汽车再制造工程发展与展望.docx

你一定要坚强，即使受过伤，流过泪，也能咬牙走下去。因为，人生，就是你一个人的人生。=-汽车再制造工程发展与展望任慧文（河北农业大学 机电工程学院 ，保定071000）摘要：介绍了汽车再制造工程的内涵，表明开展再制造工程在我国是贯彻科学发展观、构建循环经济、实现可持续发展战略的重要途径。对比了我国与国外的汽车再制造发展情况，分析了我国汽车再制造面临的机遇与存在的问题，并对我国汽车再制造工程的发展作出了展望。关键词：汽车；再制造工程；发展现状；展望1 引言随着我国经济的不断发展，人民生活水平有了显著提高，汽车作为代步工具也慢慢地走进了千家万户。汽车诞生以来，汽车维修业便一直伴随着汽车工业的发展而成长，换下来的零部件和这些报废的汽车如果不能很好地处理，那将会产生巨大的浪费和对环境长久的污染，同时其存放也会占用大量的空间。2006年发改委、科技部和环保总局下达了汽车产品回收利用技术政策等要求，可见汽车产业是涉及全国实施节约型社会、推行循环经济的重中之重。因此，伴随着汽车产业发展，汽车再制造已成为交通运输业必不可少的服务性支柱与保障。2 再制造的内涵及必要性2.1 汽车再制造的定义汽车再制造就是让旧的汽车设备重新焕发生命活力的过程。它以旧的汽车设备为毛坯，采用专门的工艺和技术，在原有制造的基础上进行一次新的制造，而且重新制造出来的产品无论是性能还是质量都不亚于原先的新品。2.2 我国发展汽车再制造产业的必要性在国际制造业大量转移的情况下我国已经发展成为“世界制造中心”，但在国际分工中我国仍处于初级产品生产的位置。初级产品生产要消耗大量能源、原材料排放大量的污染物。在中国人均资源占有量远低于世界平均水平的情况下依靠当前的经济增长与消费模式很难维持经济的长期快速发展。凭借我国在劳动力价格方面的比较优势尽管“中国制造”已享誉全球但我国单位能源产出仅相当于德国的六分之一美国的十分之一和日本的二十分之一单位GDP的金属消耗量是世界平均水平的5倍其中原因之一就是我国资源重复利用率大大低于发达国家。汽车制造业在制造业举足轻重，因此汽车再制造产业在我国有其存在与发展的必要性。3 国内外汽车再制造产业的发展及现状在欧美等发达国家中，由于他们很早就拥有了大量的汽车，为了解决随之而来的一系列问题，他们都很重视再制造业的发展，许多国家很早就开展了有关再制造的相关研究， 已经形成了比较完善和先进的一套理论和方法；而我国在这方面发展的相对 较晚，相关的技术、理论都与欧美国家有着比较大的差距1。不过我国十分重视再制造工程的发展，现在也有了一定成果。3.1 国外再制造研究状况再制造在欧美发达国家已形成了巨大的产业。2005年全球再制造业产值已超过1000亿美元，美国的再制造产业规模最大，达到750亿美元，其中汽车和工程机械再制造占2/3以上，约500亿美元左右。汽车再制造技术从技术标准、生产工艺、加工设备到配件供应、产品销售和 售后服务已形成一套完整的体系，积累了成熟的技术和丰富的经验，并已形成相当规模。在美国和欧洲，都有专门的汽车发动机再制造协会负责管理、协调汽车发动机再制造行业的技术、设备、产品、备件供应等事宜，并对一些具体零部件的再制造制定了标准。3.2 国内再制造最新发展我国汽车再制造产业发展虽晚，但势头非常好，目前已成为世界上最重要的再制造中心之一。2008年3月，国家发改委批准全国14家企业作为新一轮“汽车零部件再制造产业试点企业”，其中包括一汽、东风、上汽、重汽、奇瑞等整车制造企业和潍柴、玉柴等发动机制造企业，而且在基础理论研究与技术应用开发方面走在了世界前列。我国已基本构建了汽车再制造产业，越来越多的专业化汽车再制造企业不断出现。仅2008年一年，就有近30家再制造企业挂牌，如二汽康明斯发动机再制造公司、广西玉柴发动机再制造公司等。目前，发动机再制造企业济南复强动力有限公司是我国最大的再制造企业，专门从事斯太尔、康明斯、三菱等种类型号，尤其是重型汽车发动机的再制造。在2005年成为国家循环经济示范试点企业后，该公司加强了与装备再制造技术国防科技重点实验室的合作，将最新的纳米表面工程技术和自动化表面工程技术应用于生产线，显著提升了废旧发动机的再制造水平和再制造率，现已达到年产再制造发动机25000台的能力。在再制造基础研究方面。国内许多单位，如装甲兵工程学院装备再制造技术国防科技重点实验室、上海交通大学、合肥工业大学、山东大学、中科院兰州化物所等，深入开展了再制造的基础研究。在理论基础方面，完善了涂层残余应力的计算方法2，探索并初步建立了寿命预测评估模型。如：引入均益系数，修正了残余应力经典公式Stoney方程；研究并初步提出了再制造零部件涂层中残余应力的计算方法；以废旧柴油机曲轴为对象，研究了非线性动力学分析模型，探讨了废旧零部件疲劳试验数据与模型分析数据的映射关系，初步建立了剩余寿命预测模型；基于金属磁记忆原理和接触疲劳寿命评定准则，初步提出了废旧零部件的剩余寿命评估和再制造零部件服役寿命预测的方法。在技术基础方面，发展、创新了多项再制造关键技术，并深入研究了相关的基础理论。如：研究了高温条件下Fe-Al金属间化合物的形成机理，首次将高速电弧喷涂技术与粉芯丝材相结合的方法应用于再制造零部件的表面修复，实现了Fe-Al（基）金属间化合物的制备与涂层成形一体化技术；发明了一种“双通道、双温区”的超音速等离子喷涂新工艺，解决了涂层熔滴的过熔、夹生及烧损问题；利用具有自主知识产权的高能机械化学法，解决了纳米颗粒在多离子溶液体系中的均匀分散与悬浮稳定的难题，实现了纳米电刷镀过程中非导电的纳米颗粒与导电的基质金属镍的高效共沉积；制备了纳米软金属、纳米氧化物及纳米稀土化合物等多种性能优异的纳米减摩自修复添加剂，初步实现了在装备运行过程中纳米自修复添加剂对磨损部位的原位动态自修复。4 我国汽车再制造的展望再制造作为我国新世纪重点发展起来的新方向，以节约资源能源、保护环境为特色，以综合利用信息技术、纳米技术、生物技术等高科技为核心，充分体现了具有中国特色自主创新的特点。再制造高度契合了构建循环经济、实施节能减排的战略需求，必能为循环经济和节能减排的贯彻实施做出更大贡献。放眼未来，中国汽车的再制造应从三个方面予以重点突破，即“探索再制造的科学基础、创新再制造的关键技术、制定再制造的行业标准”。4.1 探索再制造的科学基础即深入探索研究以产品全寿命周期理论、废旧零件和再制造零件的寿命评估预测理论等为代表的再制造基础理论，以揭示产品寿命演变规律的科学本质。再制造是来自实践的工程科学，经验性更强。废旧零件的剩余寿命是否足够，再制造零件的使用寿命是否可保持一个完整的服役周期？这样一些重大问题，由于缺少理论依据，有时仅凭简单的检测设备，甚至只靠工人师傅的目测或经验判断来完成。为解决这个重大难题，必须探索研究更多更有效的无损检测及寿命预测理论与技术。目前的研究已有初步成效，在研究金属磁记忆理论评估剩余寿命时，发现金属磁记忆信号实质是铁磁材料表面的杂散磁场信号，通过梳理归纳金属磁记忆信号在疲劳损伤作用下的分布特征和变化规律，利用金属磁记忆信号法向分量初步构建了表征铁磁材料类废旧零件疲劳裂纹萌生及扩展的剩余寿命预测模型；在研究声发射理论预测服役寿命时，通过解决典型声发射信号特征参量的甄选及其指代信息分析，获得真实准确的反映再制造零件表面涂层内部微裂纹萌生、扩展及断裂等信息3，初步实现对再制造零件表面涂层寿命演变规律的把握。今后在继续深化上述理论与技术的前提下，还需探索新的理论与技术，通过寻找特征参量来方便快捷地表征寿命规律。4.2 创新再制造的关键技术即不断创新研发用于再制造的先进表面工程技术群，使再制造零件表面涂层的强度更高、寿命更长，确保再制造产品的质量达到或超过新品。先后开发成功纳米表面工程技术和自动化表面工程技术，前者包括纳米颗粒复合电刷镀技术、纳米热喷涂技术、纳米减摩自修复添加剂技术等，后者包括自动化电弧喷涂技术、自动化纳米颗粒复合电刷镀技术等。纳米表面工程技术的核心是利用纳米颗粒材料的小尺寸效应，通过在涂层或添加剂中的均匀、弥散分布，实现纳米颗粒与基质金属间原子尺度的化学键结合，从而显著提高涂层的强度学和摩擦学性能；自动化表面工程技术的核心是利用机器人或操作机来取代手工操作，通过自动控制规划路径，实时反馈调节涂层成形工艺参数，实现表面涂层制备的自动化、智能化。上述技术已应用于发动机再制造生产线，如：纳米颗粒复合电刷镀技术成功修复了进口飞机发动机压气机叶片，300小时台架试验满足要求，突破了对国外进口产品的国产化维修技术瓶颈，再制造费用仅是国外技术费用的1/10；自动化电弧喷涂技术用于重载汽车发动机缸体、曲轴箱体等零件的再制造，单件发动机箱体的再制造时间由90 min缩短为20 min，且材料消耗仅为零件本体重量的0.5%，费用投入不超过新品价格的10%。下一步除了继续完善纳米表面工程技术和自动化表面工程技术外，还需研发生物表面工程技术等新的方向。4.3 制定再制造的行业标准即尽早建立系统、完善的再制造工艺技术标准、质量检测标准等体现再制造走向规范化的标准体系。国内再制造因起步较晚，再制造企业的技术积累少，再制造的标准缺乏，因而一定程度上阻碍了再制造的广泛应用。2008年，国家标准化管理委员会批准成立了“全国绿色制造标准化技术委员会再制造分技术委员会”，秘书处挂靠装备再制造技术国防科技重点实验室。该委员会正陆续制订并有望近期出台“再制造概念、术语”和“再制造率的概念及评估方法”等共性基础标准。同时，国内相关高等院校和再制造企业正在联合制定“再制造技术工艺标准、再制造质量检测标准、再制造产品认证标准”等多类标准草案，包括：再制造发动机工艺流程标准4、发动机再制造产品性能评价与质量检测标准、废旧发动机零件剩余寿命评估标准、再制造的关键零件（曲轴、缸体、凸轮轴、连杆轴等）质量检测标准、再制造发动机试车考核标准等。下一步应深化标准内涵，制定出具有良好通用性和可操作性的标准方案。5 结论再制造工程符合我国走可持续发展道路的国情， 符合国家倡导的落实科学发展观， 推进循环经济发 展，加快建设资源节约型、环境友好型社会的方针，是 构建循环经济发展模式和实现可持续发展战略的重要途径之一。再制造是再生资源利用的高级形式；是 实现循环经济“减量化、再利用、资源化”三原则5中“再利用”原则的最为有效的途径，也是实现废旧机电产品循环利用的最重要的措施。在我国，开展汽车再制造工程，既面临机遇，也存在问题，通过政府引导、政策鼓励、技术进步和加大宣传等途径，我国的汽车再制造工程将走上一条良好健康的发展之路。参考文献1徐滨士,刘世参,史佩京,等. 汽车发动机再制造效益分析及对循环经济贡献研究 J. 中国表面工程,2005，（1）:1-7.2徐滨士. 装备再制造工程的理论与技术M. 北京: 国防工业出版社，2007, 7.3张国庆，荆学东，浦耿强，等. 产品可再制造性评价方法与模型J. 上海交通大学学报. 2005, 39(9):1431-1436.4柳献初. 发展中国汽车再制造工程的探讨J. 汽车工业研究，2007（7）：3-7.5周常英，张景来.关于发展我国汽车再制造的探讨J.企业技术开发，2005，24（8）：3-5.致谢大三第二学期学习时光已经接近尾声，在此我想对我的老师和同学们表达我由衷的谢意。感谢马跃进老师和同学们的关心和鼓励。马老师课堂上的激情洋溢，课堂下的谆谆教诲；同学们在学习中的认真热情，生活上的热心主动，所有这些都让我充满了感动。 这次论文写作，我得到了老师和很多同学的帮助，马跃进老师对我的关心和支持尤为重要。马老师平日里工作繁多，但在我写作的每个阶段，从选题到查阅资料，论文提纲的确定，中期论文的修改，后期论文格式调整等各个环节中都给予了悉心的指导。这几个月以来马老师不仅在学业上给我以精心指导，同时还在思想给我以无微不至的关怀，在此谨向马老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。同时，本篇毕业论文的写作也得到了王家忠老师的审阅和苏然同学的热情帮助。感谢在整个论文写作期间给我密切关注的老师，和曾经在各个方面给予过我帮助的伙伴们。在此，我再一次真诚地向帮助过我的老师和同学表示感谢。命运如同手中的掌纹，无论多曲折，终掌握在自己手中=