Resultatene til drivstoffinjeksjonssystemer har blitt et kjerneområde for konkurranse i bilindustrien, drevet av både innstramming av globale miljøforskrifter og forbedring av interne forbrenningsmotoreffektivitet. Som kjernekomponenten i motorens drivstoffinjeksjonssystem, bestemmer behandlingsnøyaktigheten til injektor -dysen direkte drivstoffomomiseringseffekten, forbrenningseffektiviteten og emisjonsnivået for forurensende stoffer. Tradisjonell prosesseringsteknologi kan ikke oppnå det nødvendige presisjonsnivået. Femtosekundlaserbehandling kan realisere presis kontroll av injektor -dyserbladet, noe som har stor innvirkning på motoreffektiviteten.
Drivstoffinjektor mikroporøse maskineringssmerter?
Når bensin blir kastet ut i høy hastighet fra åpningen av den direkte injektor (GDI) -dysen, gjennomgår den en trefaset transformasjonsprosess med "flytende injeksjon → dråpefragmentering → forstøvning og fordampning", og til slutt blandes med luften i sylinderen for å danne en brennbar blanding. I denne prosessen bestemmer den tredimensjonale geometriske nøyaktigheten av dysehullet og glattheten i den indre veggen direkte atomiseringskvaliteten og distribusjonsenheten til drivstoffinjeksjon:
Hvis injektor-dysehullsbehandlingen ikke er fin, for eksempel kanten av burr, hullvegg med gjenværende urenheter, vil høyhastighetsinjeksjon av drivstoff skyldes ujevn kraft, dannelsen av dråper i forskjellige størrelser. Disse ikke fullt forstørrede "oljeperler" vil være festet til motorsylinderveggen, deltok ikke i forbrenningen av delen vil bli forurensende, noe som resulterer i at avgassetesting av hydrokarbonindikatorer overskrides, men også gjør motoren mer utsatt for karbonavsetninger, noe som påvirker livet og ytelsen.
Begrensninger i tradisjonelle prosesser
- Elektrisk utladningsmaskinering (EDM)
Begrensning av hullstørrelse: Det er vanskelig å behandle mikrohull<145μm stably, which cannot meet the demand of new generation fuel injection system.
Ineffektivitet: Lang maskineringstid for enkelthull og tap av elektrode presser på verktøykostnadene betydelig.
- Konvensjonell laserbehandling
Problemer med termisk skade: Nanosekund/mikrosekund laserlys får materiale til å smelte og rekondenser, danne burrs og omarbeide lag og påvirke forstøvningsenhet.
Etterbehandlingsavhengighet: Det kreves ytterligere slipeprosesser for å reparere kvaliteten på hullveggen, noe som øker kompleksiteten i prosessen.
- Hybridprosess
Hybridprosessen med "laserforboring + EDM-etterbehandling" kan redusere behandlingstiden med 70% og forbedre den varmepåvirkede sonen, men den krever fremdeles multi-prosess-koordinering og står overfor utfordringer som hulljusteringsnøyaktighet og utstyrskompatibilitet.
Kjernefordeler med femtosekund laserbehandling
Hva er en femtosekundlaser? Sammenlignet med generelle lasere, bruker femtosecond-lasere ultra-kortpulser (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 hullformer: positiv konisk, ingen avsmalnende, omvendt konisk avsmaln
Som en presisjons-konstruert væskeoverføringsenhet, spiller Hole Taper en avgjørende rolle i strømningsegenskaper, inkludert hastighet og reaksjonseffektivitet. Tradisjonelle teknologier er begrenset av prosesseringsprinsipper som gjør det vanskelig å realisere omvendte koniske åpninger, noe som resulterer i avvik mellom faktisk jetytelse og designparametere.
Monokromteknologiens femtosecond-laser er utstyrt med konisk-kontrollerbar teknologi, som innser en tilpasset blenderåpningsvinkel på 0 ~ 1,15 grader gjennom justering av stråle forekomstvinkel og romlig forming, og er i stand til å realisere presisjonen med en kompleks struktur som tre μ μ μ ~ rundhet, konisk, dybde og konsistens mellom hullene, noe som bidrar til å forbedre forstøvningseffekten.
Femtosekund laserbehandling av kontrollerte koniske mikrohull basert på dynamisk kontroll av relativ holdning "Xiaomao Sun et al., Optics & Laser Technology Volume 170 (2024.3)
Prosessforenkling: Fra flertrinn til ett-trinns støping
Monokrom teknologi samsvarer med parametrene for femtosekund laserenergi og pulsfrekvens basert på materialegenskaper, og kombinerer dem med et synsposisjonssystem for å oppnå nøyaktighet for sub-mikron justering. Gjennom 5- Axis-plattformen for å realisere multi-vinkel fokusering av laserstrålen, blir komplekse mikrohullstrukturer (avsmalnede hull, 3D vippede hull) behandlet i ett trinn, med glatte kanter av mikrohull (overflate ruhet RA mindre enn eller lik 1 μm) uten behov for sekundær trimming. Hulldiameteren er vanligvis 100 mikron til flere hundre mikron, tykkelsen kan være opptil 2 millimeter, og hullets diameter og dybdeforhold er mindre enn 10: 1.
I følge forskning og markeder ble det globale injeksjonsmarkedet verdsatt til 7,3 milliarder dollar i 2024 og forventes å nå 9,8 milliarder dollar innen 2030, og vokse til en CAGR på 5% fra 2024 til 2030. Som verdens største bilindustri, forventes etterspørselen etter relaterte deler å vokse med høy hastighet. Med sine selvutviklede femtosekund lasermikro-nano maskineringsløsninger, kan monokrome teknologi effektivt og nøyaktig lage hull i flytende forstøvning og sprøytesystemer, og er opptatt av å tilby Kinas avanserte produksjonsløsninger for oppgraderingen av den globale produksjonsindustrien.
