Udførelsen af brændstofinjektionssystemer er blevet et kerneområde i konkurrencen i bilindustrien, drevet af både stramning af globale miljøregler og forbedring af forbrændingsmotoreffektivitet. Som kernekomponenten i motorens brændstofindsprøjtningssystem bestemmer behandlingsnøjagtigheden af injektordysen direkte brændstofforøgelseseffekten, forbrændingseffektiviteten og forurenende emissionsemissionsniveau. Traditionel behandlingsteknologi kan ikke opnå det krævede præcisionsniveau. Femtosekund laserbehandling kan realisere præcis kontrol af injektorens dyseåbning, som har en stor indflydelse på motoreffektiviteten.
Brændstofinjektor mikroporøs bearbejdningssmerter?
Når benzin kastes ud i høj hastighed fra åbningen af den direkte injektor (GDI) -dyse, gennemgår den en trefaset transformationsproces af "flydende injektion → dråbefragmentering → atomisering og fordampning" og blandes til sidst med luften i cylinderen for at danne en forbrændingslig blanding. I denne proces bestemmer den tredimensionelle geometriske nøjagtighed af dysens hul og glatheden af den indre væg direkte forstøvningskvaliteten og fordelingens ensartethed af brændstofinjektion:
Hvis injektorens dysehulbehandling ikke er fint, såsom kanten af burren, hulvæggen med resterende urenheder, vil højhastighedsinjektion af brændstof skyldes ujævn kraft, dannelsen af dråber af forskellige størrelser. Disse ikke fuldstændigt forstøvede "olieperler" vil blive fastgjort til motorcylindervæggen, deltog ikke i forbrænding af delen vil blive forurenende, hvilket resulterer i udstødningsgasprøvning af carbonhydridindikatorer, men også gøre motoren mere tilbøjelig til kulstofaflejringer, hvilket påvirker livet og ydeevnen.
Begrænsninger af traditionelle processer
- Elektrisk decharge -bearbejdning (EDM)
Hulstørrelsesbegrænsning: Det er vanskeligt at behandle mikrohuller<145μm stably, which cannot meet the demand of new generation fuel injection system.
Ineffektivitet: Lang bearbejdningstid for enkelthuller og elektrodetab skubber værktøjsomkostninger markant op.
- Konventionel laserbehandling
Problemer med termisk skade: Nanosekund/mikrosekundlaserlys får materiale til at smelte og rekondense, danne burrs og omarbejde lag og påvirker forstøvningsuniformitet.
Efterbehandlingsafhængighed: Yderligere slibningsprocesser er påkrævet for at reparere kvaliteten af hulvæggen, hvilket øger kompleksiteten af processen.
- Hybridproces
Hybridprocessen med "laserforboring + EDM-efterbehandling" kan reducere behandlingstiden med 70% og forbedre den varmepåvirkede zone, men det kræver stadig multi-process-koordinering og ansigter udfordringer såsom huljusteringsnøjagtighed og udstyrskompatibilitet.
Kernefordele ved femtosecond -laserbehandling
Hvad er en femtosecond -laser? Sammenlignet med generelle lasere bruger femtosecond-lasere ultra-short-pulser (pulsbredde<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.
Tilpassede hulformer: positiv konisk, ingen konisk, omvendt tilspids
Som en præcisions-konstrueret væskeoverførselsindretning spiller Hole Taper en afgørende rolle i strømningsegenskaber, herunder hastighed og reaktionseffektivitet. Traditionelle teknologier er begrænset af behandlingsprincipper, der gør det vanskeligt at realisere omvendte koniske åbninger, hvilket resulterer i afvigelser mellem faktiske jetpræstation og designparametre.
Monokromteknologiens femtosekund-laser er udstyret med konisk kontrollerbar teknologi, der realiserer en tilpasset blænde-konisk vinkel på 0 ~ 1,15 grad gennem justering af bjælkeforekomst og rumlig formular og er i stand til at realisere den præcisions huller af kompleks strukturer, såsom tredimensional krøllet overfladefordeling, med en nøjagtig μm, inklusive rundhed, konisk, dybde og konsistens mellem hullerne, hvilket hjælper med at forbedre forstøvningseffekten.
Femtosekund laserbehandling af kontrolleret konisk mikrohuller baseret på dynamisk kontrol af relativ holdning "Xiaomao Sun et al., Optics & Laser Technology Volume 170 (2024.3)
Procesforenkling: Fra flertrin til et-trins støbning
Monokromteknologi matcher parametrene for femtosekund laserenergi og pulsfrekvens baseret på materialegenskaber og kombinerer dem med et synspositioneringssystem for at opnå sub-mikron justeringsnøjagtighed. Gennem 5- akseplatformen for at realisere multi-vinkelfokusering af laserstrålen behandles komplekse mikrohulstrukturer (koniske huller, 3D-vippede huller) i et trin med glatte kanter af mikrohuller (overflade ruhed RA mindre end eller lig med 1 μm) uden behov for sekundær trimming. Huldiameteren er normalt 100 mikron til flere hundrede mikron, tykkelsen kan være op til 2 millimeter, og huller til dybdediameter og dybde er mindre end 10: 1.
Ifølge forskning og markeder blev det globale injektordysemarked værdsat til 7,3 milliarder dollars i 2024 og forventes at nå 9,8 milliarder dollars i 2030, der vokser med en CAGR på 5% fra 2024 til 2030. Da verdens største bilproduktionsland forventes efterspørgslen efter relaterede dele at vokse med en høj hastighed. Med sine selvudviklede femtosekund lasermikro-nano-bearbejdningsløsninger kan monokrom teknologi effektivt og præcist gøre huller i flydende forstøvning og sprøjtningssystemer og er forpligtet til at levere Kinas avancerede fremstillingsløsninger til opgradering af den globale fremstillingsindustri.
