國外報廢車輛拆解流程以及分類研究

宋雅婷,魯力群,孫萌,王珂

(山東理工大學交通與車輛工程學院，山東淄博 255049)

0 引言

20世紀60年代以來，世界各國汽車產業都在迅猛發展。到2020年年底，我國汽車的保有量已經達到了3.72億輛，按照每年的報廢車輛保有量以3%～5%[1]的增速來計算，這將會是一個非常驚人的數目，而且我國汽車的數量還在不斷地攀升。在大量報廢車輛充斥的情況下，如果不能及時妥善地處理將導致許多不良后果，例如，大量土地被占用，報廢車輛被非法再使用或改造，大量的可再利用資源被浪費等。這顯然不符合我國一直倡導的科學發展、綠色發展的理念。

在很多發達國家，如英國、德國等歐洲國家，以及日本、韓國等汽車技術相對發達的國家，他們擁有相對完善的報廢車輛拆解的標準及法律，報廢車輛零件回收處理率至少在75%[2]以上，在美國，報廢汽車零件的回收率甚至能達到95%。堪稱全球第一部針對汽車業擬定的全面回收立法——《汽車回收法》于2005年1月1日在日本正式生效，新法規定日本消費者在購買轎車或卡車時，必須同時預付這筆費用，已經擁有汽車的人則需在他們到修理廠維修車輛時繳納這筆費用。2004年11月1日，英國對報廢車輛拆解實行了新規定，要求拆解廢料在破碎以前必須進行分類清理。德國的汽車行業為了支持回收系統的運行，決定重新設計他們的車輛，這樣可以促進報廢車輛的回收利用。目前，我國在報廢車輛拆解領域還沒有一套系統科學的方法，也沒有完善的法律法規，需要向國外學習更健全的拆卸流程、技術。借鑒先進國家回收技術的成熟部分，摸索出一套適合我國報廢車輛的科學回收拆解流程。

1 國外報廢汽車的拆卸

隨著各國環保政策的不斷完善以及報廢車輛大量充斥造成的資源浪費，人們對報廢車輛的合理拆解關注度逐漸提高。拆卸是有規律地將產品分解成部件、零件等組件的一種系統方法,是實現復雜產品回收的有效方法[3]。通常會認為拆卸是組裝的逆過程。但實際上，拆卸不僅僅是組裝的逆順序，甚至機械行業中的拆解也有可能與組裝的逆過程截然不同。在不同的環境條件下，拆卸組裝的方法也會有所改變。在實際生產應用中的拆卸方法是根據各部件的狀態以及拆卸試驗中的數據和經驗，進行實際測試后切實可行和有效的方法。

車輛零部件的種類繁多，組成材料也千差萬別，為了使車輛拆解企業達到最大利益，在拆解過程中的順序、技術應用至關重要。而且拆解過后零部件的分類及混合材料的分類也對報廢車輛拆卸的方法、深度、序列方面具有較大影響。

1.1 國外報廢車輛拆卸流程規劃

各國針對自己的國情制定了報廢車輛拆解相關法律法規，任何報廢車輛的拆解都必須在相關法律法規的前提下進行。日本在立法中指出車輛的回收費用應由車主負擔，并要求汽車生產廠家回收諸如氣囊構件之類的塑料構件以及空氣調節器中的碳氯氟化合物，從而減小對環境的污染。

在德國、美國等技術條件較好的國家，則實行免費對報廢車輛拆解的政策，并擴大生產者的責任。歐洲國家在報廢汽車拆解與回收利用方面實行的是“誰生產誰負責回收處理”的原則。在德國，法律要求制造商在設計汽車時，優先采用易分類的材料和對環境危害小的材料。還規定，拆解回收的質量必須占車總質量的85%～95%，材料的80%～85%必須得到回收再利用。因為從生態學和經濟學上看，報廢車的回收率不可能達到100%[4]。由于美國對報廢車輛拆解的設施相對完善，回收部件及材料的分銷渠道廣闊，所以其回收率很高[5]。

報廢車輛拆解的流程一般由環保預處理、零部件拆解、機械化破碎、機械化分選、ASR回收利用5個步驟組成，如圖1所示。從圖中可以看出具體的拆解流程內容：環保預處理是指拆解報廢汽車中的廢油廢液、安全氣囊、動力電池等；零部件拆解是指拆除可再制造和可再利用零件，如發動機、變速器、轉向器等；機械化破碎是指對經過拆解的機動車進行破碎；機械化分選需要對碎片進行分選，分選出有色金屬、黑色金屬、非金屬等；ASR回收是指把分選出的ASR以能量的形式進行回收，減少ASR的填埋量。

圖1 報廢車輛拆解流程圖

國外先進國家在執行這些步驟時，非常注重以下幾個方面，以提高車輛拆解后的回收效益:

(1)拆解流程應因車輛類型的變化而相應地變化；

(2)拆解成本不宜過高；

(3)對環境存在潛在威脅的材料應謹慎和妥善處理。

使用這個流程模型需要關注的問題：(1)操作員是否滿意拆解結果；(2)流程圖能否給出和實際一致的結果。由于有的車輛可能存在零部件位置的不同或近期無法拆解的問題，所以在拆解前應檢查好每一項。

1.2 拆卸流程實例

1.2.1 德國報廢車輛拆解流程

在德國，政府和業界一直以來都在商談一個全國性的計劃，這一計劃主題是對報廢車輛回收系統進行重組和理順。由于影響這一系統的因素眾多，所以需全面考慮這一回收系統。在這個系統中，車主的任務是到拆解機構那里取得一份出售證明，這樣才可以終止車主履行交年審費和交汽車強險的義務。拆解機構必須取得政府或行業的認證，并需要完成以下任務：(1)拆卸可再用的部件；(2)分離出有價值的材料；(3)對有毒的混合部分進行收集。汽車制造商的任務是向拆解方提供這些報廢車輛的拆卸手冊、詳細的拆解流程以及材料的組成成分。圖2是德國報廢車輛的拆解流程。

圖2 德國報廢車輛拆解流程

德國的汽車行業為了支持該系統的運行，甚至決定重新設計車輛，這樣可促進報廢車輛的回收利用，設計方向是：(1)使拆解更方便；(2)使材料能相互融合；(3)在標簽和拆解手冊上記錄下組件的組成部分。此外，該行業在各界的支持下正在努力開發汽車復合材料的后續處理技術。拆解行業最終是發展分銷網絡，分銷網絡不僅可以向拆解公司提供支持還可以提供報廢車輛。

1.2.2 意大利報廢車輛拆解流程

圖3是意大利報廢車輛的拆解流程[6]，圖中方框表示制造功能，箭頭表示輸入、輸出、控制和機制功能。

圖3 意大利報廢車輛拆解流程

由圖可知，首先是取消汽車注冊，去除車架號；然后，操作員將車身固定到排水區域上，拆下所有規定拆卸的部件，要求回收的質量必須占車總質量的85%～95%，回收再利用的材料必須占所有材料的80%～85%;在此之后，進行零部件回收、排掉液體(機油、剎車油、制冷劑等)；拆下有害材料等污染物；操作員輸入幀數；最后提升報廢車輛車架，并到辦公室登記質量、是否需要催化、燃料類型(汽油、柴油、液化石油氣)等所有數據。通常，一個操作員可以同時對兩臺車進行操作。在這一過程中，手動操作部分的順序依次是：拆卸油箱、催化劑、散熱器、機油濾清器、保險杠、擋風玻璃、安全帶、電池。需要注意的是，前面提到的所有材料和液體均要進行回收。輸入所有數據后，操作員需要回到操作間拆下輪胎，如果輪胎可以正常工作的話也將得到回收再使用。最后，剩余的部分會隨著排水道排入壓縮區進行壓實，最終被填埋。

2 可回收材料分類

2.1 回收零部件分類

零部件拆解過后需要分類，以便更好地儲存和查找。例如在德國，各零部件均分門別類地存放，完好的部件送到汽車修理廠作為備用，回收的材料進行再生處理;在美國，對尚有價值的部件進行整修和翻新后送到修車廠再次使用。

回收零部件分類主要有以下兩種方法：

(1)根據部件特征分類的方法[7]，如表1所示，目的是解決資源枯竭和環境問題。特殊的材料應進行特殊處理:“L”是指對人類有危險、傷害的材料，如石油、多氯聯苯等受到政府或環境聯盟控制的材料;“W”是指催化劑中使用的貴重金屬——鉑等，本身是稀缺資源，而且也具有很高回收價值的材料;“R”則是指其他部分。

表1 根據部件特征分類

(2)根據回收再利用的方法分類[7],如表2所示。一般來說，A類是指通過簡單的清洗后能再利用的部件或零部件；B類是指像冷凝器或半導體組成的計算機主板部分等，這些材料回收后經整理和粉碎處理可以再生;C類是指由一種材料組成的部件，這種部件可以直接處理，無須再拆解;D類是指不能被回收的部分。

表2 根據回收再利用分類

2.2 混合材料分類

混合材料的回收是指從粉碎機破碎后的混合粉粒中提取出有用材料及珍貴材料，如鉑、鋅等。歐盟《報廢車輛法規》對報廢車輛回收和再生以及最終填埋的塑料數量都有嚴格的要求。在美國，可回收材料的回收方式各不相同，例如，廢舊輪胎會被粉碎成顆粒摻入瀝青中或被做成新輪胎使用[8]。再例如，報廢車架會經過擠壓、壓碎、磁分離的程序把鋼分離出來。

混合材料的排序或分離是汽車回收的基礎。在低成本的前提下，要達到分選的目標，切碎、人工分揀是最常用的方式，甚至是必不可少的。但人工操作的主要問題是，幾乎所有的進程只能采用人工完成，或者至少需要人的參與。有用部件的分選應該采取分揀的方法進行回收再利用，這一過程只能由人來完成，無法用機器替代。混合材料粉碎后，有色金屬的部分混合料可以由磁鐵自動分離。而對于鋁這樣的有色金屬，則是在摻有重介質的浮沉系統中分離出來。部分金屬也可利用熱熔技術熔化分離。但非鐵金屬的進一步分離只能由人工完成。

3 結論

通過對國外報廢車拆解流程尤其是對德國、意大利的報廢車輛拆解流程進行研究分析得知，國外對報廢車輛拆解的流程大致相同且明確清晰，同時國外非常注重對零部件的回收再利用，零部件、材料的分類，以及對有害物質的處理。汽車回收問題不是一個單純的汽車工業問題。汽車回收需要依靠政府、汽車制造商和供應商、汽車消費者、報廢車回收站以及原材料供應商協同合作完成，且每個機構都有自己明確的任務分工。建立報廢車輛供應網絡是報廢車回收拆解進入主動階段的前提[9]。在回收過程中，合理的拆卸流程非常重要，零部件、材料的有效回收也同樣重要。

目前，在報廢車輛拆解過程中有待進一步研究的方面有：汽車制造商設計汽車時應優先采用易分類的材料和對環境危害小的材料；對混合材料分選技術進一步研究以改善靠手工分選的狀態；提高重復使用零部件的比例以及報廢車輛的回收率。政府部門需要做的是建立回收網絡的檢索章程及對拆解過程進行監控。