我國(guó)內(nèi)燃機(jī)再制造行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀、問(wèn)題及建議

  隨著社會(huì)人口數(shù)量的增長(zhǎng)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，二氧化碳等溫室氣體的排放量日益增長(zhǎng)，地球變暖，溫室效應(yīng)增強(qiáng)，進(jìn)而引發(fā)各種氣象災(zāi)害，如高溫、干旱、洪水、風(fēng)暴等極端天氣，甚至引發(fā)海平面上升、生態(tài)系統(tǒng)破壞、物種滅絕等惡果。因此，如何最大限度地利用資源，減少碳排放，已成為全球氣候治理的關(guān)鍵方案。其中，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)、促進(jìn)再制造產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展是實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗、減少環(huán)境污染有效途徑之一。再制造是由維修發(fā)展而來(lái)，是對(duì)傳統(tǒng)維修體系的一種提升，其關(guān)鍵是采用專(zhuān)業(yè)的生產(chǎn)模式和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行修理，需要采用一種或多種高科技的工藝進(jìn)行實(shí)施并達(dá)到產(chǎn)業(yè)化的規(guī)模。聯(lián)合國(guó)環(huán)境署發(fā)布的《重新定義價(jià)值－制造業(yè)革命》報(bào)告指出，再制造可節(jié)省70%~80%的新材料，有助于減少79%~99%的溫室氣體排放量，發(fā)展再制造是實(shí)現(xiàn)節(jié)能的重要途徑。在再制造方面，歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家起步較早，自20世紀(jì)中期開(kāi)始獲得了較快發(fā)展，涵蓋了內(nèi)燃機(jī)、工程機(jī)械、航空、軍工、機(jī)床設(shè)備、汽車(chē)和船舶等領(lǐng)域。1999年6月，中國(guó)工程院院士徐濱士在西安召開(kāi)的“先進(jìn)制造技術(shù)”國(guó)際會(huì)議上發(fā)表了“表面工程與再制造技術(shù)”論文，在國(guó)內(nèi)首次提出“再制造”概念。此后，在政府有關(guān)部門(mén)的持續(xù)推動(dòng)下，我國(guó)再制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，其中內(nèi)燃機(jī)再制造產(chǎn)業(yè)取得巨大進(jìn)步，有效帶動(dòng)了整機(jī)及其零部件再制造產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展，實(shí)現(xiàn)資源的循環(huán)利用，節(jié)約資源、降低能耗，減少污染物排放。

  1、內(nèi)燃機(jī)再制造產(chǎn)業(yè)的概述

  1.1我國(guó)內(nèi)燃機(jī)再制造產(chǎn)業(yè)的發(fā)展

  內(nèi)燃機(jī)再制造是指將失效的內(nèi)燃機(jī)進(jìn)行集中拆解、零部件清洗、檢測(cè)分類(lèi)，按照原新產(chǎn)品的技術(shù)規(guī)范要求，通過(guò)一定的工藝重新加工、裝配，使再制造后的內(nèi)燃機(jī)及其曲軸、缸體、缸蓋、連桿等關(guān)鍵零部件使用壽命、環(huán)保性、可靠性、動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性等指標(biāo)不低于原型新機(jī)和新件的標(biāo)準(zhǔn)要求。內(nèi)燃機(jī)部分關(guān)鍵零部件示例見(jiàn)圖1。

  內(nèi)燃機(jī)及其零部件再制造行業(yè)在我國(guó)起步較晚，我國(guó)政府相關(guān)部門(mén)及其內(nèi)燃機(jī)行業(yè)協(xié)會(huì)做出了大量努力，大力推進(jìn)該行業(yè)的健康發(fā)展[7]。2005年7月，國(guó)務(wù)院頒布《國(guó)務(wù)院關(guān)于加快發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)的若干意見(jiàn)》以促進(jìn)機(jī)電產(chǎn)品的再制造。此后又陸續(xù)頒布了一些相關(guān)法律法規(guī)。同時(shí)期，各相關(guān)企業(yè)、大專(zhuān)院校發(fā)揮自身市場(chǎng)、技術(shù)和研發(fā)優(yōu)勢(shì)，相繼展開(kāi)內(nèi)燃機(jī)及其零部件再制造生產(chǎn)及研究。經(jīng)過(guò)20多年的發(fā)展，我國(guó)的內(nèi)燃機(jī)及其零部件再制造產(chǎn)業(yè)已取得了顯著的成果，涌現(xiàn)出一批具有較大生產(chǎn)規(guī)模、擁有先進(jìn)生產(chǎn)工藝、技術(shù)和設(shè)備的整機(jī)及關(guān)鍵零部件再制造企業(yè),如濰柴動(dòng)力（濰坊）再制造有限公司、東風(fēng)康明斯內(nèi)燃機(jī)有限公司、大眾一汽內(nèi)燃機(jī)（大連）有限公司、玉柴再制造工業(yè)（蘇州）有限公司、浙江萬(wàn)里揚(yáng)變速器股份有限公司和大連海事大學(xué)董氏鍍鐵有限公司等。這些企業(yè)通過(guò)內(nèi)燃機(jī)整機(jī)或關(guān)鍵零部件再制造，不僅實(shí)現(xiàn)了資源的有效利用，減少了能源消耗和污染物排放，降低了制造成本，其再制造內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)品享受與新品一致的“包修、包換、包退”售后服務(wù)。

  1.2內(nèi)燃機(jī)再制造工藝流程及關(guān)鍵技術(shù)

  內(nèi)燃機(jī)整機(jī)再制造生產(chǎn)流程，主要包括拆解、清洗、檢測(cè)、修復(fù)或更換零部件、再裝配和檢測(cè)等環(huán)節(jié)。其中：

  (1)拆解：使用專(zhuān)用工具將內(nèi)燃機(jī)的各個(gè)部件逐一分離。

  (2)清洗：將拆解后的部件徹底清洗，去除油漬、積碳和其他雜質(zhì)，確保所有部件都達(dá)到再制造所需的清潔度。

  (3)檢測(cè)：嚴(yán)格檢測(cè)清洗后的零部件，以確定其性能符合再裝配要求。不符合繼續(xù)裝配使用標(biāo)準(zhǔn)的部件則予以修復(fù)或替換。

  (4)修復(fù)或替換：不能滿足使用要求但具有修復(fù)價(jià)值的零部件予以再制造，失去修復(fù)價(jià)值的零部件和螺栓、膠墊等易老化零部件則予以替換。

  (5)重新組裝：將修復(fù)或替換后的部件按照新機(jī)裝配標(biāo)準(zhǔn)重新組裝成完整的內(nèi)燃機(jī)。

  (6)測(cè)試：以確保其性能和可靠性達(dá)到或超過(guò)原始內(nèi)燃機(jī)的水平。內(nèi)燃機(jī)整機(jī)再制造生產(chǎn)工藝流程見(jiàn)圖2所示。

  內(nèi)燃機(jī)再制造工程關(guān)鍵技術(shù)是內(nèi)燃機(jī)再制造質(zhì)量的有力保障，包括無(wú)損檢測(cè)、拆解、分類(lèi)、清洗、性能提升、質(zhì)量檢測(cè)、重新裝配、質(zhì)量檢驗(yàn)等[12]內(nèi)容。這些關(guān)鍵技術(shù)對(duì)再制造毛坯的壽命評(píng)估，恢復(fù)零件表面磨損或缺陷，提升零件表面性能，提高再制造生產(chǎn)效率，保證再制造產(chǎn)品的成品質(zhì)量至關(guān)重要。以廢舊零部件性能提升技術(shù)為例，常用的技術(shù)有納米電刷鍍技術(shù)、納米等離子噴涂技術(shù)、高速電弧噴涂技術(shù)、微弧等離子熔覆技術(shù)、激光再制造技術(shù)、鐵基合金鍍鐵再制造技術(shù)等。以鐵基合金鍍鐵再制造技術(shù)為例，利用該技術(shù)再制造后的曲軸，殘余應(yīng)力小，表面硬度可達(dá)HRC50~60，耐磨性能達(dá)到或超過(guò)淬火42crmo鋼軸表面耐磨性能，能夠達(dá)到新軸質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)廢舊曲軸再制造之前，首先進(jìn)行檢測(cè)探傷，判定是否具有再制造價(jià)值，無(wú)再制造價(jià)值的曲軸予以報(bào)廢處理，具有再制造價(jià)值的曲軸擬定修復(fù)方案，按照新軸的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行鍍鐵再制造，其再制造過(guò)程包含了鍍前加工、鍍鐵、磨削加工以及一系列的輔助工序，工藝流程見(jiàn)圖３所示。

  與制造新軸相比較，再制造曲軸省卻了鋼材冶煉、鍛造、熱處理等過(guò)程，加工量也相對(duì)較小，生產(chǎn)周期較短，延長(zhǎng)了曲軸使用壽命，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能、減排、降本、增效的目的。再制造曲軸與新造曲軸的生產(chǎn)工藝過(guò)程對(duì)比，見(jiàn)表。

  經(jīng)再制造的曲軸，其技術(shù)性能可達(dá)到新造曲軸的標(biāo)準(zhǔn)。曲軸再制造前后軸頸表面形貌對(duì)比，見(jiàn)圖4所示。

  根據(jù)二氧化碳折算方法及冶煉生產(chǎn)1噸鋼排放的二氧化碳數(shù)量,經(jīng)計(jì)算，再制造曲軸過(guò)程二氧化碳減排率在90%以上。

  1.3內(nèi)燃機(jī)再制造對(duì)節(jié)能減排的貢獻(xiàn)分析

  內(nèi)燃機(jī)再制造產(chǎn)業(yè)的興起，其意義不僅在于經(jīng)濟(jì)效益的提升，還在于資源的循環(huán)利用，為節(jié)能、減排做出巨大貢獻(xiàn)。通過(guò)再制造，廢舊內(nèi)燃機(jī)得以煥發(fā)新生，其性能和質(zhì)量得到提升，使用壽命延長(zhǎng)，生產(chǎn)成本降低。同時(shí)，再制造產(chǎn)業(yè)也為社會(huì)創(chuàng)造了大量的就業(yè)機(jī)會(huì)，推動(dòng)了相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展。

  內(nèi)燃機(jī)及其關(guān)鍵零部件的主要材料為鋼鐵、鋁材和銅材。當(dāng)內(nèi)燃機(jī)因故障或使用達(dá)到年限需要報(bào)廢時(shí)，傳統(tǒng)的資源回收化方式是將內(nèi)燃機(jī)拆解后將其機(jī)體、曲軸、連桿、凸輪軸等高價(jià)值零部件分類(lèi)回爐冶煉，軋制后作為原材料進(jìn)行鑄造或加工成其他產(chǎn)品。這樣處理的結(jié)果是制造原內(nèi)燃機(jī)所消耗的的能源、勞動(dòng)力和其他材料等各種附加價(jià)值絕大部分被浪費(fèi)，同時(shí)又需重新消耗大量能源進(jìn)行新品制造，造成了嚴(yán)重的二次污染。而通過(guò)對(duì)廢舊內(nèi)燃機(jī)及其零部件進(jìn)行再制造，免去了金屬材料冶煉、鑄造、鍛造、熱處理等過(guò)程的資源、能源消耗，同時(shí)避免了上述過(guò)程中廢棄物的排放。雖然在再制造過(guò)程中需要使用各種表面工程技術(shù)進(jìn)行必要的處理和機(jī)械加工，但因所處理的范圍和加工范圍相對(duì)新品零部件的制造過(guò)程小得多，因此再制造過(guò)程中所消耗的資源、能源及所產(chǎn)生的廢棄物排放均大幅減少?？傮w而言，再制造產(chǎn)品的成本只為新品的50%,同時(shí)節(jié)能60%,節(jié)材70%,對(duì)環(huán)境的不良影響與制造新品相比顯著降低。甚至有關(guān)數(shù)據(jù)顯示，再制造過(guò)程資源、能源的消耗及廢棄物排放量約比新品制造低1~2個(gè)數(shù)量級(jí)。

  以合金鍍鐵再制造技術(shù)再制造內(nèi)燃機(jī)曲軸為例，其再制造成本僅為新造曲軸價(jià)格的20%~30%左右，過(guò)程節(jié)能85%以上，節(jié)材95%以上。通過(guò)合金鍍鐵技術(shù)再制造的曲軸與新造曲軸價(jià)格、耗能及耗材對(duì)比見(jiàn)圖5。

  可見(jiàn)，內(nèi)燃機(jī)再制造產(chǎn)業(yè)在創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，也創(chuàng)造了巨大的社會(huì)效益，為節(jié)能、減排，創(chuàng)造環(huán)境友好型社會(huì)做出了巨大貢獻(xiàn)。2內(nèi)燃機(jī)再制造行業(yè)的問(wèn)題與挑戰(zhàn)

  目前，我國(guó)內(nèi)燃機(jī)保有量超過(guò)6億臺(tái)，年內(nèi)產(chǎn)銷(xiāo)量連續(xù)突破7500萬(wàn)臺(tái)，年產(chǎn)總功率超過(guò)27億千瓦，每年產(chǎn)值近8千億，帶動(dòng)上下游行業(yè)年產(chǎn)值超20萬(wàn)億元。而整個(gè)十三五期間，內(nèi)燃機(jī)再制造產(chǎn)業(yè)規(guī)模才達(dá)到350億元,內(nèi)燃機(jī)再制造產(chǎn)業(yè)規(guī)模在內(nèi)燃機(jī)領(lǐng)域占比規(guī)模仍然較小，具有較大的發(fā)展空間，面臨一些問(wèn)題和挑戰(zhàn)，如關(guān)鍵再制造技術(shù)有待提升，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)有待完善，需要得到政府部門(mén)的更多政策性扶持等。

  2.1內(nèi)燃機(jī)再制造關(guān)鍵技術(shù)有待提升

  內(nèi)燃機(jī)再制造產(chǎn)業(yè)目前技術(shù)手段仍相對(duì)落后，拆解、清洗、檢測(cè)等過(guò)程自動(dòng)化程度不高，機(jī)體、曲軸、連桿等關(guān)鍵零部件仍大多采用尺寸修理或換件修理的方法，再制造率不高。再制造毛坯的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)、廢舊零件的拆解及分類(lèi)技術(shù)、廢舊零件的清洗技術(shù)、零部件性能提升技術(shù)、自動(dòng)化再制造技術(shù)、再制造產(chǎn)品的質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)、重新裝配技術(shù)、再制造產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)技術(shù)等均有待提升。

  2.2內(nèi)燃機(jī)再制造行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)有待完善

  再制造行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)涉及到多個(gè)方面，包括技術(shù)、環(huán)保、安全等多個(gè)方面，工信部及其他部門(mén)相繼制定了一系列的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，對(duì)再制造過(guò)程中的技術(shù)要求、質(zhì)量控制、環(huán)保措施等進(jìn)行了明確規(guī)定，例如《再制造內(nèi)燃機(jī)曲軸工藝規(guī)范》、《再制造內(nèi)燃機(jī)機(jī)體工藝規(guī)范》、《再制造內(nèi)燃機(jī)通用技術(shù)條件》等，目前已生效的標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表。

  這些標(biāo)準(zhǔn)的制定，不僅有助于提升內(nèi)燃機(jī)再制造行業(yè)的整體水平，也有助于推動(dòng)行業(yè)的健康發(fā)展。但是內(nèi)燃機(jī)再制造行業(yè)涉及到再制造企業(yè)的設(shè)備、資質(zhì)、人員、安全、環(huán)保等各方面，有關(guān)部門(mén)和再制造企業(yè)需繼續(xù)制定、完善這些標(biāo)準(zhǔn)，以便規(guī)范內(nèi)燃機(jī)再制造行業(yè)的發(fā)展，提升再制造產(chǎn)品的質(zhì)量，推動(dòng)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)資源的有效利用和環(huán)境保護(hù)的雙重目標(biāo)。

  2.3內(nèi)燃機(jī)再制造行業(yè)需要繼續(xù)得到政府的更多扶持

  內(nèi)燃機(jī)再制造行業(yè)是一個(gè)資源節(jié)約、環(huán)境友好的行業(yè)，符合可持續(xù)發(fā)展的理念。政府可以通過(guò)制定相關(guān)政策，鼓勵(lì)和支持內(nèi)燃機(jī)再制造行業(yè)的發(fā)展，推動(dòng)資源的循環(huán)利用，減少對(duì)新資源的開(kāi)采和消耗，從而有助于實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展。然而由于內(nèi)燃機(jī)再制造行業(yè)在技術(shù)上具有一定的復(fù)雜性和挑戰(zhàn)性，需要投入大量的研發(fā)資金和人力資源，但消費(fèi)群體還對(duì)再制造內(nèi)燃機(jī)認(rèn)知不足，市場(chǎng)接受程度有限。政府需要從資金、稅收等方面提供扶持，政府還可以通過(guò)宣傳推廣等方式，提高公眾對(duì)內(nèi)燃機(jī)再制造行業(yè)的認(rèn)知度和接受度，增強(qiáng)行業(yè)的市場(chǎng)影響力，為行業(yè)的發(fā)展?fàn)I造良好的社會(huì)環(huán)境，支持內(nèi)燃機(jī)再制造技術(shù)的研發(fā)和創(chuàng)新，提升行業(yè)的整體技術(shù)水平。

  3、內(nèi)燃機(jī)再制造行業(yè)的未來(lái)發(fā)展建議

  針對(duì)我國(guó)內(nèi)燃機(jī)再制造行業(yè)存在的問(wèn)題和挑戰(zhàn)，有以下幾點(diǎn)建議：

  (1)加快再制造技術(shù)升級(jí)與創(chuàng)新內(nèi)燃機(jī)再制造行業(yè)應(yīng)致力于再制造技術(shù)的升級(jí)與創(chuàng)新。通過(guò)引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備，提高再制造過(guò)程的自動(dòng)化水平，提升產(chǎn)品質(zhì)量和性能，提高生產(chǎn)效率，以滿足市場(chǎng)的多元化需求。政府部門(mén)也應(yīng)加大對(duì)內(nèi)燃機(jī)再制造行業(yè)的政策性支持，鼓勵(lì)再制造企業(yè)加大研發(fā)投入，推動(dòng)技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)升級(jí)。

  (2)提高內(nèi)燃機(jī)機(jī)體、曲軸等關(guān)鍵零部件再制造率內(nèi)燃機(jī)機(jī)體、曲軸、連桿等關(guān)鍵零部件，無(wú)論是自身價(jià)值還是重量，在都占整機(jī)的價(jià)值和重量的50%以上。提高關(guān)鍵零部件的再制造率，可有效降低內(nèi)燃機(jī)再制造成本，有效達(dá)到節(jié)能、減排目標(biāo)。

  (3)建立健全內(nèi)燃機(jī)再制造行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范體系通過(guò)政府部門(mén)和行業(yè)協(xié)會(huì)引導(dǎo)，加強(qiáng)校企合作，加強(qiáng)與國(guó)內(nèi)外相關(guān)行業(yè)的交流與合作，建立健全內(nèi)燃機(jī)及零部件再制造行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范體系，確保再制造產(chǎn)品的質(zhì)量和安全。

  (4)政府部門(mén)采取更多措施加大對(duì)內(nèi)燃機(jī)再制造行業(yè)的扶持力度政府部門(mén)加大對(duì)內(nèi)燃機(jī)再制造行業(yè)的政策扶持力度，將有助于推動(dòng)內(nèi)燃機(jī)再制造行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，并促進(jìn)資源的有效利用。政府可從財(cái)政支持、稅收優(yōu)惠等方面給予企業(yè)優(yōu)惠政策，同時(shí)，加強(qiáng)市場(chǎng)監(jiān)管，確保產(chǎn)品質(zhì)量和安全性。另外，也要加大對(duì)違法違規(guī)行為的處罰力度，維護(hù)市場(chǎng)秩序。

  通過(guò)以上這些措施的實(shí)施，可以有效地促進(jìn)內(nèi)燃機(jī)再制造行業(yè)的發(fā)展，推動(dòng)循環(huán)經(jīng)濟(jì)和綠色制造的進(jìn)程，實(shí)現(xiàn)資源的有效利用和環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。

  4、結(jié)論

  內(nèi)燃機(jī)再制造行業(yè)作為推動(dòng)循環(huán)經(jīng)濟(jì)和綠色發(fā)展的重要力量，對(duì)節(jié)能減排做出巨大的貢獻(xiàn)，具有廣闊的發(fā)展前景和巨大的市場(chǎng)潛力，它對(duì)于推動(dòng)資源循環(huán)利用、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排目標(biāo)具有重要意義。提高內(nèi)燃機(jī)關(guān)鍵零部件的再制造率，可有效降低內(nèi)燃機(jī)再制造成本，有效達(dá)到節(jié)能、減排目標(biāo)。