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 , 成本只是新成品的 50%,節(jié)能 60%,節(jié)材 70%。利潤相當可觀。所以再

2、制造業(yè)有著深厚的市場潛力。隨著我國汽車消費市場逐漸增大 ,汽車報廢量也在逐漸增多 ,有資料表明我國汽車報廢 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)的應用、市場展望幾個方面進行闡述。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)修復技術(shù) , 是將廢舊的汽車發(fā)動機進行修復 , 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 .

3、 舊機所有的核心部件將根據(jù)原廠商的技 術(shù)標準進行檢驗 , 通過再加工使其恢復到原來的技術(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%（2015 年起為 95%）。我國汽車工業(yè)起步晚、基礎(chǔ)差 , 汽車回收技術(shù)還相當落后、回收行業(yè)目前還處于一種混

4、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。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 , 沒有規(guī) 范的行業(yè)管理 , 沒有回收再制造的標準可依 , 而且很難完全保證可靠的配件供應。三、發(fā)動機再制造技術(shù)的應用價值發(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。應用這項技術(shù)可以有效降低生產(chǎn)成本,提高售后服務層次 ,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)當中,實施此項技術(shù)可在

5、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,應用再制造技術(shù)對在線次品進行次加工后的產(chǎn)品作為維修備件納入售后服務系統(tǒng) ,是對主生產(chǎn)線的重要補充。發(fā)動機再制造技術(shù)的應用不僅 為汽車工業(yè)帶來巨大的成本節(jié)約 ,同時也是有利于環(huán)境資源再利用

6、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)動機從客戶手中進行回收,再就是對舊發(fā)動機性能進行檢測評估。(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 : 進氣管總成、 前后排氣支管、油箱底殼等。第二

7、是可再制造件。通過再制造加工恢復或升級的零件。如 : 缸體總成、連桿總成、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表面工程或者先進的加工工藝或常規(guī)熱處理方法對可再制造工件 進行性能、尺寸等進行恢復 , 使其恢復到原有的尺寸要求 ,使其性能上優(yōu)于原先發(fā)動機的性（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）整機測試測試的標準很嚴格 ,必須按照質(zhì)監(jiān)標準進行測試 ,且不允許抽

8、樣 ,需逐一檢測 ,每一項都達 標才行。（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)進行識別并做出剩余壽命的評估;3）納米表面工程技術(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濉币?guī)劃中新戰(zhàn)略資源的重點之一是新材料的應用,主要包括以納米材料等為代表的新材

9、料應用。我國近來在表面工程技術(shù)方面有了很大進展,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)動機再制造中的應用當前，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。與此相適應，發(fā)動機的生產(chǎn)制造模式也必須適應多品種、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)先后引進了以加工 中心為主體的柔性生產(chǎn)線柔性制造系統(tǒng)（FMS ）。它能夠根據(jù)制造任務和生產(chǎn)環(huán)境變化迅速進行調(diào)整，適應多品種、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

10、具有國際領(lǐng)先水平的 現(xiàn)代化柔性工廠。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)由以下組成部分： 2 臺以上數(shù)控加工設(shè)備或加工中心及相應的輔助設(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部分均是由數(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

11、，選擇 相應的工位及試漏、擰緊程序。在柔性制造單元內(nèi)，由全自動機械手進行上下料，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)自動控制各部分的一致性。 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 之間也是相應的輥道，可以 起到工件暫存作用。加工中心是 FM

12、C 最核心的部分， FMC 中的加工中心采用大容量刀庫的自動換刀系統(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。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行共線生產(chǎn)。通過產(chǎn)品的對比分析，我們對

13、機械手的夾爪、夾具的 定位銷及夾爪進行了調(diào)整和更換，同時，增加相應的刀具，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?？刂品矫妫覀冊跈C床操作界面上對加工類型的選擇進行 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，機床則根據(jù)程序進行加工。整個單元的一致性由機械手的控制系統(tǒng)進行協(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

14、單元一個單 元的換型，即當?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)進行了鑄鐵缸 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 缸蓋線上抽出部 分加工中心來加工 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富余的 設(shè)備上進行進氣管的加工。

15、組裝夾具和程序編制同時進行，只用了 2 天時間，就完成了進 氣管設(shè)備的調(diào)試。生產(chǎn)結(jié)束后，拆下組合夾具，重新裝上缸蓋的夾具，設(shè)備又立即恢復了 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)品都已基本定型，因此夾具和上料系統(tǒng)可以進行通用設(shè)計，刀具的設(shè)計也充分考慮 多品種共用，以便節(jié)約成本并減少換刀時間。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應用的注意事項根據(jù)使用經(jīng)驗， 以FMS 的使用對產(chǎn)品設(shè)計、 工藝規(guī)劃

16、及生產(chǎn)組織提出了更高的要求。下幾點應引起注意：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)。當生產(chǎn)綱領(lǐng)比 較大(超過 30 萬)，后續(xù)系列產(chǎn)品較少且產(chǎn)品比較穩(wěn)定時，不太合適選擇柔性系統(tǒng)。2. 根據(jù)產(chǎn)品工藝特點，確定加工單元的分布，并選擇合適的物流運輸儲備方式。3. 生產(chǎn)線產(chǎn)品差別較大時，為減少夾具更換時間，應盡量采用備用托盤，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 考慮充分，否則會導致撞刀甚

17、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口及控制；當批量小、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，合適的刀庫容量。設(shè)備上應 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)市場發(fā)展?jié)摿薮髶?jù)統(tǒng)計 ,2010 年我國汽車保有量將達到 6000 萬輛,今后每年

18、報廢的汽車都將在 200 萬輛 以上 ,按照這個趨勢測算 ,到 2010 年若我國報廢車輛的 30%用于再制造 ,則年均銷售額可創(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)有很大的發(fā)展空間,但由于應用時問不長 ,還不成熟 ,所以國家相關(guān)部門必須注意合理地引導與控制,盡最使它規(guī)范化、 合理化 ,只有這樣才能使它更好地服務于社會。(1) 國家政策法規(guī)是發(fā)動機再制造技術(shù)健康發(fā)展的理論依據(jù)和有力保障。在 2006 年

19、國家發(fā)改委、科技部、環(huán)保總局新發(fā)布的汽車產(chǎn)品回收利用技術(shù)政策明確提出 :2010 年起 ,也我國汽車生產(chǎn)企業(yè)或進口汽車總代理商要負責回收處理其銷售的汽車產(chǎn)品及其包裝物品可委托相關(guān)機構(gòu)、企業(yè)負責回收處理。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 :2010 年起 , 所有國產(chǎn)及進口的 M2 類和 M3 類、N2 類和 N3 類車輛的可回收利用率要達到85%左右 ,其中材料的再利用率不低于 80%; 所有國產(chǎn)及進口的 M1 類、 N1 類車輛的可網(wǎng)收利用率要 達到 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)的應用與推廣有了國家政策法規(guī)的大力支持,就有了健康發(fā)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)快速發(fā)展的有效途徑。國外發(fā)動機再 制造技術(shù)比我國早發(fā)