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当前,发动机再制造技术已经引起了众多汽车公司的广泛重视。应用这项技术可以有效降低生产成本,提高售后服务层次,增强产品的综合竞争力。
在汽车行业,“发动机再制造”已经不再是一个新名词了,人们通常认为它属于售后服务范畴,而事实上,在发动机的生产环节,再制造技术也发挥着不可替代的重要作用。
在发动机制造厂,应用再制造技术对在线次品进行二次加工后的产品作为维修备件纳入售后服务系统,是对主生产线的重要补充。它不仅为汽车工业带来巨大的成本节约,同时也是有利于资源再利用的“绿色工程”。
一、起源
发动机再制造技术起源于20世纪40年代的美国,二战中美国的参战使得汽车供应异常紧张,军队的订单雪花般飞向各汽车公司。FORD公司的发动机供应一度严重短缺,公司将厂内的在线次品发动机零部件按照维修级标准进行再次加工,便产生了“再制造发动机”,其稳定可靠的质量同样获得了军方好评。二战结束后,这种方式便延续了下来,成为各个汽车厂家售后服务的一项内容,发动机再制造技术也开始广泛地应用,并进入快速发展阶段。
如今,发动机再制造在欧美已经发展成为一个巨大的产业。在北美,有近1万家工厂生产再制造发动机,每年生产超过300万台的再制造发动机,产值超过25亿美元;在德国,大众公司近50年以来累计生产再制造发动机720万台,近年来在售后服务系统销售的再制造发动机与新发动机的比例达9:1。
再制造发动机来源于社会再制造企业和汽车制造厂自己的发动机再制造分厂。前者生产各种型号的再制造发动机,而后者只生产本公司产品,其提供的再制造发动机占据了行业总产量的大部分。
二、国内发动机再制造技术的应用
1998年,上海大众成立了自己的发动机再制造车间,标志着发动机再制造技术在我国汽车制造业应用的开始。在雪铁龙、通用、福特、丰田等知名品牌的售后服务体系中,几乎见不到“再制造发动机”这个词。在1998年以前,上海大众也和这些厂家一样,引导他们的汽车用户在发动机损坏时,更换全新的总成或零部件。
究其原因,是由于当时我国缺乏再制造技术和设备的支持,发动机再制造的概念未被广泛接受,国内的售后市场也不具备充分的条件。
在生产环节中,由于没有再制造技术的支持,只好强行规定,在线次品一律报废,因此,在一些汽车公司的发动机零部件生产线附近,往往会专门安排一些设备用来销毁次品,以防止它们经非法渠道流失到社会上。被销毁的次品往往占总产量的3%~5%,这无疑是一种巨大浪费!
作为全球第一品牌的发动机再制造设备生产商,美国SUNNEN公司看到了再制造发动机在中国的巨大商机,适时成立了上海善能机械有限公司,在中国销售SUNNEN全系列发动机设备,试图领先中国的发动机再制造行业。目前,SUNNEN设备已经应用于上海大众、济南复强等发动机再制造的关键工序上。
现在,中国的汽车工业正在以前所未有的速度向前发展,汽车厂商之间的竞争愈演愈烈,降低成本是大家的共同目标,发动机再制造的必要性越来越凸显出来,应用这项技术来降低生产成本,提高售后服务层次,增强产品的综合竞争力,是每一个汽车生产厂家的共同需求。
三、工艺过程
在线次品的再制造对象主要是发动机厂的几大自制件——缸体、缸盖、曲轴、连杆和凸轮轴。产生在线次品的原因分为两大类——尺寸超差和材料缺陷。针对这两大类原因,采用先进的再制造设备对它们进行加工,可以挽救大部分残次品,重新赋予它们生命。
曲轴的大、小轴颈,缸体的缸孔和缸体总高度(主轴承孔中心到缸体上平面的距离),缸盖高度等关键尺寸超差,是造成发动机零部件在线次品的常见原因。将它们加工到相应的维修尺寸,并保证合格的尺寸和配合公差,配备相应的维修级配件,即可恢复使用。如将超差的缸孔加工至+0.25mm或+0.50mm两种维修级别,并配以相应尺寸的活塞和活塞环。
对超差缸孔进行再制造的关键在于设备的加工精度,通常缸孔的圆度小于0.005mm,直线度要求达到0.005mm以内,缸孔内表面必须有符合要求的平台网纹,采用计算机控制的SUNNEN CK-21可以满足这个要求。而SUNNEN HBS-2100、CRG-780和CH-100机床可以轻松修复缸体上平面和主轴承孔。
曲轴也有-0.25mm和-0.50mm两个修理级别,使用曲轴磨床很容易修复它们的尺寸,对于需要渗碳或氮化处理的曲轴,磨削之后必须再次进行同样的处理。
SUNNEN CRG-780、SSH-1680、LBB-1680、LBC-1803以及TN-111等系列设备,专门用于检测和修复连杆,TN-111可以快速测量连杆的弯、扭变形量以及中心距,而CRG-780、SSH-1680、LBC-1803 的独特加工工艺使连杆大、小头孔超差问题迎刃而解。
SUNNEN出品的专用于修复缸盖的VGS-20、SGM-1500等机床也都各具特色,全角度动力头调整系统可以应对各种型号的缸盖,它们加工出的气门座圈与气门导管的同轴度无与伦比。
表面疏松、有砂眼等不至引起工件结构强度和密封性能的缺陷都可以进行再制造。此类缺陷往往在工件的精加工阶段才会被发现,虽然它们不会影响工件的密封、润滑和配合,但是按照工厂检验制度的规定,通常被视为废品。
再制造方法
先采用表面刷镀、热喷涂、堆焊等工艺弥补缺陷,再进行相应的机加工程序恢复其尺寸精度,使这些零件起死回生。国家重点装备再制造实验室对表面修复技术的研究已经处于世界领先地位,将他们的研究成果应用于发动机再制造已经在济南复强动力有限公司得到充分验证。
四、巨大的经济效益
在线再制造创造巨大的经济效益
发动机厂的在线报废通常占总产量的3%~5%。我国某知名轿车发动机厂每年大约有5000台(套)的五大自制件报废回炉,假设其中有60%可以再制造,按照每台(套)自制件锻造和机加工成本5000元的保守估算,报废总价值为1500万元/年——多么惊人的数字!如果把这些“废品”充分利用起来,对于降低产品成本,无疑是大有裨益的。
从长远角度看,再制造可以提高汽车的售后服务质量,增强产品的市场竞争能力。
上海大众自1998年在特约维修系统推广桑塔纳系列再制造发动机产品,使客户对发动机少了一份后顾之忧。花相当于新机价格一半的费用,就可以更换一台全新质保的发动机,这个服务项目是客户在选购新车时的一项重要参考。
先进的再制造设备还可以承担新产品的研发工作
发动机再制造设备具备高精度和高柔性加工的特点,因此,还可为企业产品研发承担许多工作。奇瑞轿车新产品之所以能够层出不穷,快速应对市场变化,其位于芜湖的奇瑞发动机厂配备的SUNNEN CK-21缸孔珩磨机功不可没。
国内的汽车生产厂开始探讨发动机的在线再制造
除上海大众之外,北京吉普公司发动机厂在数年之前也开始了这方面的尝试,他们采用了国外汽车厂通常的做法,将在线次品委托给专业的发动机再制造公司加工,也取得了不错的效益;济南复强动力有限公司与重汽集团以及各主机厂的合作也在积极推进之中,复强公司生产的STEYR再制造发动机已经在重汽集团的售后网络推广开来;康明斯6B、朝柴6102的前期研发工作进展迅速;国内其他汽车公司(如神龙公司、东风集团)也已对发动机再制造的可行性进行了研究。
五、发动机再制造与生产和销售主链的分工、配合
再制造产品应使用特殊标识
进口的康明斯再制造配件均标有醒目的“R”或者“Remanu-factured Parts”,以示与新配件的区别,有特殊尺寸的还会用文件作出说明。售后配件管理系统中订购编号也可从末尾有无“R”而轻易分辨。
再制造必须使用独立设备而不是主生产线
再制造的零件初始尺寸和最终尺寸会有不同,因此,对于零件的判定、检测需要人员逐件操作,要求机器设备能够大幅度地调整,每条再制造生产线的年产量通常不超过5万台。主生产线适用于单一品种大批量生产,每一个工位的加工尺寸以及工位之间的节拍都是预先设定的,不能随意调整改变,显然无法使用承担这项工作。
需要调整主生产线的工序管理来适应再制造的要求
未使用再制造方案之前,工厂的工艺管理通常是在加工过程中发现问题,立即报废,比如缸体的上平面在半精加工时发现缺陷,那么后续的各道工序不再进行,缸体直接报废。采用再制造手段后,则要求根据缺陷状况做出判断,对可以恢复的零件做好标记,继续完成后面的加工工序,整个流程完成之后再分离出来进行再制造。
特殊尺寸的零部件需要配套供应
修理尺寸的备件(如+0.25mm/+0.50mm的活塞、-0.25mm/-0.50mm的轴瓦、加厚缸垫等特殊零部件)需要配套供应客户,以保证正确的配合。此类配件一般只有几十个品种,可能会增加备件目录的条目,但与它们所带来的巨大效益相比,显然是非常值得的。
六、前景广阔
在国内,目前只有上海大众公司自主拥有再制造车间。但近几年来,发动机再制造已经引起了众多汽车公司的重视,企业、有关政府部门和科研机构也正在积极通过各种方式,进行再制造的市场培育、政策引导和工程研究工作。从设备供应、生产过程到市场的认知,从企业内部的需求到售后服务体系的充实,为发动机再制造快速发展提供了有利条件。
可以预见,在不远的将来,发动机再制造技术将会成为汽车发动机制造业一个重要组成部分。