表面工程期末作业.doc

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1、汽车发动机再制造工艺及修复技术摘要:描述了汽车发动机再制造加工的工艺过程, 对检测、清洗、拆解、修复或升级、检验、包装 等过程进行了分析, 并对发动机再制造修复技术进行了探讨。 随着我国汽车保有量的与日俱增, 国内汽车 维修服务行业的发展严重滞后, 无法满足汽车市 场越来越高的需求。因此, 改变国内传统汽车维 修观念, 建立专业化、规模化的汽车维修厂和符合 国际标准的中国汽车维修服务业, 实乃当务之急。 汽车发动机再制造这一全新的维修概念是振兴中 国汽车工业, 并与国际水平接轨的必经之路。 1 发动机再制造的概念及特点发动机再制造是将旧发动机按照再制造标准,经严格的再制造工艺后, 恢复成各项性

2、能指标达到或超过新机标准的再制造发动机的过程。汽车发动机再制造既不是一般意义上的新发动机制造,也非传统意义上的发动机大修,而是一个全新的概念。 新发动机制造是从新的原材料开始,而发动机再制造则以旧发动机为毛坯,以可以修复的基础件为加工对象,充分挖掘旧发动机的潜在价值发动机再制造省去了毛坯的制造及加工过程,节约了能源、材料、费用, 并减少了污染。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70% 75% , 而再制造中其材料和加工费用仅占6% 10% 。发动机大修大多是以单机为作业对象,采用手工作业方式,修理周期过长, 生产效率及修复质量有很大的局限性。再制造汽车发动机则采用了专业

3、化、大批量的流水作业线生产,保证了产品质量和性能。发动机再制造赋予了报废的发动机第二次生命,这不同于发动机的大修,是旧发动机的质的转变,发动机再制造产业具有高质量、高效率、低费用、低污染的优点,它能够给用户带来极大的实惠,给企业带来极大的利润。从发动机再制造的理论和实践,都说明了发动机再制造产业是汽车维修行业的发展方向, 是利国利民的绿色行业和朝阳产业。2 发动机再制造的工艺流程通常情况下,退役发动机进入再制造工序后,可采用再制造工艺流程。全面拆解旧发动机 将废旧产品完全拆解成单个的零件,这是将其再制造到如新品质量的首要步骤。拆解过程中还需要对那些明显不能进行再制造加工利用的零件进行及时的鉴别

4、和剔除,如废旧产品中断裂的外壳、磨损严重的轴瓦和活塞等等,都不可用于再制造,需要及时地予以清除。需要辨别剔除的零件,包括所有的不能再利用的基础件,如油封和密封件等。在拆解过程中将各类零件统一存放,一个完整的发动机被拆解成不同类型的零部件,与原发动机不再一一对应。清洗 清洗不仅仅是洗掉废旧产品零件表面的灰尘、油脂、油渍、锈蚀,还要彻底去除缸体、缸盖水道和油道内部的沉积物。根据清洗的不同目的和清洗任务的复杂程度等,在清洗过程中常常需要连续或者同时采用多种清洗方法。根据零件的用途和材料,选择不同的清洗方 法,如高温分解、化学清洗、超声波清洗、振动研磨、液体喷砂、干式喷砂等方式,出于对环境保护的要求和

5、清洗技术的发展, 化学清洗在减少,机械清洗和高温清洗的比例在逐步增加。对清洗后的零件进行严格的检验判断检验后的零件可分为 3类: 1) 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、油箱底壳等,这类零件80%以上可直接应用。 2) 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。 3) 需用新品替代的淘汰零件。据统计,旧斯太尔发动机中前 2 类零件的比例占重量的 9415%,价值占9011%,数量占8517%。 零件的检验内容主要包括几何精度检验、表面质量检验、力学性能检验、内部缺陷检验、重量与平

6、衡检验等。常用的方法包括感觉检验法、仪器工具检验法和物理检验法等同时对零件的检验要及时收集数据,加强数据统计,提高分类及检验效率。失效零件的再制造加工 再制造加工包括对零部件的恢复和升级,主要指对失效的零件根据新品的要求,采用先进的工艺技术恢复到新品的技术质量标准,或者升级到超过新品的技术质量标准。再制造加工方法很多,主要包括: 恢复尺寸法、修理尺寸法、附加零件法、改造升级法等, 例如,可利用先进表面处理技 术进行表面尺寸恢复, 使表面性能优于原来零件 或者采用机械加工将相关零件加工到相应修理尺寸,恢复到正常配合标准或者通过修改或增加零部件的部分结构或模块,增加部分新功能或者修改原产品的缺陷,

7、提高产品的综合性能等。再制造加工技术包括:表面工程技术、机械加工技术、激光修复技术等。不同工艺具有不同的特点和适用性,在确定合理的零件再制造加工方法时,主要从技术、经济、环保等方面考虑,并保证再制造加工后零件的适用性、耐久性和技术经济性。对再制造加工后的零件也要进行测试检验,符合新品技术标准的可进入装配程序,否则需进一步进行再制造加工或报废淘汰处理。装配 装配通过上述步骤后,合格的零部件运送到装配车间,淘汰的零件则采用新品零件替换,即可进入产品装配,这是保证再制造产品质量的最后工步。装配前需要制订科学的装配工艺, 装配过程中要按产品要求保证配合表面间的配合质量和接触质量,如零件间的相对运动精度

8、、相互位置精度、密封性、清洁度和调整要求等。同装配新品时一样,要严格按照装配规定进行。如被装配的零件要干净,装配中用力要合适,要按照装配程序进行装配,做好装配零件间隙的调整和零件间相互位置的校正,做好相应的密封和润滑等,以保证装配后的再制造产品得到最好的性能。测试、包装 对再制造发动机按照新发动机的标准进行整 机性能指标测试, 应满足新发动机设计要求。整机测试是保证产品质量必不可少的工序,测试方法和要求均按新品标准执行。不同的是每一台再制造产品必须进行整机测试,而不能采用抽样检测的方法。再制造产品的包装装潢是保证消费者对再制造产品信心的重要内容之一。主要包括对产品本身的外观包装装潢。例如, 外

9、露件的喷漆,印刷制作精美的产品说明书、质保书,标识环保产品标志,制订包装盒等再制造产品的包装装潢要突出环保理念,采用可回收的包装盒,使用无环保危害的喷涂工序等。包装装潢完毕的产品,可以进入库存等待销售。3 发动机的修复技术再制造工程所需要的技术种类非常广泛, 其中各种表面技术和复合表面技术主要用来修复和强化废旧零件的失效表面,是实施再制造的主要技术。发动机再制造的关键是对发动机的主要零部件的再制造,这些零部件主要包括缸体、缸盖、曲轴和连杆等。由于现代表面工程技术具有优质、高效、低耗等先进制造技术特征,采用它可直接针对许多贵重零部件的失效实施局部表面强化或修复,重新恢复使用价值。常用的修复技术有

10、:纳米复合电刷镀技术、高 速电弧喷涂技术、纳米固体润滑干膜技术等。 纳米复合电刷镀技术 由于纳米材料具有优异的力学性能,可用于制造超硬、高强、高韧超塑性材料及高性能陶瓷和高韧、高硬涂层,不仅能够获得质量优良的原材料, 而且可以采用表面工程技术对零部件进行维修或再制造,获得高性能的零件或备件。以纳米金刚石和纳米陶瓷为代表的纳米硬粉,具有很高的硬度和较好的耐高温能力,在镀层应用可以较大幅度地改善电刷镀镀层的机械性能。通过将纳米材料与高效的电刷镀技术结合,并采用镍包覆法对纳米粉表面进行处理,可有效地提高纳米粉在镍基复合镀层中的共沉积量,改善纳米粉在镀层中的均匀程度,解决纳米粉在复合镀层中难以均匀分散

11、这一关键问题。在纳米材料的弥散强化作用下,获得的纳米复合镀层表现出比单一快速镍刷镀层更好的性能。纳米复合电刷镀技术在汽车发动机的轴承、轴承座零件的磨损部位得到应用,进行零部件表面损伤的修复、强化和防护, 获得的含纳米金刚石的复合镀层在室温高负荷下具有优良的抗疲劳和抗磨损性能。高速电弧喷涂技术 采用高速电弧喷涂技术能够制备耐磨涂层、防腐涂层、防滑涂层等各种性能的涂层,可以应用于磨损零件的修复和强化。新型高速电弧喷涂与普通电弧喷涂相比, 粒子速度显著提高、雾化效果明显改善;涂层的结合强度显著提高,涂层的孔隙率和表面粗糙度低。高速电弧喷涂具有优质、高效、低成本的特点,在汽车发动机再制造中具有广阔的应

12、用前景。目前采用高速电弧喷涂复合涂层,恢复汽车发动机曲轴的轴径尺寸,并且提高摩擦表面硬度和耐磨性,使其性能得到提高。 纳米固体润滑干膜技术 表面减摩技术的应用,能够提高汽车装备中机械设备运行的可靠性,延长使用寿命,减少维修次数。固体润滑干膜技术是一种新型减摩技术,能够在高温、高负荷、超低温、超高真空、强氧化还原和强辐射等环境条件下有效润滑。 纳米固体润滑技术通过在固体润滑干膜中添加润滑和抗磨作用的纳米粒子,改善固体润滑干膜的润滑、耐磨损性能,能够在常规油脂不宜使用的特殊环境下实现有效润滑,并且没有油脂润滑所存在的污染及漏油等问题。如含有纳米氧化铝材料的固体润滑干膜的耐磨性提高了 2 5倍 。纳

13、米固体润滑膜可以用到几乎所有的摩擦部件上而不需要改变部件的尺寸,而且还具有优良的防腐蚀性能和动密封性能,能起到防止机械振动和减少机械噪音的作用。目前已经在一些重载车辆 中使用了具有良好耐磨、减摩和防腐性能的纳米固体润滑干膜,并取得了明显的效果。另外, 超音速等离子喷涂技术、纳米减摩原位动态自修复技术等在汽车发动机再制造中也将能发挥重要的作用。超音速等离子喷涂以等离子弧为热源,可以将微纳米陶瓷粉、复合粉等多种喷涂材料加热到熔融状态,利用超音速射流沉积得到结合强度高、孔隙率低的高质量涂层,在汽车发动机零件再制造方面有广泛的应用前景。纳米减摩原位动态自修复技术通过在润滑油中加入纳米减摩添加剂,在摩擦

14、化学作用下原位动态修复零件表面微损伤,能够有效地降低摩擦、减小磨损,降低油耗,提高发动机的有效功率,能够用于提高再制造发动机的性能, 延长使用寿命。 4 结语汽车再制造延长了产品的生命周期,节约能源,减少了生产过程中的环境污染,具有极大的经济和社会效益,是废旧汽车最经济的修复手段。汽车再制造与维护保养和大修有着本质的区别,需要应用各种高新技术实现节约资源、提高性能和质量,这有待进行大量深入细致的研究工作。 再制造工程的发展要走产业化、高技术化的道路,建立严格的管理检测机制,确保再制造产品的性能和质量,才能使再制造工程得到健康的发展,并发挥良好的作用,产生巨大的经济效益、社会效益和环境资源效益。