景下，再制造毛坯缺陷定量也擁有了可靠的技術(shù)支撐，令壽命評(píng)估預(yù)測(cè)擁有可靠的技術(shù)支撐。雖然無(wú)損檢測(cè)技術(shù)得到了大幅度的發(fā)展，并且在一些領(lǐng)域得到了成熟的應(yīng)用，但是在當(dāng)前階段仍然存在檢測(cè)不準(zhǔn)、確定量差等問(wèn)題。尤其是在檢測(cè)再制造產(chǎn)品涂層和毛坯的過(guò)程中，檢測(cè)的無(wú)損水平難以滿足實(shí)際需求。在檢測(cè)涂層相關(guān)工作過(guò)程中，如何確保操作簡(jiǎn)單、準(zhǔn)確度、定量的基礎(chǔ)上避免對(duì)試樣造成損壞已經(jīng)成為當(dāng)前重點(diǎn)研究問(wèn)題。國(guó)外一些發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)于無(wú)存檢測(cè)技術(shù)加大了研究力度，并且將這項(xiàng)技術(shù)與電子測(cè)量技術(shù)、圖像技術(shù)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行有機(jī)融合，可以在某種程度上滿足實(shí)際需求。根據(jù)內(nèi)燃機(jī)及其零部件材料及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，提升無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用力度。全面分析可能會(huì)影響檢測(cè)結(jié)果的參數(shù)，對(duì)各項(xiàng)無(wú)損檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行合理的優(yōu)化分析，進(jìn)而了解各類缺陷的范圍、形狀以及具體部位，對(duì)再制造指標(biāo)進(jìn)行重新測(cè)量，確保檢測(cè)效率與檢測(cè)結(jié)果的有效性，為毛坯的形狀以性能檢測(cè)、預(yù)估再制造產(chǎn)品使用壽命等工作提供技術(shù)支撐。

4? 再制造修復(fù)技術(shù)

修復(fù)技術(shù)在再制造環(huán)境中較為重要的工作內(nèi)容，再制造修復(fù)技術(shù)主要是為了使各類零部件的性能得到恢復(fù)和升級(jí)，這樣不僅能夠令損失零部件達(dá)到使用標(biāo)準(zhǔn)，還能夠使其實(shí)現(xiàn)重新利用。運(yùn)用先進(jìn)的工藝技術(shù)恢復(fù)零部件的技術(shù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。在當(dāng)前階段，內(nèi)燃機(jī)機(jī)械零部件的修復(fù)技術(shù)主要有三種，分別是熱噴涂技術(shù)、電刷鍍技術(shù)以及冷焊技術(shù)。由于內(nèi)燃機(jī)的工作環(huán)境較為惡劣，因此修復(fù)層經(jīng)常會(huì)存在一定的硬度要求、強(qiáng)度要求以及耐磨性要求。一般情況下，內(nèi)燃機(jī)容易出現(xiàn)損壞的部位主要為內(nèi)燃機(jī)車鋼套。這個(gè)部位的損壞通常是因?yàn)楸砻婺p，造成與活塞環(huán)之間的間隙增大，使發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行情況受到影響。在進(jìn)行修復(fù)作業(yè)時(shí)，電弧噴涂技術(shù)是較為常見(jiàn)的修復(fù)手段。在修復(fù)過(guò)程中將融化的金屬素材使用高速氣流霧化，將其噴涂在經(jīng)過(guò)處理的基體表面形成具體特殊功能的涂層。使用的噴涂用絲材彼此絕緣，在噴槍處會(huì)接入直流電源，兩根線材脫離電嘴端之后會(huì)與短路接觸展現(xiàn)電弧，并且使絲材融化，經(jīng)過(guò)霧化之后形成微小顆粒，降低加速噴射與基材表面。完成以上步驟之后，內(nèi)燃機(jī)車鋼套損壞構(gòu)件得到明顯的修復(fù)。

在當(dāng)前情況下，運(yùn)用修復(fù)技術(shù)得到的修復(fù)成果普遍存在強(qiáng)度不高的情況，這樣很容易因外部因素出現(xiàn)脫落、縮短的使用壽命，嚴(yán)重制約了內(nèi)燃機(jī)的安全性與可靠性。隨著我國(guó)再制造領(lǐng)域的快速發(fā)展，再制造修復(fù)技術(shù)也得到了深入研究。如今，裝甲兵工程學(xué)院已經(jīng)組織專業(yè)人員進(jìn)行技術(shù)的研究，在納米顆粒復(fù)合電刷鍍技術(shù)方面取得了一定的研究成果。通過(guò)運(yùn)用這項(xiàng)技術(shù)，可以有效強(qiáng)化修復(fù)層與基體之間的結(jié)合度，進(jìn)而保障零部件的綜合質(zhì)量。

5? 再制造生產(chǎn)線裝備

再制造生產(chǎn)線裝備主要功能包括拆解、分類、回收、清洗、表面修復(fù)以及裝備等功能，成套生產(chǎn)裝備通常會(huì)涵蓋到內(nèi)燃機(jī)再制造的整個(gè)過(guò)程。由于生產(chǎn)設(shè)備運(yùn)行狀況對(duì)于內(nèi)燃機(jī)再制造產(chǎn)品的質(zhì)量用有一定的影響。因此，需要確保生產(chǎn)運(yùn)行設(shè)備的穩(wěn)定性與可靠性，設(shè)備零部件選擇、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、加工工藝、制造精度等也會(huì)影響到生產(chǎn)設(shè)備運(yùn)行的狀態(tài)。并且裝配工藝、裝配精度以及各生產(chǎn)配件之間的安裝工藝也會(huì)對(duì)成套生產(chǎn)線裝備具有較高的影響。鑒于以上這種情況，設(shè)備的運(yùn)行生產(chǎn)能力與協(xié)同控制問(wèn)題，將會(huì)對(duì)成套生產(chǎn)線裝備整體運(yùn)行情況帶來(lái)決定性影響。由于這種情況的出現(xiàn)，內(nèi)燃機(jī)再制造成套生產(chǎn)線裝備應(yīng)當(dāng)將研究重點(diǎn)放在技術(shù)層面。

6? 結(jié)束語(yǔ)

為了促進(jìn)內(nèi)燃機(jī)及其零部件再制造技術(shù)的良好發(fā)展，需要對(duì)當(dāng)前各項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)和現(xiàn)狀擁有清晰地了解。正確掌握拆卸技術(shù)、清洗技術(shù)、檢測(cè)技術(shù)、修復(fù)技術(shù)以及生產(chǎn)線裝備等各項(xiàng)技術(shù)的實(shí)際情況，并且對(duì)于制定出合理的優(yōu)化措施，促進(jìn)各項(xiàng)技術(shù)的日益完善。

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