国外报废车辆拆解流程以及分类研究

宋雅婷,鲁力群,孙萌,王珂

(山东理工大学交通与车辆工程学院，山东淄博 255049)

0 引言

20世纪60年代以来，世界各国汽车产业都在迅猛发展。到2020年年底，我国汽车的保有量已经达到了3.72亿辆，按照每年的报废车辆保有量以3%～5%[1]的增速来计算，这将会是一个非常惊人的数目，而且我国汽车的数量还在不断地攀升。在大量报废车辆充斥的情况下，如果不能及时妥善地处理将导致许多不良后果，例如，大量土地被占用，报废车辆被非法再使用或改造，大量的可再利用资源被浪费等。这显然不符合我国一直倡导的科学发展、绿色发展的理念。

在很多发达国家，如英国、德国等欧洲国家，以及日本、韩国等汽车技术相对发达的国家，他们拥有相对完善的报废车辆拆解的标准及法律，报废车辆零件回收处理率至少在75%[2]以上，在美国，报废汽车零件的回收率甚至能达到95%。堪称全球第一部针对汽车业拟定的全面回收立法——《汽车回收法》于2005年1月1日在日本正式生效，新法规定日本消费者在购买轿车或卡车时，必须同时预付这笔费用，已经拥有汽车的人则需在他们到修理厂维修车辆时缴纳这笔费用。2004年11月1日，英国对报废车辆拆解实行了新规定，要求拆解废料在破碎以前必须进行分类清理。德国的汽车行业为了支持回收系统的运行，决定重新设计他们的车辆，这样可以促进报废车辆的回收利用。目前，我国在报废车辆拆解领域还没有一套系统科学的方法，也没有完善的法律法规，需要向国外学习更健全的拆卸流程、技术。借鉴先进国家回收技术的成熟部分，摸索出一套适合我国报废车辆的科学回收拆解流程。

1 国外报废汽车的拆卸

随着各国环保政策的不断完善以及报废车辆大量充斥造成的资源浪费，人们对报废车辆的合理拆解关注度逐渐提高。拆卸是有规律地将产品分解成部件、零件等组件的一种系统方法,是实现复杂产品回收的有效方法[3]。通常会认为拆卸是组装的逆过程。但实际上，拆卸不仅仅是组装的逆顺序，甚至机械行业中的拆解也有可能与组装的逆过程截然不同。在不同的环境条件下，拆卸组装的方法也会有所改变。在实际生产应用中的拆卸方法是根据各部件的状态以及拆卸试验中的数据和经验，进行实际测试后切实可行和有效的方法。

车辆零部件的种类繁多，组成材料也千差万别，为了使车辆拆解企业达到最大利益，在拆解过程中的顺序、技术应用至关重要。而且拆解过后零部件的分类及混合材料的分类也对报废车辆拆卸的方法、深度、序列方面具有较大影响。

1.1 国外报废车辆拆卸流程规划

各国针对自己的国情制定了报废车辆拆解相关法律法规，任何报废车辆的拆解都必须在相关法律法规的前提下进行。日本在立法中指出车辆的回收费用应由车主负担，并要求汽车生产厂家回收诸如气囊构件之类的塑料构件以及空气调节器中的碳氯氟化合物，从而减小对环境的污染。

在德国、美国等技术条件较好的国家，则实行免费对报废车辆拆解的政策，并扩大生产者的责任。欧洲国家在报废汽车拆解与回收利用方面实行的是“谁生产谁负责回收处理”的原则。在德国，法律要求制造商在设计汽车时，优先采用易分类的材料和对环境危害小的材料。还规定，拆解回收的质量必须占车总质量的85%～95%，材料的80%～85%必须得到回收再利用。因为从生态学和经济学上看，报废车的回收率不可能达到100%[4]。由于美国对报废车辆拆解的设施相对完善，回收部件及材料的分销渠道广阔，所以其回收率很高[5]。

报废车辆拆解的流程一般由环保预处理、零部件拆解、机械化破碎、机械化分选、ASR回收利用5个步骤组成，如图1所示。从图中可以看出具体的拆解流程内容：环保预处理是指拆解报废汽车中的废油废液、安全气囊、动力电池等；零部件拆解是指拆除可再制造和可再利用零件，如发动机、变速器、转向器等；机械化破碎是指对经过拆解的机动车进行破碎；机械化分选需要对碎片进行分选，分选出有色金属、黑色金属、非金属等；ASR回收是指把分选出的ASR以能量的形式进行回收，减少ASR的填埋量。

图1 报废车辆拆解流程图

国外先进国家在执行这些步骤时，非常注重以下几个方面，以提高车辆拆解后的回收效益:

(1)拆解流程应因车辆类型的变化而相应地变化；

(2)拆解成本不宜过高；

(3)对环境存在潜在威胁的材料应谨慎和妥善处理。

使用这个流程模型需要关注的问题：(1)操作员是否满意拆解结果；(2)流程图能否给出和实际一致的结果。由于有的车辆可能存在零部件位置的不同或近期无法拆解的问题，所以在拆解前应检查好每一项。

1.2 拆卸流程实例

1.2.1 德国报废车辆拆解流程

在德国，政府和业界一直以来都在商谈一个全国性的计划，这一计划主题是对报废车辆回收系统进行重组和理顺。由于影响这一系统的因素众多，所以需全面考虑这一回收系统。在这个系统中，车主的任务是到拆解机构那里取得一份出售证明，这样才可以终止车主履行交年审费和交汽车强险的义务。拆解机构必须取得政府或行业的认证，并需要完成以下任务：(1)拆卸可再用的部件；(2)分离出有价值的材料；(3)对有毒的混合部分进行收集。汽车制造商的任务是向拆解方提供这些报废车辆的拆卸手册、详细的拆解流程以及材料的组成成分。图2是德国报废车辆的拆解流程。

图2 德国报废车辆拆解流程

德国的汽车行业为了支持该系统的运行，甚至决定重新设计车辆，这样可促进报废车辆的回收利用，设计方向是：(1)使拆解更方便；(2)使材料能相互融合；(3)在标签和拆解手册上记录下组件的组成部分。此外，该行业在各界的支持下正在努力开发汽车复合材料的后续处理技术。拆解行业最终是发展分销网络，分销网络不仅可以向拆解公司提供支持还可以提供报废车辆。

1.2.2 意大利报废车辆拆解流程

图3是意大利报废车辆的拆解流程[6]，图中方框表示制造功能，箭头表示输入、输出、控制和机制功能。

图3 意大利报废车辆拆解流程

由图可知，首先是取消汽车注册，去除车架号；然后，操作员将车身固定到排水区域上，拆下所有规定拆卸的部件，要求回收的质量必须占车总质量的85%～95%，回收再利用的材料必须占所有材料的80%～85%;在此之后，进行零部件回收、排掉液体(机油、刹车油、制冷剂等)；拆下有害材料等污染物；操作员输入帧数；最后提升报废车辆车架，并到办公室登记质量、是否需要催化、燃料类型(汽油、柴油、液化石油气)等所有数据。通常，一个操作员可以同时对两台车进行操作。在这一过程中，手动操作部分的顺序依次是：拆卸油箱、催化剂、散热器、机油滤清器、保险杠、挡风玻璃、安全带、电池。需要注意的是，前面提到的所有材料和液体均要进行回收。输入所有数据后，操作员需要回到操作间拆下轮胎，如果轮胎可以正常工作的话也将得到回收再使用。最后，剩余的部分会随着排水道排入压缩区进行压实，最终被填埋。

2 可回收材料分类

2.1 回收零部件分类

零部件拆解过后需要分类，以便更好地储存和查找。例如在德国，各零部件均分门别类地存放，完好的部件送到汽车修理厂作为备用，回收的材料进行再生处理;在美国，对尚有价值的部件进行整修和翻新后送到修车厂再次使用。

回收零部件分类主要有以下两种方法：

(1)根据部件特征分类的方法[7]，如表1所示，目的是解决资源枯竭和环境问题。特殊的材料应进行特殊处理:“L”是指对人类有危险、伤害的材料，如石油、多氯联苯等受到政府或环境联盟控制的材料;“W”是指催化剂中使用的贵重金属——铂等，本身是稀缺资源，而且也具有很高回收价值的材料;“R”则是指其他部分。

表1 根据部件特征分类

(2)根据回收再利用的方法分类[7],如表2所示。一般来说，A类是指通过简单的清洗后能再利用的部件或零部件；B类是指像冷凝器或半导体组成的计算机主板部分等，这些材料回收后经整理和粉碎处理可以再生;C类是指由一种材料组成的部件，这种部件可以直接处理，无须再拆解;D类是指不能被回收的部分。

表2 根据回收再利用分类

2.2 混合材料分类

混合材料的回收是指从粉碎机破碎后的混合粉粒中提取出有用材料及珍贵材料，如铂、锌等。欧盟《报废车辆法规》对报废车辆回收和再生以及最终填埋的塑料数量都有严格的要求。在美国，可回收材料的回收方式各不相同，例如，废旧轮胎会被粉碎成颗粒掺入沥青中或被做成新轮胎使用[8]。再例如，报废车架会经过挤压、压碎、磁分离的程序把钢分离出来。

混合材料的排序或分离是汽车回收的基础。在低成本的前提下，要达到分选的目标，切碎、人工分拣是最常用的方式，甚至是必不可少的。但人工操作的主要问题是，几乎所有的进程只能采用人工完成，或者至少需要人的参与。有用部件的分选应该采取分拣的方法进行回收再利用，这一过程只能由人来完成，无法用机器替代。混合材料粉碎后，有色金属的部分混合料可以由磁铁自动分离。而对于铝这样的有色金属，则是在掺有重介质的浮沉系统中分离出来。部分金属也可利用热熔技术熔化分离。但非铁金属的进一步分离只能由人工完成。

3 结论

通过对国外报废车拆解流程尤其是对德国、意大利的报废车辆拆解流程进行研究分析得知，国外对报废车辆拆解的流程大致相同且明确清晰，同时国外非常注重对零部件的回收再利用，零部件、材料的分类，以及对有害物质的处理。汽车回收问题不是一个单纯的汽车工业问题。汽车回收需要依靠政府、汽车制造商和供应商、汽车消费者、报废车回收站以及原材料供应商协同合作完成，且每个机构都有自己明确的任务分工。建立报废车辆供应网络是报废车回收拆解进入主动阶段的前提[9]。在回收过程中，合理的拆卸流程非常重要，零部件、材料的有效回收也同样重要。

目前，在报废车辆拆解过程中有待进一步研究的方面有：汽车制造商设计汽车时应优先采用易分类的材料和对环境危害小的材料；对混合材料分选技术进一步研究以改善靠手工分选的状态；提高重复使用零部件的比例以及报废车辆的回收率。政府部门需要做的是建立回收网络的检索章程及对拆解过程进行监控。