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民用发动机再制造产业促进我军装备维修保障的实践

27日

民用发动机再制造产业促进我军装备维修保障的实践

   时间: 2015-01-27

来源:《财经界•再制造》

顾朝军,邓云,宋金鹏,史佩京,梁秀兵
装甲兵工程学院 装备维修与再制造工程系

 

 习主席提出的“努力形成基础设施和重要领域军民深度融合的发展格局”就是今后一个时期军民融合发展的奋斗目标[1]。总装备部作为规划武器装备发展的重要机构,实行军民深度融合具有重要意义,结合我军武器装备发展的经验看,开展军民融合就是利用全国的优势资源,实现装备强军的宏伟目标。

 

 维修保障是高新技术武器装备战斗力的重要保证。从世界先进国家的经验看,把军队有限的员额用到作战上,尽量减少非战斗人员,是精兵强军的一个重要方面。因此,不少国家通过合同方式把大量的维修保障任务委托给供应商。美国在伊拉克战争中动员了数万人随军保障,保证了武器装备战时发挥作用[2-4]

 

 装备再制造是装备维修保障的重要组成及关键技术支撑,是废旧装备高技术修复、改造的产业化,是提高装备质量、效益和再生战斗力的关键支撑。在日常训练中,装备再制造大大提高了装备维修能力和维修质量。通过在军区等单位开展了发动机集中再制造项修的保障试点,依托地方再制造企业,为部队部分重载车辆发动机进行再制造,显著降低了维修时间,提高了维修保障效率,提升了装备性能,受到总部机关和部队的欢迎和一致好评[5]。因此,装备再制造水平和能力的提升,对提高装备维修保障能力,是未来战争再生战斗力的“倍增器”。

 

 英、美两国的坦克、装甲车辆及军用汽车普遍地方再制造企业开展再制造,其中英国李斯特派特再制造公司作为英军、美军的发动机再制造合同企业,每年为英、美军方提供不同型号的再制造发动机3000多台。美国卡特彼勒公司在英国的“威廉斯”发动机再制造工厂承担着英军“挑战者”坦克、勇士装甲车用发动机再制造任务。这种依托有资质的地方再制造企业的保障模式显著提高了军队维修保障质量、效率与效益[6]

 

 汽车发动机再制造是我国最成熟的再制造产业,通过把中国特色发动机再制造工程应用到军用汽车发动机再制造,可显著提高我军装备维修保障能力。

 

 1 发动机再制造

 

 1.1 发动机再制造的内涵

 

 汽车发动机再制造起源于20世纪30年代,当时美国遭遇经济大萧条,由于资金短缺,最早的再制造雏形出现在汽车维修过程中。第二次世界大战促使美国的汽车制造厂和配件厂转产军品,导致民用汽车配件的严重缺乏,同时战场的车辆损坏率高,美军尝试成批量地将修理好的发动机在战场上快速更换,这逐步发展成为一项产业。后来,越来越多的人们逐渐意识到再制造可充分利用附加值,产生丰厚的经济效益,从而使再制造行业快速发展,成为美国的新兴产业[7]

 

 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,恢复成各项性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,而是一个全新的维修概念。

 

图1  发动机再制造工艺流程图

 

 1.2 发动机再制造的工艺特点

 

 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”,以可修复基础件为加工对象,充分挖掘了旧机的潜在价值。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。发动机再制造赋予了发动机第二次生命,具有高质量、高效率、低费用、低污染的优点。

 

 再制造则针对成批量的废旧发动机,经拆解、清洗和鉴定后所有零件被分为三类:性能与尺寸完好可直接再利用的、可再制造加工的和当前技术条件无法再制造或可再制造而经济性不佳需列入回炉处理的零件,对可再制造加工的零件经加工和检验合格后送入装配生产线,在发动机组装前还要完成通过技术改造使发动机性能升级部(组)件的加工及准备工作,装配后发动机经整机测试合格后包装出厂[8]

 

 1.3 发动机再制造与维修/大修的区别

 

 再制造不同于维修。维修是在产品的使用阶段为了保持其良好技术状况及正常运行而采取的技术措施。维修多以换件为主,辅以单个或小批量的零(部)件修复,而再制造是将大量相似的废旧产品回收拆卸后,按零部件的类型进行收集和检测,将有再制造价值的废旧产品作为再制造毛坯,利用高新技术对其进行批量化修复、性能升级,所获得的再制造产品在技术性能上能达到甚至超过新品。

 

 再制造不同于大修。发动机大修大多是以单机为作业对象,主要采用手工作业方式,其修理周期长、生产效率及修复质量受到了很大局限。再制造汽车发动机则采用了专业化、大批量的流水作业线生产,保证了产品质量和性能。发动机再制造与大修的区别在于生产类型不同、工艺流程及要求不同、装配标准不同、出厂标准不同、质量保证不同、配件供应不同,以及销售方式不同[9]

 

 发动机再制造的优势在于:(1)质保承诺:一般承诺与新机同样的质保期,及时完善售后服务;(2)更换快捷:半天或一天即可完成全部工作;(3)技术及设备保障:经过严格培训的技术工人;(4)绿色环保:从大的方面讲再制造可以节约能源,降低成本;从生产过程讲符合环保要求;从最终产品讲满足排放要求。

 

 2 我军装备发动机再制造实践

 

 中国重汽集团济南复强动力公司已经形成包括康明斯、斯太尔、桑塔纳等二十多个品种的年均2万台的发动机再制造能力,该公司再制造发动机的生产规模和技术水平都已达到国际先进水平。总部根据全军汽车保有量和服役状况,参照外军集中采购地方企业再制造发动机的保障模式,与济南复强动力公司签订了再制造军用发动机协议,为某军区所属部队的重卡、猎豹、大众、依维柯等军用车辆发动机进行再制造,显著降低了维修时间,提高了维修保障效率。以民为主的军民融合保障模式不仅节约了经费,还保证了再制造发动机的质量,显著提升了装备性能,受到使用部队高度赞可。

 

 2.1 发动机再制造拆解

 

 拆卸作为再制造的首要步骤,直接影响再制造效率和旧件再利用率。发动机作为机械装备的心脏属于贵重零部件,特别是缸体、曲轴、连杆、凸轮轴、齿轮等零部件在材料选择、结构设计、强度设计、装配设计等方面都有严格的要求,实现无损拆卸和快速拆卸至关重要,图2给出了军用发动机的拆解过程和分类储存照片。

 

图2  发动机再制造拆解工艺

 

 2.2 发动机再制造清洗

 

 拆解后的零件,根据零件的用途、材料、清洗位置的复杂程度,来选择不同的清洗技术和方法,通常需要连续或者同时应用多种清洗方法。常用的清洗方法有汽油清洗、热水喷洗或者蒸汽清洗、化学清洗剂清洗或者化学净化浴、擦洗或钢刷刷洗、高压或常压喷洗、喷砂、电解清洗、气相清洗、超声波清洗及多步清洗等方法。图3给出了军用重载车辆斯太尔发动机的清洗工艺照片。

 

图3  发动机再制造清洗工艺

 

 2.3 发动机再制造损伤检测

 

 废旧发动机零部件的损伤检测与评估辨识是决定能否再制造的前提,也是保证零部件性能和强度的基础。主要包括目测外观、形状与尺寸测量、强度与力学性能测试、应力集中与裂纹检测等[10]。图4给出了不同发动机零部件的损伤检测照片。

 

图4  发动机再制造损伤检测工艺

 

 2.4 发动机再制造损伤修复

 

 经清洗和无损检测,可将零件分为三类:一是性能与尺寸完好可直接再使用的,如进气管、排气管、油底壳、飞轮壳等零件;二是需要进行再制造加工才可继续使用的零件,如曲轴、连杆轴、凸轮轴、缸体、缸盖等金属零件;三是损伤程度严重或老化而无法再制造的零件,如活塞环、轴瓦、密封垫等零件。目前主要针对发动机零部件因磨损、腐蚀、划伤而失效的零件进行再制造。其中,以高速电弧喷涂修复缸体主轴承孔、以电刷镀修复凸轮轴轴颈、以电刷镀修复连杆大头孔等技术已在军用车辆发动机中得到实际应用,显著提高了发动机旧件的利用率,降低生产成本,取得显著的经济效益;同时在节能、降耗、减少环境污染方面取得良好的社会效益。

 

图5  发动机再制造修复成形工艺

 

 2.5 发动机再制造机械加工

 

 采用多种机械加工手段对修复成形后的零部件或对失效零件进行机械加工,按照新品的尺寸标准使零部件的尺寸达到标准的配合公差范围。

 

图6  发动机再制造机械加工工艺

 

 2.3 发动机再制造装配与质量检测

 

 严格按照新发动机技术标准,将再制造并检验合格的零部件与更新件,装配成再制造发动机,对再制造发动机按照新机的标准进行整机性能指标测试,发动机外表的喷漆和包装入库。还可根据用户需求,在再制造工序中进行相关模块更换或嵌入新模块对发动机改装或者技术升级。

 

图7 发动机再制造装配与试车考核

 

 发动机再制造的工艺流程和正规的大修有近似之处。但二者最大的区别是再制造后的发动机性能要达到新品质量或超过新品,为此再制造必须采用先进技术和现代生产管理,包括现代表面工程技术、先进的加工技术、先进的检测技术;不仅要恢复原机的性能还兼有对原机的技术改造;必须形成批量化、规范化生产。从产品的质量到生产的组织,大修都无法和再制造相比。专家预测,以发动机再制造取代发动机大修是未来的必然趋势。

 

 3 结论

 

 依托民用发动机再制造优势,积极的利用民用资源为补充,实施军用装备再制造是典型的军民融合保障模式,该模式进一步丰富并拓展了现有的装备维修保障模式,实现了主动保障、精确保障、系统保障和长期保障,实现了军队维修保障模式与社会化保障模式的有机融合。

 

 参考文献

 

 [1] 罗铮,陈小菁.军民融合富国强军的必由之路.解放军报,2013.03.15.

 [2] 卢周来,于连坤,姜鲁鸣. 世界各主要国家军民融合建设评价. 外军经济,2011,(2):67-71.

 [3] 叶选挺,刘云. 美国推动军民融合的发展模式及对我国的启示.国防技术基础, 2007,(4):41-44

 [4] 总装备部科技信息研究中心. 外军装备保障与启示研究技术总结报告. 2004,9.

 [5] 徐滨士. 再制造与循环经济. 北京:科学出版社. 2007.

 [6] 总装备部综合计划部. 美军装备维修保障. 北京: 国防工业出版社, 2006.

 [7] 徐滨士. 装备再制造工程的理论与技术. 北京:国防工业出版社,2007.

 [8] 史佩京. 面向军民一体化的装备维修与再制造保障模式研究. 国防技术研究报告, 2013.

 [9] 徐滨士, 刘世参, 史佩京. 汽车发动机再制造效益分析及对循环经济贡献研究. 中国表面工程, 2005, 18 (1): 1-7.

 [10] 徐滨士, 刘世参, 史佩京. 再制造工程的发展及推进产业化中的前沿问题. 中国表面工程, 2008, 21 (1): 1-7.

 

 作者简介:

 

 顾朝军,男,硕士研究生。工作单位:装甲兵工程学院政治部。主要从事装备维修与再制造工程研究。通讯地址:北京市丰台区杜家坎21号装甲兵工程学院装备维修与再制造工程系,邮编:100072。电话:18010092577,传真:66717144

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