Polttoaineen ruiskutusjärjestelmien suorituskyvystä on tullut autoteollisuuden keskeinen kilpailualue, joka johtuu sekä globaalien ympäristömääräysten kiristäminen että sisäisen polttomoottorin tehokkuuden parantaminen. Moottorin polttoaineen ruiskutusjärjestelmän ydinkomponenttina injektorisuutimen prosessointikuvaus määrittää suoraan polttoaineen sumutusvaikutuksen, palamisen tehokkuuden ja epäpuhtauksien päästötason. Perinteinen käsittelytekniikka ei voi saavuttaa vaadittua tarkkuustasoa. Femtosekunnin laserprosessointi voi toteuttaa injektorin suuttimen aukon tarkan hallinnan, jolla on suuri vaikutus moottorin tehokkuuteen.
Polttoaineen ruiskuttajan mikrohuokoinen koneistuskipupiste?
Kun bensiini poistuu suurella nopeudella suoran injektorin (GDI) suuttimen aukosta, se käy läpi kolmivaiheisen muunnosprosessin "nestemäisen injektion → pisaran pirstoutumisen → atomoinnin ja haihduttamisen" ja lopulta sekoittuu sylinterin ilman kanssa palavan seoksen. Tässä prosessissa suuttimen aukon kolmiulotteinen geometrinen tarkkuus ja sisäseinän sileys määräävät suoraan polttoaineen ruiskutuksen sumutuslaadun ja jakautumisen tasaisuuden:
Jos injektorin suuttimen reikien käsittely ei ole hieno, kuten burrin reuna, reiän seinä, jossa on jäännös epäpuhtaudet, polttoaineen nopea injektio johtuu epätasaisesta voimasta, erikokoisten pisaroiden muodostumisesta. Nämä eivät täysin sumuloidut "öljyrelit" kiinnitetään moottorin sylinterin seinämään, se ei osallistunut osan palamiseen, epäpuhtauteen purkautuu, mikä johti hiilivetyindikaattorien pakokaasujen testaamiseen, mutta myös moottori on alhaisempi hiilen talletukseen, mikä vaikuttaa elämään ja suorituskykyyn.
Perinteisten prosessien rajoitukset
- Sähköpäästöryhmä (EDM)
Reiän koon rajoitus: Mikro-reikiä on vaikea käsitellä<145μm stably, which cannot meet the demand of new generation fuel injection system.
Tehokkuus: Yksittäisten reikien ja elektrodihäviöiden pitkä koneistusaika nostaa työkalukustannuksia merkittävästi.
- Tavanomainen laserprosessointi
Lämpövahinkoongelmat: Nanosekunnin/mikrosekunnin laservalo saa materiaalin sulamaan ja reagoimaan, muodostaen urat ja uudelleenkerrokset ja vaikuttavat sumutusten yhtenäisyyteen.
Jälkikäsittelyriippuvuus: Reiän seinämän laadun korjaamiseksi tarvitaan lisähiomaprosesseja, mikä lisää prosessin monimutkaisuutta.
- Hybridi -prosessi
"Laser-esiopetuksen + EDM-viimeistelyn" hybridiprosessi voi lyhentää prosessointiaikaa 70% ja parantaa lämpöä koskevaa vyöhykettä, mutta se vaatii silti moniprosessin koordinointia ja kohtaa haasteita, kuten reiän kohdistuksen tarkkuuden ja laitteiden yhteensopivuuden.
Femtosekunnin laserprosessoinnin ydinetut
Mikä on femtosekunnin laser? Verrattuna yleisiin lasereihin, femtosekunnin laserit käyttävät ultra-lyhyitä pulsseja (pulssin leveys<100 fs) with ultra-high peak power to induce multi-photon absorption, avalanche ionization, and other non-linear effects on the surface or inside the material to achieve "cold machining" - with a very small heat-affected zone (<1μm), avoiding cracks, re-cracking, and the need to remove the heat-affected zone from the material. m), avoiding cracks, recast layers and other defects.
Räätälöidyt reiän muodot: Positiivinen kartio, ei kapenevaa, käänteistä kapenevaa
Tarkkuuden suunnitelluna nesteensiirtolaitteena reikän kapeneella on ratkaiseva rooli virtausominaisuuksissa, mukaan lukien nopeus ja reaktiotehokkuus. Perinteisiä tekniikoita rajoitetaan käsittelyperiaatteilla, jotka vaikeuttavat käänteisten kapenevien aukkojen toteuttamista, mikä johtaa poikkeamiin suihkun todellisen suorituskyvyn ja suunnitteluparametrien välillä.
Monokromieknologian femtosekunnin laser on varustettu kapenevaan ohjattavalla tekniikalla, joka toteuttaa räätälöidyn aukon kapenevan 0 ~ 1,15 asteen säätämällä säteen esiintymiskulman ja spatiaalisen muotoilun, ja se pystyy toteuttamaan tarkkuusaukon ansiosta monimutkaiset rakenteet, kuten kolmiulotteinen pintajakauma, kuten kolmiulotteinen pintajakauma, ja pyöreän pintajakauman, jolla on kolmiulotteinen pintajakauma, ± 1 μmem, 1 μmem, 1 μmM: n, kuten kolmiulotteinen pintajakauma, ±: n ± 1 μmem, ± 1 μmM: n, joka on kolmiulotteinen pinta-aukon jakautuminen, kuten kolmiulotteinen pintajakauma. Reiän välinen kapene, syvyys ja johdonmukaisuus, mikä auttaa parantamaan sumutusvaikutusta.
Hallittujen kapenevien mikro-reikien femtosekunnin laserprosessointi, joka perustuu suhteellisen asenteen dynaamiseen hallintaan "Xiaomao Sun et ai., Optiikka ja lasertekniikka Volume 170 (2024,3)
Prosessin yksinkertaistaminen: monivaiheisesta yksivaiheiseen muovaukseen
Yksivärinen tekniikka vastaa femtosekunnin laserenergian ja pulssitaajuuden parametreja materiaaliominaisuuksien perusteella ja yhdistää ne visio-paikannusjärjestelmään submikronin kohdistamisen tarkkuuden saavuttamiseksi. 5- -akselin alustan kautta lasersäteen monikulmion keskittymisen toteuttamiseksi, kompleksiset mikroreiän rakenteet (kapenevat reiät, 3D-kallistetut reikät) prosessoidaan yhdessä vaiheessa, sileiden mikroleikäjen (pinnan karheuden RA: n sileät reunat) ilman, että se on pienempi tai yhtä suuri kuin 1 μm) ilman tarvetta sekundaariseen raastumiseen. Reiän halkaisija on yleensä 100 mikronia useisiin sataan mikroniin, paksuus voi olla enintään 2 millimetriä ja reiän halkaisijan ja syvyyden suhde on alle 10: 1.
Tutkimuksen ja markkinoiden mukaan globaalien injektori -suuttimien markkinoiden arvo oli 7,3 miljardia dollaria vuonna 2024, ja sen odotetaan nousevan 9,8 miljardiin dollariin vuoteen 2030 mennessä, ja se kasvaa 5%: n CAGR: llä vuodesta 2024–2030. Maailman suurimpana autovalmistusmaana, joka on korkean koron kysyntä. Yksikromitekniikka voi itsehuollon femtosekunnin lasermikro-nano-koneistusratkaisuillaan tehdä tehokkaasti ja tarkasti reikiä nestemäisissä sumutus- ja ruiskutusjärjestelmissä ja on sitoutunut tarjoamaan Kiinan edistyneitä valmistusratkaisuja maailmanlaajuisen valmistusteollisuuden päivittämiseen.
