我国发动机再制造现状及发展趋势研究

唐琦军，任　凯，谢秋元，李袁庆，刘祖平，邵丽果，陈　杰

我国发动机再制造现状及发展趋势研究

唐琦军1，任凯1，谢秋元2，李袁庆2，刘祖平3，邵丽果3，陈杰4

(1.湖南农业大学机电工程学院，湖南 长沙 410128；2.湖南法泽尔动力再制造有限公司，湖南 长沙 410323；3.湖南中大机械制造有限责任公司，湖南 长沙 410323；4.长沙奥斯凯汽车零部件有限公司，湖南 长沙 410323)

近年来，随着我国汽车产业的发展壮大，虽然发动机行业得到了迅猛发展，但是对发动机再制造关键技术、生产设备及其产业化的研究还存在明显的不足。对我国发动机再制造行业现状进行了调研，分析了发动机再制造对经济和环境的影响，探讨了发动机再制造的关键技术及发展趋势。研究表明发动机再制造在节能、减排、成本等方面具有显著优势，我国应该大力发展发动机再制造产业。

发动机；再制造；关键技术；发展趋势

1　发动机再制造概述

发动机再制造是以废旧发动机为加工对象，对主要零部件进行检测、清洗、表面强化修复与机加工，按照再制造标准进行一系列工艺处理，将其加工成符合新品性能要求的发动机的过程[1-2]。通过再制造，可将发动机的一部分零部件修复后再使用，如曲轴、活塞、缸体、缸盖、气门等高附加值的零部件。不宜修复再使用的另一部分零部件则不属于再制造的对象，如缸垫和活塞环等易损件、机油滤芯等保养件、涉及安全的配件等。

近年来，随着我国汽车产业的发展壮大，发动机行业也得到了迅猛发展[3]，但是发动机再制造技术相比于欧美工业强国仍然存在一定的差距。当前我国发动机再制造一般是以报废发动机为加工对象。由于报废发动机一般破损严重、耗损较大，因此往往会导致再制造的技术难度加大、成品率降低、温室气体排放量升高等问题[4-5]。张汇等[6]开展了基于碳减排的汽车发动机再制造最佳时间点研究，指出发动机需要将被动再制造转变为主动再制造。再制造产业形成了全新的“资源—产品—废旧产品—再制造产品”的循环经济模式，是发展循环经济最有力的证明。这种充分利用资源的产业模式具有显著的经济效益、环境效益和社会效益，对于发动机再制造业来说是非常好的补充，能够强链、补链，助力产业绿色化转型[7]。

2　我国发动机再制造的现状

在欧美发达国家，经过长期发展，再制造发动机已经成为汽车发动机制造公司售后服务体系不可缺少的重要组成部分[8-9]。大众、福特等很多世界著名的大型汽车制造企业都有属于自己的发动机再制造下属企业。

相比于发达国家，我国的发动机再制造起步较晚，且规模较小。1999年6月，徐滨士院士在西安召开的“先进制造技术国际会议”上作了《表面工程与再制造技术》的特邀报告，在我国率先提出“再制造”的概念[10]。多年来国内发动机再制造市场始终处于小规模、低层次的发展状态。近年来，随着我国在全球减排中的角色越来越重要以及发动机保有量的增加，发动机再制造得到了政府、企业、科研院校的重视，正在蓬勃发展。近年来我国发动机再制造的相关法律法规情况见表1。国内规模较大的发动机再制造企业有中国重汽集团济南复强动力公司、湖南法泽尔动力再制造有限公司等，国内主要发动机再制造企业见表2。中国重汽集团济南复强动力公司作为汽车零部件再制造标准编制单位，一直以来非常重视再制造技术的标准研究和推广应用工作，积极参与国家和地方再制造标准编制工作。在发动机再制造关键技术方面，该公司参与制定了《再制造发动机技术要求—曲轴》、《再制造发动机技术要求—机体》两项山东省地方标准[11]。湖南法泽尔动力再制造有限公司围绕《中国制造2025》战略部署，针对当前国内再制造产业工艺流程绿色化覆盖度不高、上下游协作不充分等现状，致力于中型及重型卡车、客车、工程机械的发动机绿色再制造关键技术的研究及管理模式的探索工作。总体来讲，我国再制造发动机总量还不多，再制造的产品也较单一，目前只是以国产发动机再制造为主，专门开展发动机再制造业务的企业偏少。

表1　我国发动机再制造的相关法律法规

表2 我国主要的发动机再制造企业及规模[12,13,14]

3　发动机再制造对经济、环境的影响

发展发动机再制造业，不仅增加了就业机会，也为经济发展注入了活力。2010年，我国再制造业产值不到25亿元；2017年，我国汽车零部件再制造试点企业和示范基地相关企业的产值已超过40亿元，其中发动机再制造业产值超过14亿元[10]；2015年，国内再制造发动机的产量约为15万台[15]。对于可修复的发动机零部件，再制造是最好的处理方式。通过不断提升发动机再制造的技术水平，可以将更多的已损坏零部件纳入可修复行列，以充分挖掘可修复零部件中的材料、能源和加工附加值等资源，使再制造的产品性能达到甚至超过新品、符合再销售的条件、价格远低于新品。以湖南法泽尔动力再制造有限公司某款再制造发动机为例，发动机生产周期对比如图1所示，发动机生产成本对比见表3。与生产新发动机相比，再制造发动机能够缩短产品的生产周期，并降低产品的生产成本。

图1　发动机生产周期对比

表3　发动机生产成本对比

发动机再制造有利于节约资源、降低污染物的排放，有力地支持了环境友好型社会的建设。中国汽车工业协会汽车零部件再制造分会数据显示：在发动机再制造的修复零部件过程中，原零部件约85%～95%的材料得到了重复利用，节约了85%的开采原生矿所需能源。徐滨士等[18]研究表明，以再制造方式实现发动机整机的循环利用，节能效益和环境保护效益最佳；由表4可知，以再制造方式实现1万台废旧发动机的循环利用，可节电1.45×108kWh，减少CO2排放600 t，可见发动机绿色再制造是节能减排的重要方法之一。卡特彼勒公司开展再制造业务，通过不断发展全球逆向物流体系，实现实时旧件信息全球共享，通过互联网及大数据等智能手段实现绿色供应[19]。

表4　发动机再制造节能情况

4　发动机再制造的关键技术

目前国内发动机再制造技术主要分为以下四类。

(1)再制造拆卸技术。刘子武等[20]指出拆卸回收设计己成为现代设计领域的研究热点之一。在政府的大力支持和引导下，越来越多的企业进入发动机再制造领域，使拆卸的专业化、机械化水平以及管理的现代化水平逐年得到提高。

(2)再制造清洗技术。目前已得到应用的再制造清洗技术主要有流液清洗、超声波清洗、喷丸清洗、干冰清洗、激光清洗等，各种清洗技术的原理、优势、劣势见表5[21-22]。

(3)再制造修复技术。针对不同发动机零件及其不同损坏类型选择合理的修复方法，能够提升再制造产品的性能、质量，避免再制造产品在使用过程中出现效率下降、在加工过程中的成本不降反升等现象[23]。主要的修复技术有镀铁技术、激光熔覆技术、新型冷焊技术、热喷涂技术、电刷镀技术等[24-26]。

(4)再制造检测技术。在发动机零部件的检测技术方面，国内开展了无损检测技术的相关研究，通过采用科学的检测方法和使用先进的检测工具，可提升检测精度，并能有效避免在检测过程中对零部件造成二次损伤。目前，湖南法泽尔动力再制造有限公司使用超声波探伤仪、磁粉探伤仪、油泵油嘴校验机、高精度E0级平板、三坐标仪等先进检测工具，基本实现了对发动机零部件的无损检测。

表5　发动机再制造清洗技术

5　发动机再制造的发展趋势

5.1　我国发展发动机再制造的必要性

习近平主席在第75 届联合国大会上提出了中国2030年前CO2排放达峰和2060年前实现碳中和的目标。尽早达到CO2排放达峰，有利于在2060年前实现碳中和，为全球气候的改善贡献中国力量[27]。通过促进发动机再制造的健康发展，能够增加资源的利用率，减少资源的消耗，助推湖南“三高四新”战略的落实，有利于尽早实现“碳中和”目标。

5.2　发动机再制造的发展趋势和建议

我国发动机再制造领域已经具备先进的再制造技术，相关机构也在大力推动循环经济和努力完成“碳达峰”、“碳中和”目标。根据发动机再制造的发展趋势，提出以下建议。

(1)制定、规范发动机绿色再制造的国家标准、行业标准。在今后的发动机再制造产业发展中，要充分结合我国国情制定科学的再制造标准框架体系，并不断完善国家标准、行业标准，规范发动机再制造的工艺、流程[28]。

(2)大力宣传发动机再制造相关领域的政策、法规以及发动机再制造产品的质量情况。当前民众对于发动机再制造领域了解少，无法辨别发动机再制造产品和非法翻修产品的区别，对发动机再制造产品出现认知偏差。加大宣传力度，提高国民认知度，有利于发动机再制造的发展。

(3)建立并完善相关法律法规及配套政策体系。目前我国缺乏良好的市场保护机制与质量监督管理体系。为规范发动机再制造产业，提升再制造零部件质量，应当通过出台相应法律法规和配套政策，确立“制造商责任制”和产品认证体系，制定相应的奖惩制度，建立规范合理的产业化体系。

(4)合理引进发达国家的成功经验。欧美发达国家发动机再制造行业起步早，规模大，许多汽车、工程机械制造商都建有自己的发动机再制造中心，一些成功的经验值得借鉴。

(5)做好政府的引导工作。在审核发动机再制造企业入行资质时，应当取消不合理的壁垒，鼓励企业参与发动机再制造相关工作。可以采用“碳税”、“政府补贴”等政策扶持的方式，鼓励和引导企业从事发动机再制造相关工作，促进企业向低碳化转型。

(6)推动“以旧换再”政策的落地。通过不断提升发动机再制造产品的质量、降低产品价格以及增加产品的市场认可度来推动“以旧换再”政策的落地。按照结构功能以及使用场景将发动机分类归档，可以通过分类实施“以旧换再”政策来实现发动机的主动再制造。

6　结论

发动机绿色再制造能够提高发动机回收利用效率，实现节能减排和良好的经济效益，促进产业绿色化转型。近年来，随着相关政策的陆续发布以及越来越多企业进入发动机再制造领域，我国发动机绿色再制造生态体系和关键技术逐步走向成熟，将为中国2060年前实现“碳中和”、湖南大力发展“三高四新”战略提供动力。

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Research on the status quo and development trend of engine remanufacturing in China

TANG Qijun1，REN Kai1，XIE Qiuyuan2，LI Yuanqing2，LIU Zuping3，SHAO Liguo3，CHEN Jie4

(1.College of Mechanical and Electrical Engineering, Hunan Agricultural University, Changsha, Hunan 410128, China; 2. Hunan FZR Power Remanufacturing Co., Ltd., Changsha, Hunan 410323, China; 3. Hunan Zhongda Machinery Manufacturing Co. , Ltd., Changsha, Hunan 410323, China; 4. Changsha Aosky Auto Parts Co., Ltd., Changsha, Hunan 410323, China)

In recent years, China’s automobile industry has grown and develop rapidly, as well as the engine industry. However, there are still obvious deficiencies in the research on key technologies of engine remanufacturing, production equipment, and industrialization. In this paper, the status quo of the engine remanufacturing industryis investigated. The impact of engine remanufacturing oneconomicandenvironment is analyzed. The key technologies and development trends in the engine remanufacturing field are discussed. The results show that engine remanufacturing has significant advantages in energy saving, emission reduction, and cost. We should vigorously develop the engine remanufacturing industry.

engine; remanufacture; key technology; development trend

F426

A

2096–8736(2021)06–0035–05

唐琦军（1985—），男，湖南永州人，博士，副教授，主要研究方向为内燃机性能优化和农机动力匹配。

责任编辑：张亦弛

英文编辑：吴志立