載貨汽車發動機再制造技術的發展分析

摘 要：針對載貨汽車發動機再制造技術，在簡單背景敘述的基礎上，對其應用和發展進行深入分析，提出未來的發展方向，如采用并發展納米電鍍技術、高速電弧噴涂技術等，為發動機再制造技術充分發揮應有作用效果提供參考借鑒。

關鍵詞：汽車發動機；發動機再制造

中圖分類號：U466 文獻標識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）35-0218-02

再制造目前是正處快速發展時期的新興技術與產業，它是包含表面技術等在內的諸多新技術整合到一起，根據發動機及其零部件實際情況，進行針對性的修復或優化改造，能使已經使用很長一段時間或已經報廢的零部件重新獲得高的使用價值，可見這是一項完全符合我國可持續發展戰略的技術。現在很多技術人員都對加快再制造技術發展達成共識，對此開展的專題研究與實踐也不斷增多。相信在不久的未來，這項技術將得到大范圍普及，使汽車及其零部件產業更上一個臺階。

1 技術背景

再制造技術很早就出現在汽車零部件領域，目前國外已形成規模極大的產業。SAE曾數次舉辦再制造技術主題會議，對包含轉向器、離合器與發動機等在內的重要零部件，給出再制造技術標準。PERA協會定期都會出版和再制造技術有關的快報，同時自主創辦了對應專業雜志。90年代之后，美國汽車零部件領域的再制造市場銷售總額大幅增加，尤其是車輛動力市場，有近90%的產品為再制造產品。目前，國內三大汽車集團正致力于建造零部件再制造的生產儲存和業務交流中心，以此對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。很多家大規模公司已達成共識結成聯盟，設立專門的拆卸中心，對不同零部件的拆除、再制造及裝配進行深入分析[1]。

現國內對再制造技術的研究還處在起步的階段，大部分項目都集中于單項技術。在汽車行業的再制造技術中引入表面工程技術能有效提高新產品質量。我國最早開展表面工程技術分析的機構為“全軍裝備維修表面工程研究中心”，引入等離子噴涂等先進技術對零部件實施再制造修復和優化改進。試驗表明，采用再制造技術完成的零部件，其耐磨性能得到明顯提升，最高可以提高8.3倍延長2～3倍的使用壽命。我國上海、武漢與濟南等多個地區都已形成發動機這一關鍵零部件的再制造自動生產線，再制造能力得以大幅提升。加之科研機構大力投入，使新產品質量得到了更顯著的提升。

2 技術應用與發展

對于再制造工程而言，其需要的技術類型十分廣泛，比如利用表面或復合表面技術對零部件上已經失效的表面進行修復。發動機再制造在整個汽車再制造領域中是關鍵性問題，具體包含以下幾種零部件：缸體、缸蓋、曲軸與連桿，在再制造相關技術中，表面技術具有重要作用，可通過對熱噴涂或納米電刷鍍相關新技術的應用來提高產品質量。

2.1 納米電刷鍍

因納米材料有良好的力學性能，所以可在超硬與高強材料的制造中使用，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，還能借助表面技術對不同的零部件實施維修與再制造，最終得到性能符合高標準的新零件。對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械性能。此外，對納米材料和新型電刷鍍技術進行充分結合，通過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化作用，形成的鍍層在此作用下可以表現出遠好于單一鍍層的綜合性能。目前，該技術已廣泛用于軸承及軸承座等零部件，對受損的零部件表面實施修復與強化，提高鍍層在標準負荷作用下的抗磨損及抗疲勞能力[2]。

2.2 高速電弧噴涂

利用這項技術可以制作具有極強耐磨性能、防滑性能和防腐性能的土層，也可用于對磨損嚴重的零部件進行修復與強化。相對于傳統電弧噴涂技術，新技術粒子速度較高，且具有更好的霧化效果；增強涂層結合強度，無論是粗糙度還是孔隙率均較低。此外，這項技術還具有成本低、效率高和質量好等優勢，在當前的發動機再制造領域有良好發展前景。現階段主要利用該技術形成復合式涂層，以此恢復原有軸徑尺寸，同時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

該技術主要是借助脈沖點焊裝置及專用材料修復零部件上被劃傷的部位。利用高能電脈沖來大幅提高溫度，促使經過先行處理的零部件表面及新材料發生熔化，然后對兩者進行微區焊接。這項技術可以對零部件發生的棱邊損傷、磨損及溝槽進行急速修補，使零部件恢復到原來的形狀與尺寸，精度滿足設計要求，質量可靠。

2.4 納米固體潤滑干膜

隨著表面減摩大量引入，各種機械特別是汽車機械的潤滑性、耐蝕性、耐磨性等性能明顯提升設備壽命得以大幅延長，可長時間穩定運行，大量減少了維修的次數。而固體潤滑干膜則屬于全新減摩技術，可在高溫或超低溫、高負荷及真空等特殊條件下進行有效潤滑。

該技術通過具有抗磨性能的納米粒子的適量添加，對干膜自身潤滑性能及耐磨性能力予以改善，可以在普通潤滑油脂無法使用的條件下依然實現潤滑，而且還不會造成污染與滲漏。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，這種全新的潤滑膜對摩擦部位形狀和尺寸沒有要求，具有極高的適用性，并且還能改善動密封與防腐蝕等其它性能，減少機械運轉時產生的振動及噪音。現在這項技術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態自修復等新技術也正用于再制造，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際狀態，然后在超音速射流作用下形成高強涂層，這一涂層的孔隙率一般很低，特別適用于再制造領域。而后者則是將由納米材料制成的添加劑添加到潤滑油當中，然后通過摩擦化學作用使零部件表面產生微損傷恢復，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，充分發揮其良好性能。

2.5 質量控制

對生產和制造來說，質量是每個產業的生存、發展的生命！對于再制造而言，其質量控制主要包含以下幾個板塊：毛坯件基本性能及尺寸數據等的檢測和判斷；加工時的過程優化及動態監督與控制；產品成型的無損檢測和正常生產情況下進行破壞性抽檢。毛坯件是再制造加工主要原材料，不僅具有獨特性，而其性能往往不穩定，需要在正式加工前進行全面檢測，這是保證產品質量的重要基礎。從廢舊產品中拆下的零部件，必須進行全面檢測，然后以檢測結果為依據，通過評價，確定這一零部件是否適合再制造，同時編制相應的方案。對內部質量進行檢測時，一般采用無損檢測方法，內容包括強度、應力集中、孔隙及裂紋，確認是否存在對零部件后續使用有較大影響的缺陷。常用技術包括超聲檢測、射線檢測等，也可使用工業內窺鏡直接進行檢測。對毛坯件進行外觀檢測，重點是檢查其外形尺寸和表面性能是否滿足要求。如果毛坯件形狀規則，則可由人工使用普通工具進行檢測即可，而那些形狀較為復雜的零部件，要使用專門的檢測工具，比如現在常用的三坐標測量裝置。產品成型后需做質量檢驗，按照現行檢驗標準嚴格執行。產品入庫前，要對其整體外觀、加工精度、性能參數等進行全面檢驗。通過檢驗，能明確產品的質量是否滿足質量等級要求，若存在缺陷，還要對其進行類型、位置、成因和嚴重程度進行預測，最終為后續的質量改進工作提供參考依據[4]。

3 結束語

綜上所述，發動機是汽車的重要組成零部件，直接影響到汽車的動力和性能，同時發動機又是汽車中較易損壞和發生故障的部分。因此，通過對再制造技術的合理應用，能有效解決發動機磨損等問題，并使發動機具有更豐富的性能，延長使用壽命，減少汽車維修次數。

參考文獻

[1]鄭文城.我國汽車發動機再制造技術發展探討[J].廣東教育：職教，2014（7）：186～188.

[2]李振興，佟立新，王海明.論我國汽車發動機再制造技術價值與發展[J].中國科技投資，2013（08）：23～24.

[3]婁義峰.我國汽車發動機再制造技術的應用價值及技術[J].中國科技財富，2012（11）：20～21.

[4]朱 艷，張新巖，王 帥.車用發動機再制造產業發展影響因素分析[J].汽車實用技術，2017（10）：241～244.

收稿日期：2018-11-16

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