發(fā)動機再制造技術(shù)

1、發(fā) 動 機 再 制 造 技 術(shù)一、前言發(fā)動機再制造業(yè)在歐美有著50年的歷史，已不是一個新興的產(chǎn)業(yè)，有著系統(tǒng)完善 的再加工工藝流程。近幾年來隨著國內(nèi)汽車市場的逐步擴大，發(fā)動機再制造業(yè)逐漸開 始起步。節(jié)約和環(huán)保問題已成為全人類共同關(guān)注的問題，報廢的汽車如果不進(jìn)行再制 造將會造成材料的極大浪費和環(huán)境污染。據(jù)統(tǒng)計全球每年就有2600多輛汽車報費，數(shù)量何其大，浪費和污染也就非常嚴(yán)重。數(shù)據(jù)研究證明：一輛汽車上可回收利用材料 就占90%主要有鋼鐵、有色金屬等。對回收的資源加工成再制造成產(chǎn)品與新成品比 較，本錢只是新成品的50%節(jié)能60%節(jié)材70%利潤相當(dāng)可觀。所以再制造業(yè)有著深 厚的市場潛力。隨著我國汽車消

2、費市場逐漸增大，汽車報廢量也在逐漸增多，有資料說明我國汽 車報廢量約200萬輛,再制造零部件企業(yè)產(chǎn)業(yè)價值7億元左右，有著非常廣闊的市場 前景。發(fā)動機作為汽車的核心部件在再制造業(yè)中顯得尤為重要。本文從發(fā)動機再制 造技術(shù)的概念、價值、生產(chǎn)制造工藝過程、新技術(shù)、柔性制造技術(shù)的應(yīng)用、市場展 望幾個方面進(jìn)行闡述。二、發(fā)動機再制造技術(shù)概念汽車發(fā)動機再制造技術(shù)也稱發(fā)動機專業(yè)修復(fù)技術(shù)，是將廢舊的汽車發(fā)動機進(jìn)行 修復(fù),使其盡量接近新機器性能水平的過程.在此過程中廢舊汽車發(fā)動機被完全拆 卸、清洗、檢驗、再制造加工、重新組裝和試驗以保證其使用的質(zhì)量舊機所有的核心部件將根據(jù)原廠商的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢驗，通過再加工使其恢復(fù)

3、到原來的技術(shù)要求， 從而使整個再制造汽車發(fā)動機的裝配公差恢復(fù)到原機水平。歐盟于2000年發(fā)布了對全部成員國實施的關(guān)于報廢汽車循環(huán)再利用的法規(guī)。它率先明確規(guī)定在2002年7月1日含以后生產(chǎn)的任何新車必須免費從最終所有者回 收。到 2007年 1月 1,這項規(guī)定將對所有報廢車實施。 這項指令細(xì)化了循環(huán)再利用的 具體零部件和材料 , 并且規(guī)定一輛報廢汽車循環(huán)再利用的比例要占整車重量的 85%2021年起為 95%。我國汽車工業(yè)起步晚、根底差 , 汽車回收技術(shù)還相當(dāng)落后、回收行業(yè)目前還處于 一種混亂無序的狀況。長期以來 , 國內(nèi)報廢汽車回收再制造行業(yè)分布散、管理松、成 分雜、技術(shù)水平低、技師也無法保證

4、。對于汽車最重要的部件發(fā)動機而言, 目前的回收再制造還是傳統(tǒng)的、低水平、小規(guī)模的。在大多數(shù)情況下 , 沒有的檢測條件 , 沒有必要的專用設(shè)備 , 沒有標(biāo)準(zhǔn)的行業(yè)管理 , 沒有回收再制造的標(biāo)準(zhǔn)可依 ,而且很難 完全保證可靠的配件供給。三、發(fā)動機再制造技術(shù)的應(yīng)用價值發(fā)動機再制造技術(shù)的精髓就在于對原有發(fā)動機的有效利用 , 這正符合了循環(huán)經(jīng) 濟的思想。應(yīng)用這項技術(shù)可以有效降低生產(chǎn)本錢 ,提高售后效勞層次 , 增強產(chǎn)品的綜 合競爭力。目前 , 發(fā)動機再制造技術(shù)主要用于汽年維修行業(yè)當(dāng)中 ,實施此項技術(shù)可在 較短時間內(nèi)完成總成互換 , 縮短汽車大修時間 ,由過去的幾天時間縮短為現(xiàn)在的幾個 小時。同時,實施這

5、種再制造技術(shù)后 ,發(fā)動機的工作效益都大幅度提高 , 有利于減少機 動車的排放污染。而且 ,因為再制造后的發(fā)動機總成價格遠(yuǎn)低于新機的價格 , 這在另 一方面也有效地遏制了非法拼裝車的蔓延。發(fā)動機再制造技術(shù)不僅僅只屬于售后服 務(wù)范疇 , 而事實上 , 在發(fā)動機的生產(chǎn)環(huán)節(jié)。 再制造技術(shù)也發(fā)揮著不可替代的重要作用。 如在發(fā)動機制造廠 , 應(yīng)用再制造技術(shù)對在線次品進(jìn)行次加工后的產(chǎn)品作為維修備件 納入售后效勞系統(tǒng) , 是對主生產(chǎn)線的重要補充。 發(fā)動機再制造技術(shù)的應(yīng)用不僅為汽車 工業(yè)帶來巨大的本錢節(jié)約 , 同時也是有利于環(huán)境資源再利用的“綠色工程 。四、汽車發(fā)動機再制造生產(chǎn)工藝過程發(fā)動機再制造生產(chǎn)工藝過程包

6、括對故障發(fā)動機的回收、拆卸、清洗、檢測、再 制造、裝配、整機測試、包裝、銷售 . 發(fā)動機產(chǎn)品回收再利用研究。下面逐一簡要的介紹。(1) 回收包括兩個方面 : 一是對舊發(fā)動機從客戶手中進(jìn)行回收 ,再就是對舊發(fā)動機性能進(jìn) 行檢測評估。(2) 拆卸、清洗、分類 拆卸就是將舊機全部拆卸到部件或零件。清洗就是用不同的洗滌方式清洗零件 上灰塵油污和銹蝕等。依據(jù)零件的損壞功能可將零件分為四類.一是完好件 ,即可直接再利用的部件。舊汽車發(fā)動機再制造工藝過程機拆卸判定可直接利用再利用零部 件。如 :進(jìn)氣管總成、前后排氣支管、油箱底殼等。第二是可再制造件。通過再制造 加工恢復(fù)或升級的零件。如 : 缸體總成、連桿總

7、成、曲軸總成、缸蓋總成等 , 這是再 制造的核心。第三是不可再利用件 , 如:主軸瓦、氣缸等。第四是易損件 ,是指那些目 前無法通過再利用、再制造和再循環(huán)回收其資源的零件。(3) 再制造加工 再制造加工是指利用外表工程或者先進(jìn)的加工工藝或常規(guī)熱處理方法對可再制 造工件進(jìn)行性能、尺寸等進(jìn)行恢復(fù) , 使其恢復(fù)到原有的尺寸要求 , 使其性能上優(yōu)于原 先發(fā)動機的性能。(4) 裝配裝配是指將再制造合格的零件與新的配件 , 按照新產(chǎn)品的工藝流程重新裝配發(fā) 動機. 可根據(jù)條件升級發(fā)動機的性能。(5) 整機測試測試的標(biāo)準(zhǔn)很嚴(yán)格 ,必須按照質(zhì)監(jiān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測試 ,且不允許抽樣 ,需逐一檢測 ,每 一項都達(dá)標(biāo)才行。(

8、6) 噴漆和包裝對發(fā)動機外表噴漆和包裝入庫 .五、發(fā)動機再制造技術(shù)的新技術(shù)發(fā)動機再制造的高新技術(shù)包括 :1 高效環(huán)保的清洗技術(shù) : 高溫分解、超聲波清洗、 振動噴砂先進(jìn)清洗劑 ;2 廢舊零部件無損檢測及壽命評估 : 經(jīng)電磁探傷 , 渦流檢測、 磨 損檢測對舊零件的狀態(tài)進(jìn)行識別并做出剩余壽命的評估 ;3 納米外表工程技術(shù) : 電刷 鍍軸類 、高速電弧噴鎏 箱類 、微脈沖冷焊 局部微損 、粘接結(jié)合面;4 先進(jìn)再 制造加工技術(shù) : 激光鱉敷激光研磨 ;5 再制造后的質(zhì)檢?！笆逡?guī)劃中新戰(zhàn)略資源的重點之一是新材料的應(yīng)用 , 主要包括以納米材料 等為代表的新材料應(yīng)用。 我國近來在外表工程技術(shù)方面有了很

9、大進(jìn)展 , 這為發(fā)動機再 制造業(yè)提供了有力的保障。隨著新技術(shù)、新材料的的應(yīng)用 , 我國再制造業(yè)必定上一個 新的臺階。六、柔性制造系統(tǒng)在發(fā)動機再制造中的應(yīng)用 當(dāng)前，車型的市場壽命周期越來越短，小批量、多品種生產(chǎn)成為各大汽車廠商 的追求目標(biāo)。與此相適應(yīng)，發(fā)動機的生產(chǎn)制造模式也必須適應(yīng)多品種、不同批量的 市場需求。由于市場需求的多樣性，產(chǎn)品更新?lián)Q代的周期加快，促使許多發(fā)動機企 業(yè)先后引進(jìn)了以加工中心為主體的柔性生產(chǎn)線一一柔性制造系統(tǒng)FMS。它能夠根據(jù)制造任務(wù)和生產(chǎn)環(huán)境變化迅速進(jìn)行調(diào)整，適應(yīng)多品種、中小批量的生產(chǎn)需求。發(fā)動機根據(jù)汽車制造業(yè)多品種、柔性化生產(chǎn)的需求而建造的一個具有國際領(lǐng)先 水平的現(xiàn)代化柔

10、性工廠。該工廠在產(chǎn)品設(shè)計時就采用同步工程并充分預(yù)留后期產(chǎn)品 的共用性，以便根據(jù)市場及產(chǎn)品需求，在生產(chǎn)線上共線生產(chǎn)多個品種。柔性制造系統(tǒng)一般柔性制造系統(tǒng)由以下組成局部： 2 臺以上數(shù)控加工設(shè)備或加工中心及相應(yīng)的 輔助設(shè)備；自動裝卸的運儲系統(tǒng)；套計算機控制系統(tǒng)。發(fā)動機箱體類零件的主要加工局部均是由數(shù)十臺全柔性加工中心組成，幾個加工中心組成一個工島柔性制造單元FMC。各個柔性制造單元之間均通過自動輥道或機械手連接起來，其中還包括所必需的清洗、壓裝、試漏、珩磨、在線測量、 線外測量設(shè)備以及切削液集中處理裝置等。 輔助設(shè)備一般采用通過式輥道輸送上料， 并通過型號識別，選擇相應(yīng)的工位及試漏、擰緊程序。在柔

11、性制造單元內(nèi)，由全自 動機械手進(jìn)行上下料，整線設(shè)有數(shù)個機械手。在生產(chǎn)線的自動輥道上，設(shè)置有產(chǎn)品 型號自動識別裝置，機械手、輥道及加工中心通過 Profibus 總線連接起來，由一套 西門子數(shù)控系統(tǒng)自動控制各局部的一致性。同時，控制計算機還能根據(jù)各機床的加 工情況，選擇最優(yōu)的上下料順序，并根據(jù)設(shè)定的范圍，將需要抽檢的工件自動放入 檢測站。1、柔性制造單元每個FMC中都由幾道工序組成，每道工序分別由多臺相同型號的加工中心組成。 每個FMC前面是上料輥道，后面是下料輥道及檢測站。各個FMC之間也是相應(yīng)的輥道，可以起到工件暫存作用。加工中心是FMC最核心的局部，F(xiàn)MC中的加工中心采用大容量刀庫的自動換

12、刀系 統(tǒng)，可以滿足多品種生產(chǎn)所需的快速換刀及刀具存儲需求。系統(tǒng)具有刀具壽命管理、 激光刀具折斷檢測和 ARTIS扭矩監(jiān)控等豐富的刀具監(jiān)控管理功能，使得設(shè)備的自動 化及可靠性得到有效充分的保證。每個FMC中都由幾道工序組成，每道工序分別由多臺相同型號的加工中心組成。 每個FMC前面是上料輥道，后面是下料輥道及檢測站。各個FMC之間也是相應(yīng)的輥道，可以起到工件暫存作用。2、柔性加工案例根據(jù)市場需求，奇瑞公司 2006 年開發(fā)了新的鑄鐵發(fā)動機，為縮短投產(chǎn)周期，公 司決定在原有鑄鋁缸體線上進(jìn)行共線生產(chǎn)。通過產(chǎn)品的比照分析，我們對機械手的 夾爪、夾具的定位銷及夾爪進(jìn)行了調(diào)整和更換，同時，增加相應(yīng)的刀具，

13、修改加工 程序和機械手的輸送控制程序，擴展工件型號裝置?？刂品矫?，我們在機床操作界 面上對加工類型的選擇進(jìn)行了擴展， 在機械手系統(tǒng)上增加了鑰匙開關(guān)選擇加工類型。 在生產(chǎn)換型中，切換機床上的 NC程序選擇1.6L、1.8L或者2.0L的產(chǎn)品程序，并在 機械手上選擇相應(yīng)的鑄鐵或鑄鋁工件，控制系統(tǒng)會自動控制型號識別裝置放行相應(yīng) 的工件，機械手自動調(diào)用上下料程序，并自動調(diào)整上下料位置，機床那么根據(jù)程序進(jìn) 行加工。整個單元的一致性由機械手的控制系統(tǒng)進(jìn)行協(xié)調(diào)控制。由于生產(chǎn)線采用的 是 3 個相對獨立的柔性制造單元，因此，可以一個單元一個單元的換型，即當(dāng)?shù)诙?第三加工單元還在加工鋁缸體時，第一加工單元已經(jīng)

14、進(jìn)行了鑄鐵缸體的生產(chǎn)。奇瑞公司的72系列發(fā)動機是裝載在 QQ系列車型上的一款自主研發(fā)的發(fā)動機， 2005年，隨著QQ的熱銷，為補充72系列發(fā)動機產(chǎn)能，我們在發(fā)動機廠的 481缸蓋 線上抽出局部加工中心來加工 72系列產(chǎn)品。由于兩個產(chǎn)品差異較大，因此我們采用 了更換夾具的方式，將 372 的夾具安裝在 481 加工中心的托盤上，把 372設(shè)備原有 的數(shù)控加工程序直接拷貝過來，即可快速投入生產(chǎn)。除了能共線生產(chǎn)同類型的產(chǎn)品，還可利用自制組合夾具在箱體類個別工序能力 充裕的設(shè)備上進(jìn)行進(jìn)氣管的加工。組裝夾具和程序編制同時進(jìn)行，只用了2天時間，就完成了進(jìn)氣管設(shè)備的調(diào)試。生產(chǎn)結(jié)束后，拆下組合夾具，重新裝上缸

15、蓋的夾具， 設(shè)備又立即恢復(fù)了正常的加工。利用加工中心的柔性特點，對于已經(jīng)定型的產(chǎn)品來說，多個品種在一條線上生 產(chǎn)優(yōu)勢更為明顯。奇瑞公司新建的一條缸蓋線可共線加工數(shù)個品種，包含汽油機和 柴油機。由于這些產(chǎn)品都已根本定型，因此夾具和上料系統(tǒng)可以進(jìn)行通用設(shè)計，刀 具的設(shè)計也充分考慮多品種共用，以便節(jié)約本錢并減少換刀時間。由于輸送輥道及 上料裝置上設(shè)置了型號識別，夾具上也進(jìn)行了防錯設(shè)計，機床已經(jīng)具備了混流生產(chǎn) 能力。3、FMS應(yīng)用的考前須知FMS勺使用對產(chǎn)品設(shè)計、工藝規(guī)劃及生產(chǎn)組織提出了更高的要求。 根據(jù)使用經(jīng)驗，以下幾點應(yīng)引起注意：1. 根據(jù)產(chǎn)品系列特點，決定是否選擇及選擇何種程度的柔性制造系統(tǒng)。當(dāng)

16、生產(chǎn) 綱領(lǐng)比擬大超過 30 萬，后續(xù)系列產(chǎn)品較少且產(chǎn)品比擬穩(wěn)定時，不太適宜選擇柔 性系統(tǒng)。2. 根據(jù)產(chǎn)品工藝特點，確定加工單元的分布，并選擇適宜的物流運輸儲藏方式。3. 生產(chǎn)線產(chǎn)品差異較大時，為減少夾具更換時間，應(yīng)盡量采用備用托盤，更換 時夾具和托盤一起更換，減少安裝及調(diào)整時間。4. 在生產(chǎn)線規(guī)劃階段，要明確后期加工產(chǎn)品的范圍及材料，確定機床加工行程 范圍、功率扭矩等的選型。5. 由于生產(chǎn)線產(chǎn)品較多，產(chǎn)品的型號識別及防錯非常重要，產(chǎn)品設(shè)計及工藝規(guī) 劃時應(yīng)考慮充分，否那么會導(dǎo)致撞刀甚至損壞機床。6. 柔性生產(chǎn)換型，主要是夾具和刀具及程序的更換。夾具主要考慮夾具的輪廓 尺寸，機床和夾具液壓油路的接

17、口及控制；當(dāng)批量小、品種較多時，可以考慮采用 通用的組合夾具。刀具主要考慮刀柄接口形式，機床最大裝刀直徑及長度，適宜的 刀庫容量。設(shè)備上應(yīng)采用刀具壽命監(jiān)控、備用刀具自動選擇、刀具破損檢測及刀具 扭矩監(jiān)控等裝置。7. 針對發(fā)動機制造來說，柔性系統(tǒng)除了加工，還要考慮其他輔助設(shè)備，如試漏、 清洗等，可以采用隨行夾具或多工位方式，通過型號識別，自動選擇加工工位，實 現(xiàn)柔性化。七、我國發(fā)動機再制造產(chǎn)的市場展望國內(nèi)市場開展?jié)摿薮髶?jù)統(tǒng)計 ,2021 年我國汽車保有量將到達(dá) 6000 萬輛, 今后每年報廢的汽車都將在 200萬輛以上,按照這個趨勢測算 ,到 2021年假設(shè)我國報廢車輛的 30%用于再制造 ,

18、那么年 均銷售額可創(chuàng) 360 億元,回收附加值 490億元,解決就業(yè) 18萬人,減少二氧化碳排放 量 230 萬噸。在如今這個倡導(dǎo)節(jié)約和環(huán)保的時代 , 汽車零部件再制造產(chǎn)業(yè)前景巨大。 發(fā)動機是汽車的核心其再制造價值顯得尤為凸顯。雖然在我國發(fā)動機再制造技術(shù)有 很大的開展空間 ,但由于應(yīng)用時問不長 ,還不成熟 ,所以國家相關(guān)部門必須注意合理 地引導(dǎo)與控制 ,盡最使它標(biāo)準(zhǔn)化、合理化 , 只有這樣, 才能使它更好地效勞于社會。(1) 國家政策法規(guī)是發(fā)動機再制造技術(shù)健康開展的理論依據(jù)和有力保障。 在 2006 年國家發(fā)改委、科技部、環(huán)?？偩中掳l(fā)布的?汽車產(chǎn)品回收利用技術(shù)政策?明確提 出:2021 年起,

19、 我國汽車生產(chǎn)企業(yè)或進(jìn)口汽車總代理商要負(fù)責(zé)回收處理其銷售的汽車 產(chǎn)品及其包裝物品 , 也可委托相關(guān)機構(gòu)、企業(yè)負(fù)責(zé)回收處理。在我國銷售的汽車產(chǎn)品 在設(shè)計生產(chǎn)時 , 需充分考慮產(chǎn)品報廢后的可拆和易拆解性。在政策允許的前提下 ,鼓 勵合格的拆卸零部件重新進(jìn)入流通 ,作為維修部件裝車使用 , 并且,?汽車產(chǎn)品回收利 用技術(shù)政策?還提出了具體的目標(biāo)：2021年起，所有國產(chǎn)及進(jìn)口的M2類和M3類、N2 類和N3類車輛的可回收利用率要到達(dá) 85注右，其中材料的再利用率不低于 80%所 有國產(chǎn)及進(jìn)口的M1類、N1類車輛的可網(wǎng)收利用率要到達(dá) 80%汽車的核心部件發(fā)動 機自然是回收再利用的重點 3 。由此可見,國家是非常重視汽車舊件的回收利用的。 發(fā)動機再制造技術(shù)的應(yīng)用與推廣有了國家政策法規(guī)的大力支持 ,就有了健康開展的 前提和保障。(2) 消化吸收國外的成功經(jīng)驗是發(fā)動機再制造技術(shù)快速開展的有效途徑。 國外發(fā) 動機再制造技術(shù)比我國早開展了幾十年 , 從技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、生產(chǎn)工藝、加工設(shè)備、到供銷 和售后效勞 , 已