发动机再制造及其在军队推广应用探析

第１３卷第４期　军事交通学院学报　ＶｏＩ．１３　Ｎｏ．４　２０１１年４月　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｍｉｌｉｔａｒｙ　Ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　●综合研究Ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ　Ｓｔｕｄｉｅｓ　发动机再制造及其在军队推广应用探析　黄　勇　，、　／　（汽车管理学院基础部，蚌埠２３３０１１）　摘　要：介绍再制造工程的内涵，指出再制造与维修的区别，分析再制造的主要技术和发动机再制　造的主要工艺流程、特点及应用现状，并针对目前我军车辆管理体制现状，探讨再制造发动机在军　队推广应用的前景。　关键词：再制造工程；汽车发动机；推广应用　中图分类号：ＴＫ４　文献标志码：Ａ　文章编号：１６７４—２１９２（２０１１）０４—００６９—０４　Ｅｎｇｉｎｅ　Ｒｅｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅ　ａｎｄ　ｉｔｓ　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　Ｐｒｏｓｐｅｃｔｓ　ｉｎ　Ａｒｍｙ　Ｈｕａｎｇ　Ｙｏｎｇ　（Ｂａｓｉｃ　Ｃｏｕｒｓｅｓ　Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ，Ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ　Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｂｅｎｇｂｕ　２３３０１１，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ　ｔｈｅ　ｃｏｎｔｅｎｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｒｅｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ｅｍｐｈａｓｉｚｅｓ　ｔｈｅ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ　ｂｅｔｗｅｅｎ　ｔｈｅ　ｒｅ—　ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅ　ａｎｄ　ｉｔｓ　ｒｅｐａｉｒ，ｓｔｕｄｉｅｓ　ｔｈｅ　ｍａｉｎ　ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｒｅｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ｄｉｓｃｕｓｓｅｓ　ｔｈｅ　ｐｒｏｇｒｅｓｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｅｎ—　ｇｉｎｅ　ｒｅｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅ，ａｎｄ　ａｎａｌｙｚｅｓ　ｉｔｓ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｐｒｏｓｐｅｃｔｓ　ｉｎ　ｔｈｅ　ａｒｍｙ．　Ｋｅｙｗｏｒ￣：ｒｅｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ；ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ　ｅｎｇｉｎｅ；ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｐｒｏｓｐｅｃｔｓ．　２１世纪经济高速发展，工业生产为世界经济的　家可持续发展战略的一项系统工程。　发展和人类生活质量的提高做出了巨大的贡献。但　它给人类带来财富和文明的同时，也带来了负效应，　１　再制造工程　以高投入、高消耗求得高增长，结果是物耗大、浪费　大、污染大，生态环境遭到了前所未有的破坏。据统　再制造工程是以产品全寿命周期设计和管理　计，造成全球污染的７０％以上的排放物来自制造业，　为指导。以废旧产品实现性能跨越式提升为目标，　每年约产生５５亿ｔ无害废物和８亿ｔ有害废物，报　以优质、高效、节约、环保为准则，以先进技术和产　废５　０００万辆汽车。环境污染和生态破坏已成为２１　业化生产为手段。对废旧产品进行修复和改造的一　世纪的主要危机．保持生态平衡、实现可持续发展，　系列技术措施或工程活动的总称。其重要特征是再　已成为全人类共同关心的目标。面对处理大量失效、　制造产品的质量和性能达到甚至超过新品．成本只　报废产品的严峻问题，一个全新的制造领域——再　为新品的５０％．节能６０％，节材７０％，对环境的不良　制造工程，应运而生并迅速发展，它是解决资源浪　影响显著降低。再制造工程包括２个主要部分［１］：一　费、环境污染和废旧装备更新的最佳方法，是符合国　是再制造加工。主要针对达到物理寿命和经济寿命　收稿日期：２０１０—１２—２０；修回日期：２０１１—０２—２０　作者简介：黄勇（１９６７一），男，硕士，副教授．　７０　军事交通学院学报　第１３卷第４期　而报废的产品，把废旧零部件作为再制造毛坯，采　用表面工程等先进技术进行加工，使其性能迅速恢　复．甚至超过新品：二是过时产品的性能升级。主要　针对已达到技术寿命的产品，通过技术改造、更新，　原理．利用ＣＡＤ零件模型所确定的几何信息，采用　积分的原理和激光同轴扫描技术进行金属的熔融　堆积，快速成形。通常包括金属直接快速成形、三维　实体造型、再制造计算机辅助工程系统等几项主要　技术。　使用新材料、新技术，改善产品的技术性能、延长产　品的使用寿命。　再制造不同于维修，维修是在产品的使用阶　（３）修复热处理技术。是根据服役零部件的显　微组织与性能变化规律．经过计算机模拟，制定相　应的修复热处理工艺，在零件允许的受热变形范围　段．为了保持良好技术状况及正常运行，对因磨损　或腐蚀等原因导致不能正常使用的个别零件，采取　内，通过恢复内部显微组织结构来恢复零件的使用　的技术修复措施，多以换件为主，辅以单个或小批　量的零件修复，不能批量生产，设备和技术相对落　后。再制造是在整个产品报废后，对大量同类的报　废产品利用高新技术进行的批量化修复、性能升级　改造，再制造产品在技术性能和质量上都能达到甚　至超过新品的水平。再制造是规模化的生产模式。　有利于实现自动化和产品质量的在线监控，最大程　度地降低成本、降低资源消耗、减少污染，以最小的　投入获得最大经济效益。　再制造也不同于再循环（回收），再循环是通过　回炉冶炼的方式，得到低品位的原材料，要消耗大　量能源并污染环境。再制造是以废旧零部件为毛　坯，通过高新技术加工获得高品质、高附加值的产　品，消耗能源少，最大限度地找回了废旧零部件中　蕴含的附加值，是对产品的二次投资，是使产品升　值的重要举措。　２再制造工程的主要技术　（１）表面技术。是指为满足特定的工程需求．根　据零件表面的失效机制，以应用各种表面工程技术　及其复合为特色，使材料或零部件表面获得特殊的　化学成分、组织结构和应力状态等性能的工艺。它　能够获得优于本体材料性能的表面功能薄层．赋予　零件更高的耐高温、防腐蚀、耐磨损、抗疲劳、防辐　射等性能。这层表面材料与制作零部件的整体材料　相比，厚度薄，一般从几十微米到几毫米，仅占工件　整体厚度的几百分之一到几十分之一，但却承担着　工作部件的主要功能，使零件的平均效益提高５～　２０倍。先进表面技术包括复合表面工程技术、功能　梯度材料技术、气相沉积和高能束沉积技术、特殊　功能涂层技术等［２］。　（２）再制造毛坯快速成形技术。是利用原有废　旧的零件作为再制造零件毛坯，根据离散／堆积成形　性能。如重新奥氏体化并辅以适当的冷却恢复显微　组织、重新回火使绝大部分己有的微裂纹被碳化物　颗粒通过“搭桥”而自愈合等。　（４）应急快速维修技术。根据军用装备的战伤　特点和装备突发故障规律，开发的适应于超低温、　高负荷、强辐射等苛刻条件下使用的耐磨、防腐化　学涂料，特别是适用于战伤及突发损伤的粘接、冷　焊、扣合、堵漏等应急快速抢修技术。提高部队作战　和野外施工作业应急机动保障能力。　（５）纳米涂层与纳米减摩自修复技术。是以纳　米粉体材料为基础．通过特定的工艺手段，对固体　的表面进行强化、改性，赋予表面新功能，并对损伤　的表面进行自修复。纳米涂层具备高强度、高韧性、　高的抗氧化性和热稳定性等特殊性能，能抑制热疲　劳及高温磨损等苛刻条件下微裂纹的萌生、扩展，　减小零件损伤的产生，并在不停机、不解体的状况　下，利用纳米材料的特性，在摩擦微损伤表面原位　形成自修复膜层，提高设备的使用效果。　（６）过时产品性能升级技术。是利用高新技术，　采用模块化、标准化设计，通过局部修改产品的设　计或连接、局部制造等方法，对过时产品进行技术　改造，使产品的使用性能与技术性能得到提高．实　现性能升级．适合于新的服役环境或条件，延长废　旧产品及零部件的技术寿命和经济寿命。　３发动机再制造　随着汽车保有量的与日俱增．汽车维修服务业　的发展严重滞后，无法满足汽车市场越来越高的需　求。汽车再制造就是运用再制造技术，对汽车零部　件的失效部位进行局部表面强化或修复，重新恢复　其使用价值的过程。它能充分提取报废汽车零部件　的附加值，使废旧汽车得以高质量的再生和再使　用，使汽车的全寿命周期得以延续。由于汽车再制　２０１１年４月　黄　勇：发动机再制造及其在军队推广应用探析　７１　造是在产品使用数年后进行的，采用了比原始制造　更为先进的高新技术，因而耗能低、污染小，再制造　产品的质量、性能高于原汽车产品。　发动机是汽车的心脏，发动机的修复在汽车维　修过程中举足轻重。随着汽车车身和底盘质量的不　断提高，更换发动机成为延长汽车使用寿命最经济　的方法。发动机再制造是以旧发动机为“毛坯”。按　照再制造的标准和工艺，将旧发动机恢复成各项性　能指标都达到或超过新机标准的再制造发动机的　过程。统计资料表明，新制造发动机时，制造零件的　材料和加工费用约占总费用的７０％～７５％．而再制　造发动机中材料和加工费用仅占６％～１０％。　旧发动机再制造时，首先被完全拆解、清洗，然　后按制造标准对发动机基础件进行检测，并进行分　类．这些零件常被分为３类：一是可直接用于再制　造发动机装配的零件，主要包括进气管总成、前后　排气支管、油箱底壳、正时齿轮等，这类零件８０％以　上可直接应用：二是可再制造修复的失效零部件，　主要包括缸体总成、连杆总成、曲轴总成、喷油泵总　成、缸盖总成等，这类零件可再制造率一般达８０％　以上：三是需用新品替代的淘汰零件。通常，前两类　零件的比例约占重量的９４．５％，价值的９０．１％，数　量的８５．７％。接着用专用设备、按照严格的修复工　艺对有修复价值的零件进行表面尺寸恢复，使其表　面性能优于原零件．并加工到装配要求的尺寸范围　内，使再制造发动机达到规定的公差标准。对易损　件和轴承、活塞环、活塞和垫片等，则采用新件，最　后按照工艺标准装配再制造发动机，进行整机性能　指标台架测试，检验合格后喷涂出厂。　若对发动机有改装或者升级要求的，可以在再　制造过程中采用模块或零件更换、新模块加装，或　者其他方法，以实现发动机功能或性能的升级，满　足新环境的要求。　４再制造技术的应用现状　发动机再制造技术源于欧美，有５０多年的发　展历史．已经形成了比较完善的制造和服务体系。　全球汽车制造巨头如大众、福特、通用等或自己建　立发动机再制造厂．或与其他专业发动机再制造公　司合作。德国大众（ｖｏｌｋｓｗａｇｅｎ）再制造公司，截至　２００４年．已再制造汽车发动机７４８万台，变速器　２４０万台．公司销售的再制造发动机及其配件和新　机的比例达到９：１。英国最大的专业化发动机再制　造企业，李斯特一派特（１ｉｓｔｅｒ—ｐｅｔｔｅｒ）再制造公司，每　年为英、美军方再制造３　０００多台废旧发动机。在美　国，从事再制造的公司超过５万家，规模最大的再　制造产业就是汽车领域的再制造，年销售总额超过　５００亿美元。　美军高度重视再制造技术，也是再制造的最大　受益者。１９６２年生产的Ｂ一５２战略轰炸机，经１９８０、　１９９６年两次再制造。到１９９７年时平均自然寿命还　有１．３万飞行小时．可服役到２０３０年。２００５年，完　成了２６９架阿帕奇直升机的再制造，２０１５年前还将　完成７５０架的再制造。此外，还对ＣＨ一４７支奴干运　输直升机、Ｍ１Ａ１坦克、布拉德利装甲车、ＡＶ一８Ｂ鹞　式垂直起降战斗机、“民兵”Ⅲ型洲际导弹等完成了　再制造。通过再制造，美军一方面使大量濒临报废　的装备重新焕发生机，以很低的费用维持了武器装　备的战备完好率：另一方面大大提高了现有武器装　备的战术技术性能．也为先进技术提供了一个十分　难得的应用和检验的机会。　我国的再制造工程起步较迟，１９９９年６月．由　徐滨士院士率先提出了“再制造”的概念，并得到了　国家的高度重视和认可。再制造理论研究及工程技　术被列人“十五”和“十一五”优先发展领域，２００６年　开始汽车零部件再制造产业试点，２００８年３月，正　式确定了一汽、东风、江淮和潍柴、玉柴等１４家整车　（发动机）生产企业为“汽车零部件再制造产业试点　企业”．逐步形成了汽车再制造产业体系。我国汽车　零部件再制造的产能，到２０１０年底，再制造发动机　约１１万台，再制造变速器约６万台，再制造发电机、　启动机１００万台左右，合计产值不足２５亿元。相比　再制造发达国家，我国汽车再制造企业数量少、产量　低、规模小，产品的广泛应用受到极大的制约。　５发动机再制造在我军推广应用　当前．我国的综合国力还比较薄弱，军费预算　中。投入武器装备研制、生产、购置的费用不可能太　多，如何科学地利用和改造现有装备，使之适应新时　期战略方针和未来战争的需要，以最低的经费投入　获取最好的军事效能，推广再制造技术格外重要。　５．１面临的难题　（１）缺乏技术成熟的发动机再制造实施主体。　先进的再制造技术、专业化和规模化的生产方式，　７２　军事交通学院学报　第１３卷第４期　是实施发动机再制造的前提，由于我国再制造技术　的起步较晚，发动机再制造企业数量少、规模小，生　政府及军队的有关部门应制定一系列能够促进再　制造技术应用和发展的政策、法律和法规，规范报　废产品的处理和回收方式，对经重新标记后再制造　产能力小、价格成本高。尽管我军对再制造技术非　常重视．并且在某些特殊装备上进行了初步应用、　取得了一些成果．但是技术依然不够成熟。加之我　军现行的是三级装备维修作业体制，由于受编制、　服役年限和骨干保留机制的限制，任何一级都没有　组织再制造生产的职能、也达不到再制造生产的技　产品的出售、使用和管理做出严格的规定，对再制　造产品所涉及的知识产权方面的约束和限制给予　相应的政策支持等．为再制造产品的生产、管理和　使用提供保证。　（４）更新观念，为再制造产品的使用提供动力。　术要求．难以形成生产能力。　（２）我军现行的车辆装备管理体制制约了发动　机再制造技术的应用。存在的突出问题是：一是装　备管理与保障脱节。依据职能分工，军交运输部门　负责车辆管理。车船部门负责车辆技术保障。部队　大量使用再制造发动机后，由于发动机号码的改　变．车辆装备档案及各种相关信息资料，都要作相　应的变更。增加了工作量和管理难度，容易出现管　理漏洞、造成管理混乱；二是装备订购与保障脱节。　我军装备的订购与保障职能，分属不同部门，再制　造发动机难以进入装备保障领域；三是装备报废与　保障脱节。发动机再制造的基础件主要来源于报废　发动机。而我军装备报废处理职能属综合计划部　门，拆件利用报废发动机，还没有相应政策法规的　支持，车船装备保障部门难以组织，报废发动机难　以进入再制造生产环节。　５．２推广应用建议　（１）军地联合，建立技术成熟的再制造实体，为　再制造产品的使用提供基础。军地双方在技术开发　上加强联合，建立一批专业化的再制造企业，将一　些有条件的汽车维修企业或军队装备修理厂改造　升级为再制造企业，形成再制造产品规模生产能　力。由于再制造发动机的质量远远优于大修发动　机，而资源消耗又远低于大修，只要突破了生产规　模的瓶颈，就以用再制造发动机逐步取代大修发动　机，提高装备的保障能力和保障效果。　（２）理顺体制，为再制造产品的使用疏通渠道。　结合军队编制体制的调整，逐步理顺车辆装备管理　体制，加强职能综合，实现装备采购、管理、保障和　报废的一体化管理，为再制造发动机在军队的推广　使用疏通渠道，提高再制造发动机的推广应用价　值．最大限度地发挥再制造产品的经济和环保效　益。　（３）完善法规，为再制造产品的使用提供保证。　部队官兵对再制造的认识和理解，是推动再制造产　品应用的重要因素。目前，部队官兵对再制造还没　有概念上的认识，在他们看来．新产品就比旧产品　好．旧产品再怎么改造也不如新产品好的意识根深　蒂固，甚至会将再制造与以次充好、翻新相混淆。也　有人认为全军装备有数十万辆汽车，车型多、发动　机型号杂，并且随着国家经济的高速发展，汽车更　新速度明显加快．而旧发动机的性能较差、循环利　用价值不高；相对大修技术而言，再制造技术要求　严、难度大，没有必要舍易求难去推广应用发动机　再制造技术等。因此，要加强宣传、积极引导，向官　兵解释再制造的内涵和作用，说明再制造发动机经　过严格的加工过程后，其性能将等同或高于原产　品：经过技术升级后的再制造发动机，其使用性能　与技术性能会得到极大的改善与提高，完全能够满　足新的环境或服役条件的使用要求，提高官兵推广　使用再制造发动机的内在动力。　６　结　语　再制造工程是从高投入、高消耗、高污染的传　统发展模式，向提高生产效率、提高资源利用率、减　小废物产出的可持续发展模式转变的重要技术途　径之一。发动机再制造技术在军队具有广阔的应用　前景，但是要得到社会、特别是部队官兵的认同和　支持，还需要一个漫长的过程，需要军地双方共同　做出不懈、持久的努力。　参考文献：　［１］张安峰．绿色再制造工程基础及其应用［Ｍ］．北京：中国环境科　学出版社．２００５．　［２］徐滨士．废旧机电产品资源化的基本途径及发展前沿研究［Ｊ］．　中国表面工程，２００４，２４（２）：１—６．　（编辑：史海英）