载货汽车发动机再制造技术的发展分析

摘 要：针对载货汽车发动机再制造技术，在简单背景叙述的基础上，对其应用和发展进行深入分析，提出未来的发展方向，如采用并发展纳米电镀技术、高速电弧喷涂技术等，为发动机再制造技术充分发挥应有作用效果提供参考借鉴。

关键词：汽车发动机；发动机再制造

中图分类号：U466 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）35-0218-02

再制造目前是正处快速发展时期的新兴技术与产业，它是包含表面技术等在内的诸多新技术整合到一起，根据发动机及其零部件实际情况，进行针对性的修复或优化改造，能使已经使用很长一段时间或已经报废的零部件重新获得高的使用价值，可见这是一项完全符合我国可持续发展战略的技术。现在很多技术人员都对加快再制造技术发展达成共识，对此开展的专题研究与实践也不断增多。相信在不久的未来，这项技术将得到大范围普及，使汽车及其零部件产业更上一个台阶。

1 技术背景

再制造技术很早就出现在汽车零部件领域，目前国外已形成规模极大的产业。SAE曾数次举办再制造技术主题会议，对包含转向器、离合器与发动机等在内的重要零部件，给出再制造技术标准。PERA协会定期都会出版和再制造技术有关的快报，同时自主创办了对应专业杂志。90年代之后，美国汽车零部件领域的再制造市场销售总额大幅增加，尤其是车辆动力市场，有近90%的产品为再制造产品。目前，国内三大汽车集团正致力于建造零部件再制造的生产储存和业务交流中心，以此对回收的零部件予以充分利用，可直接降低成本和高效利用资源。很多家大规模公司已达成共识结成联盟，设立专门的拆卸中心，对不同零部件的拆除、再制造及装配进行深入分析[1]。

现国内对再制造技术的研究还处在起步的阶段，大部分项目都集中于单项技术。在汽车行业的再制造技术中引入表面工程技术能有效提高新产品质量。我国最早开展表面工程技术分析的机构为“全军装备维修表面工程研究中心”，引入等离子喷涂等先进技术对零部件实施再制造修复和优化改进。试验表明，采用再制造技术完成的零部件，其耐磨性能得到明显提升，最高可以提高8.3倍延长2～3倍的使用寿命。我国上海、武汉与济南等多个地区都已形成发动机这一关键零部件的再制造自动生产线，再制造能力得以大幅提升。加之科研机构大力投入，使新产品质量得到了更显著的提升。

2 技术应用与发展

对于再制造工程而言，其需要的技术类型十分广泛，比如利用表面或复合表面技术对零部件上已经失效的表面进行修复。发动机再制造在整个汽车再制造领域中是关键性问题，具体包含以下几种零部件：缸体、缸盖、曲轴与连杆，在再制造相关技术中，表面技术具有重要作用，可通过对热喷涂或纳米电刷镀相关新技术的应用来提高产品质量。

2.1 纳米电刷镀

因纳米材料有良好的力学性能，所以可在超硬与高强材料的制造中使用，也可用于形成高硬度或高韧性涂层，除了可以获得良好原材料，还能借助表面技术对不同的零部件实施维修与再制造，最终得到性能符合高标准的新零件。对于纳米硬粉比如纳米陶瓷与纳米金刚石，不仅硬度极高而且耐高温，用于镀层能有效改善镀层整体机械性能。此外，对纳米材料和新型电刷镀技术进行充分结合，通过镍包覆处理所用纳米粉表面，能大幅提高鍍层中纳米粉的总沉积数量，保证镀层中纳米粉分布均匀性。由于纳米材料具有弥散强化作用，形成的镀层在此作用下可以表现出远好于单一镀层的综合性能。目前，该技术已广泛用于轴承及轴承座等零部件，对受损的零部件表面实施修复与强化，提高镀层在标准负荷作用下的抗磨损及抗疲劳能力[2]。

2.2 高速电弧喷涂

利用这项技术可以制作具有极强耐磨性能、防滑性能和防腐性能的土层，也可用于对磨损严重的零部件进行修复与强化。相对于传统电弧喷涂技术，新技术粒子速度较高，且具有更好的雾化效果；增强涂层结合强度，无论是粗糙度还是孔隙率均较低。此外，这项技术还具有成本低、效率高和质量好等优势，在当前的发动机再制造领域有良好发展前景。现阶段主要利用该技术形成复合式涂层，以此恢复原有轴径尺寸，同时还能显著提高耐磨性能与表面硬度，最终使综合性能均得以大幅提高。

2.3 划伤快速填充

该技术主要是借助脉冲点焊装置及专用材料修复零部件上被划伤的部位。利用高能电脉冲来大幅提高温度，促使经过先行处理的零部件表面及新材料发生熔化，然后对两者进行微区焊接。这项技术可以对零部件发生的棱边损伤、磨损及沟槽进行急速修补，使零部件恢复到原来的形状与尺寸，精度满足设计要求，质量可靠。

2.4 纳米固体润滑干膜

随着表面减摩大量引入，各种机械特别是汽车机械的润滑性、耐蚀性、耐磨性等性能明显提升设备寿命得以大幅延长，可长时间稳定运行，大量减少了维修的次数。而固体润滑干膜则属于全新减摩技术，可在高温或超低温、高负荷及真空等特殊条件下进行有效润滑。

该技术通过具有抗磨性能的纳米粒子的适量添加，对干膜自身润滑性能及耐磨性能力予以改善，可以在普通润滑油脂无法使用的条件下依然实现润滑，而且还不会造成污染与渗漏。比如，采用纳米氧化铝为添加粒子的干膜，其耐磨性能最高可以提升5倍。另外，这种全新的润滑膜对摩擦部位形状和尺寸没有要求，具有极高的适用性，并且还能改善动密封与防腐蚀等其它性能，减少机械运转时产生的振动及噪音。现在这项技术已广泛用于大型载货汽车，在提高零部件耐磨性能，减少摩擦与腐蚀方面取得了良好的成效[3]。

除此之外，超音速等离子喷涂与纳米减摩原位动态自修复等新技术也正用于再制造，逐渐起到重要作用。其中，前者将等离子弧作为主要热源，将复合粉或微纳米陶瓷粉作为喷涂材料，在喷涂前将其加热至熔融的实际状态，然后在超音速射流作用下形成高强涂层，这一涂层的孔隙率一般很低，特别适用于再制造领域。而后者则是将由纳米材料制成的添加剂添加到润滑油当中，然后通过摩擦化学作用使零部件表面产生微损伤恢复，可有效减小零部件的磨损，并起到一定降低油耗的作用，保证零部件使用率，充分发挥其良好性能。

2.5 质量控制

对生产和制造来说，质量是每个产业的生存、发展的生命！对于再制造而言，其质量控制主要包含以下几个板块：毛坯件基本性能及尺寸数据等的检测和判断；加工时的过程优化及动态监督与控制；产品成型的无损检测和正常生产情况下进行破坏性抽检。毛坯件是再制造加工主要原材料，不仅具有独特性，而其性能往往不稳定，需要在正式加工前进行全面检测，这是保证产品质量的重要基础。从废舊产品中拆下的零部件，必须进行全面检测，然后以检测结果为依据，通过评价，确定这一零部件是否适合再制造，同时编制相应的方案。对内部质量进行检测时，一般采用无损检测方法，内容包括强度、应力集中、孔隙及裂纹，确认是否存在对零部件后续使用有较大影响的缺陷。常用技术包括超声检测、射线检测等，也可使用工业内窥镜直接进行检测。对毛坯件进行外观检测，重点是检查其外形尺寸和表面性能是否满足要求。如果毛坯件形状规则，则可由人工使用普通工具进行检测即可，而那些形状较为复杂的零部件，要使用专门的检测工具，比如现在常用的三坐标测量装置。产品成型后需做质量检验，按照现行检验标准严格执行。产品入库前，要对其整体外观、加工精度、性能参数等进行全面检验。通过检验，能明确产品的质量是否满足质量等级要求，若存在缺陷，还要对其进行类型、位置、成因和严重程度进行预测，最终为后续的质量改进工作提供参考依据[4]。

3 结束语

综上所述，发动机是汽车的重要组成零部件，直接影响到汽车的动力和性能，同时发动机又是汽车中较易损坏和发生故障的部分。因此，通过对再制造技术的合理应用，能有效解决发动机磨损等问题，并使发动机具有更丰富的性能，延长使用寿命，减少汽车维修次数。

参考文献

[1]郑文城.我国汽车发动机再制造技术发展探讨[J].广东教育：职教，2014（7）：186～188.

[2]李振兴，佟立新，王海明.论我国汽车发动机再制造技术价值与发展[J].中国科技投资，2013（08）：23～24.

[3]娄义峰.我国汽车发动机再制造技术的应用价值及技术[J].中国科技财富，2012（11）：20～21.

[4]朱 艳，张新岩，王 帅.车用发动机再制造产业发展影响因素分析[J].汽车实用技术，2017（10）：241～244.

收稿日期：2018-11-16

作者简介：韦志成（1979-），男，助理工程师，本科，主要从事制造技术工作。

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