2006-基于可拆卸性的废旧发动机回收利用模型研究

机电工程技术!""#年第$%卷第&!期

研究与开发

基于可拆卸性的废旧发动机回收利用模型研究

王建红

（南京工程学院自动化系，江苏南京

!&&&#’）

摘要：为研究废旧发动机回收利用的合理模式，本文对)*+,-./+0%""型汽车发动机进行可拆卸性试验，从可直接利用、可再制造后利用、不可再利用三方面对废旧汽车发动机的回收进行了统计与分析，进而提出一种理想的废旧发动机回收循环利用模型。该模型对于发展循环经济，保护环境和节约资源，以及提高我国废旧汽车的回收和再制造水平，具有重要的社会和经济意义。关键词：废旧发动机；回收；可拆卸性中图分类号：1’$23!

文献标识码：4

文章编号：&""56525!7!""#8&!6""%’6"!

&引言

世界经济的迅猛发展及人类物质生活需求的日益增长9导致了世界范围内的资源短缺、环境污染等问题也正在不断地威胁着人类的生存环境。我国成功加入:;<后，社会经济迅速发展，特别是汽车工业的蓬勃发展，致使汽车的社会保有量急剧上升。购买、使用和报废是汽车消费的三部曲，随着保有量的增加，汽车报废量也在不断增加，报废汽车的露天丢弃、堆放是影响环境、占用土地的社会难题。报废汽车的不合理处置会带来环境污染、资源浪费、交通安全隐患以及影响汽车工业的正常发展等一系列社会问题。因此，如何尽可能地提高报废车辆的再利用率及降低废弃物对环境的污染是当前汽车设计研究的一个重要问题9也是汽车工业所面临的重要课题。从可持续发展的观念出发，研究废旧汽车回收和综合利用技术，对节约资源、保护环境、推动社会6经济6环境协调发展具有十分重要的意义。

提供价廉物美的二手车零部件，从而大幅降低保险公司目前支出的高昂修车费用。

日本&5’"年就提出了废旧物优先利用的概念，各汽车制造公司分别成立了相关机构认真探讨与贯彻废旧汽车回收利用课题，并提出了汽车解体再生利用目标。日本的废旧汽车通常有三种回收方式：一为由用户直接送解体企业，占%=；二为废旧汽车企业送往解体企业，占$"=>

$%=；三为通过基层汽车店转往解体企业，占#"=>#%=。

经解体企业拆卸有用零部件交售有关部门利用后，将车体送往加工处理行业进行粉碎、切割和压缩分类等工作。由于填埋场地有限，亦要求加强回收和再生利用。

德国每年报废的汽车为!%"万辆，约有2"""多家拆车厂

［2］

。报废汽车主要有两个去处：一个是进入回收工

厂，拆卸、回收、再制造；另一个是一些还可用的旧车流入东欧国家或前东德地区。德国政府提出回收与再生利用政策与方针，汽车制造公司与零部件生产厂家、物资回收公司分工合作，以提高材料再生利用率为目标，开发高效的回收工艺，研制新的设备。德国汽车制造行业协会已于

!废旧汽车回收利用现状

为了保护环境、节约资源与能源等，世界各国对于废旧汽车的回收与再生利用都非常重视，并开展了大量的研究工作

［&6$］

&55#年!月率先表示无偿回收和再生使用期&!年的废旧

汽车，德国政府计划在!""!年使不可回收物下降到&%=，

。

!"&%年下降到%=，从而使德国的废旧汽车回收利用再上

一个新台阶。

中国汽车工业起步虽然晚，但发展迅猛，随之而来的报废汽车数量也逐年递增。据统计，!""%年有&%"万辆汽车需要报废，这样庞大的数量，使得汽车的回收利用日益受到更多的关注

［%］

美国的汽车保有量居世界之首，对汽车回收利用的研究起步较早，目前，全美大约有&!"""家汽车零件回收商，已经形成一个获利可达到数十亿美元的废旧汽车回收行业。美国三大汽车公司都有专门的汽车回收试验研究中心，福特公司将在!""%年前建成全球最大的废旧汽车回收中心，把废旧汽车零部件回收使用率提高到5%=，并与保险公司合作，收购因交通事故而报废的汽车，可向市场

收稿日期：!""#—"(—"’

。在政策方面，国家早在&5(%年就制

定第一个《汽车报废标准》，并先后制定了一系列法规来规范我国废旧汽车回收利用行业。但是，由于我国汽车工

研机电工程技术!""#年第$%卷第&!期

业基础差，使得我国的废旧汽车回收利用技术水平较低，回收利用率低于’"(，且其中大部分为钢铁原材料的回收利用。至于其他材料如塑料、橡胶等，由于还没有适当的回收利用技术，所以很少回收，基本上采用燃烧或填埋的方法处置。因此可以说，我国目前的汽车回收利用工作尚处于一种低效混乱的状态。

工作台、液压压床、运输车、小型钻床、清洗设备。

经拆卸试验分析可以知，发动机除一些石棉密封垫之外，可以全部回收，回收可按瀑布式概念回收。针对中国现有情况，不必设计专门的汽车拆卸流水线，因为在中国没有可供拆卸线拆卸的大量旧汽车，但应有多功能、齐全的拆卸工具，包括通用工具及专门为拆卸某些零部件而设计的专用工具。拆卸中，齐全和通用性强的工具对提高拆卸效率十分重要。拆卸后零件的清洗工作量很大，比拆卸更费时间，本试验中拆卸为&&$分钟，清洗为&&%分钟。高效率的清洗设备是减少清洗时间有效措施之一，但现在大部分零件还得手工清洗。可见，在回收时，研究开发高效率的清洗设备是十分重要的。拆卸过程中按零件回收利用方式进行统计，结果如表&所示。

表&类别

拆卸后各类可回收零部件分类统计表占总回收重量的百分比(

可直接利用再制造后重用材料回收

零部件数量（件）

数量百分比(

$可拆卸性设计与回收利用

&)"*年，美国福特汽车公司对汽车零部件实行了标准

化设计，并采用流水线方式生产，从而实现了大批量生产。相应的，汽车成本得到了控制，销售价格相应的降低，占领了#"(的美国汽车市场。这也为全世界的企业确立了一种信条：即装配的汽车越多，企业利润就越大。但是，时隔*"余年，对今天的汽车设计师和制造商来讲，单纯追求“装”已不是难题。直至目前，人们在进行产品设计时，通常都将注意力集中在面向制造和装配的设计，对可拆+,-.（+/0123456-738479:8613273;.00/<=>?）

卸性考虑很少，使得产品维护不便，并造成大量可复用零部件材料浪费，而且因废弃物不好处置，给环境带来了严重污染。产品要具有良好的拆卸性能，就必须在概念设计阶段充分考虑拆卸的难易程度，即进行可拆卸性设计+,+

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@+/0123456+10700/<=>?A。相反，困扰他们的却是“拆”的

问题，即在设计制造新车时，便要考虑废弃以后方便地拆卸、处理，不会产生污染。也就是说，“拆”的设计成了衡量设计水平高低的一个重要标志。

有鉴于此，戴姆勒公司提出了汽车全生命周期的回收概念，认为回收的思想应体现在汽车的整个生命周期中，即从汽车的设计开始，就注重汽车的可回收性，在生产和使用过程中产生的废物、废气、废液等全部回收，直到报废时，汽车本身拆解回收利用。为此，奔驰汽车的可回收性已被作为主要目标列入戴姆勒公司的汽车开发计划，其重要性仅次于经济性和技术。

零件的可拆卸性也决定了其回收利用的可能性。美国的BCDEE（聚氨酯回收及重用协会）发现，拆下汽车前后座位需要$"FG"分钟，而分离出其中的泡沫塑料就需要&!分钟（其中)F&"分钟是用于处理嵌入的钢丝）。若拆下的座位卖不掉，劳动力费用和无座位的贬值汽车相比，就不值得拆下其中的泡沫塑料。因此，从中可以看出，零件的可拆卸性对废旧汽车的回收利用程度起着极大的作用。

按重量进行分类，约有&%(的零部件可以只需要稍作清洗就可以直接再利用，如发动机支架、水泵皮带轮、气门室罩盖、进K排气支管、油底壳、机油标尺等。约*"(的零部件经过探伤、尺寸精度测量等严格的检测，再制造后再利用，如水泵、化油器、启动电机、发电机、机油泵等。约%(的零部件无法再利用，只能作为材料进行回收，如轮胎等。

%回收利用模型的建立

我国现有废旧汽车回收企业一般不太规范，存在着数量多、规模小等问题，其拆卸手段原始落后，效率极低，这导致很大部分可以回收利用的零部件，直接作为材料回收，造成资源的极大浪费。通过对EH/I65>/:%""型废旧发动机进行可拆卸性试验，可将整个拆卸回收过程分为以下四道工序：拆卸L清洗L检测L分类回收，再对各个工序的时间进行统筹分配，建立基于可拆卸性并进行优化的废旧发动机回收利用模型（如图&），可大大提高拆卸效率和回收利用率，减少资源浪费。

该模型中，首先将报废发动机进行初步拆解，然后对各零部件进行探伤、尺寸精度测量等严格的检测。若无损伤，则清洗后直接再利用；若损伤可以修复，则对其进行再制造后重新利用。对于损伤严重至不能修复的零部件，则对其是否可以进一步拆卸进行判断。若可以拆卸，则继续拆卸成各零件，对每一零件再重复整个流程；若不能拆卸，则只能作为材料进行回收。

将本文所提出的模型在一家中等规模的拆车厂实际应用后，单日拆卸的废旧发动机由之前的%台提高到了*

（下转第’$页）

G可拆卸性试验

选取EH/I65>/:%""型@J-公司A废旧发动机进行可拆卸性试验研究。试验由两名熟练工人在现有拆卸条件下，按照其常规操作方法进行拆卸，同时记录拆卸时间、拆卸工具、拆卸设备。拆卸完毕之后，记录各零件的重量，检测拆卸后零件的使用及损坏情况，按照拆卸目的中的要求进行分析。拆卸为手工拆卸，拆卸工具为手动扳手、虎钳、改锥、拉马、手锤、专用工具、毛刷等。拆卸设备为

机电工程技术!""#年第$%卷第&!期

经验交流

响它的工作状态和工作寿命。本人在多次的维修中发现储纬器的内部吸进大量的生产原材料粉末，大多为棉纱和粉尘，当这些棉纱和粉尘堆积到一定量时，会增加储纬器中心轴的摩擦力，增加启动的力矩，严重时会导致无法启动而出现故障；另外，当天气潮湿时，棉纱和粉尘吸入水汽导致储纬器的电气绝缘性能下降，容易引起短路或漏电的电气故障；还有，如果生产车间通风效果不好，热量排不出去，储纬器就会因为过热导致故障，严重的还会烧毁，所有这些都直接影响到储纬器的工作性能和使用寿命。因此在满足工作环境条件的前提下，改良环境条件也可增加储纬器的工作寿命。如增加通风量，储纬器在工作时铜盘片与碳刷的摩擦所产生的热量就会减少，降低了铜盘片与碳刷的磨损和中心轴的磨损速度，延长了使用时间。所以

图&

储纬器的结构

要增加储纬器的工作寿命，除了“改良结构缺点和充分利用铜盘片”之外，改良工作环境也能延长其使用寿命。

度略大于碳刷，就可消除故障，所以要避免产生齿合摩擦，必须让碳刷和铜片摩擦磨损出来的沟大于碳刷的宽度，才不会发生碳刷与铜盘片齿合现象。或将碳刷安装位置向内或向外移动!P$LL便可使沟痕的宽度变宽而不会产生齿咬摩擦，只须在碳刷固定口加一个可调螺丝，运行一段时间后向内或向外调节一下螺丝位置，不让碳刷与铜盘片在固定的地方摩擦，沟痕的宽度就会大过碳刷的宽度，这样不改变原来的结构原理，也不增加成本便可延长

,结语

储纬器在纺织生产设备中虽说体积、价格所占比例不大，但却起到很大的作用，一旦它出现了故障或缩短了使用寿命，都将影响整套机器的工作，也就影响了经济效益，如何延长它的工作寿命，除了设计上之外，上面所谈的也可以达到目的。

作者简介：林少锐，男，&OI&年生，广东揭阳人，大专，助工。研究领域：机电一体化。已发表论文&篇。

$P%年的工作时间。

（!）改良工作环境

储纬器处在纺织生产车间中，周围环境的好坏直接影

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台，拆卸效率提高了#"’；相应的，分类回收也使得废旧零件的回收利用率由之前的#"’提高到(%’，创造了明显的经济和社会效益。

#结论

通过对废旧发动机进行可拆卸性试验，提出了一种基于可拆卸性的废旧发动机回收利用模型。该模型对废旧发

!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

（上接第%(页）

动机的回收利用过程进行了优化，能有效提高拆卸效率和废旧零件回收利用率，并取得了很好的经济效益。

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图&

废旧发动机回收循环利用模型

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作者简介：王建红，女，&OII年生，江苏南通人，大学本科，助教。研究领域：机械、数控技术。

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