Hiệu suất của các hệ thống phun nhiên liệu đã trở thành một lĩnh vực cạnh tranh cốt lõi trong ngành công nghiệp ô tô, được thúc đẩy bởi cả việc thắt chặt các quy định môi trường toàn cầu và cải thiện hiệu quả của động cơ đốt trong. Là thành phần cốt lõi của hệ thống phun nhiên liệu động cơ, độ chính xác xử lý của vòi phun trực tiếp xác định hiệu ứng nguyên tử nhiên liệu, hiệu quả đốt cháy và mức phát thải chất ô nhiễm. Công nghệ xử lý truyền thống không thể đạt được mức độ chính xác cần thiết. Xử lý laser femtosecond có thể nhận ra sự kiểm soát chính xác của khẩu độ vòi phun, có tác động lớn đến hiệu quả của động cơ.
Nhiên phun nhiên liệu chỉ điểm gia công micropious?
Khi xăng được đẩy ra ở tốc độ cao từ lỗ của vòi phun trực tiếp (GDI), nó trải qua quá trình biến đổi ba pha của "phun chất lỏng → phân mảnh giọt → nguyên tử hóa và bay hơi", và cuối cùng trộn với không khí trong hình trụ để tạo thành một hỗn hợp dễ cháy. Trong quá trình này, độ chính xác hình học ba chiều của lỗ vòi phun và độ mịn của bức tường bên trong trực tiếp xác định chất lượng nguyên tử hóa và tính đồng nhất phân phối của phun nhiên liệu:
Nếu quá trình xử lý lỗ phát phun không tốt, chẳng hạn như cạnh của burr, thành lỗ với tạp chất còn lại, phun nhiên liệu tốc độ cao sẽ là do lực không đồng đều, sự hình thành các giọt có kích thước khác nhau. Những "hạt dầu" không được nguyên tử hóa này sẽ được gắn vào thành xi lanh động cơ, không tham gia vào quá trình đốt cháy phần sẽ trở thành chất gây ô nhiễm được thải ra, dẫn đến thử nghiệm khí thải của các chỉ số hydrocarbon vượt quá, nhưng cũng khiến động cơ dễ bị trầm tích carbon, ảnh hưởng đến hiệu suất và hiệu suất.
Hạn chế của các quy trình truyền thống
- Gia công phóng điện (EDM)
Giới hạn kích thước lỗ: Rất khó để xử lý lỗ vi mô<145μm stably, which cannot meet the demand of new generation fuel injection system.
Không hiệu quả: Thời gian gia công dài cho các lỗ đơn và tổn thất điện cực đẩy đáng kể chi phí dụng cụ.
- Xử lý laser thông thường
Vấn đề thiệt hại nhiệt: Ánh sáng laser nano giây/microsecond làm cho vật liệu tan chảy và tái tạo, tạo thành các lớp và các lớp tái tạo và ảnh hưởng đến tính đồng nhất của nguyên tử hóa.
Sự phụ thuộc sau xử lý: Các quy trình mài bổ sung được yêu cầu để sửa chữa chất lượng của thành lỗ, làm tăng sự phức tạp của quá trình.
- Quá trình lai
Quá trình lai của "Hoàn thiện trước khi khoan + EDM" có thể giảm 70% thời gian xử lý và cải thiện vùng bị ảnh hưởng bởi nhiệt, nhưng nó vẫn đòi hỏi sự phối hợp đa quá trình và đối mặt với các thách thức như độ chính xác của sự điều chỉnh lỗ và khả năng tương thích thiết bị.
Ưu điểm cốt lõi của quá trình xử lý laser femtosecond
Một laser femtosecond là gì? So với laser nói chung, laser femtosecond sử dụng các xung siêu ngắn (chiều rộng xung<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.
Hình dạng lỗ tùy chỉnh: côn dương, không côn, côn ngược
Là một thiết bị truyền chất lỏng được thiết kế chính xác, lỗ côn đóng vai trò quan trọng trong các đặc điểm dòng chảy, bao gồm cả vận tốc và hiệu quả phản ứng. Các công nghệ truyền thống bị giới hạn bởi các nguyên tắc xử lý gây khó khăn cho việc nhận ra các lỗ thôn ngược, dẫn đến độ lệch giữa hiệu suất phản lực thực tế và các thông số thiết kế.
Laser femtosecond của công nghệ đơn sắc được trang bị công nghệ có thể điều khiển được, nhận ra một góc thon Aperture tùy chỉnh của 0 ~ 1,15 độ thông qua việc điều chỉnh các góc độ phân phối, và có khả năng thực hiện các lỗ hổng. Độ tròn, độ côn, độ sâu và tính nhất quán giữa các lỗ, giúp cải thiện hiệu ứng nguyên tử hóa.
Xử lý laser femtosecond của lỗ vi mô thon được kiểm soát dựa trên sự kiểm soát động của thái độ tương đối "Xiaoma Sun và cộng sự, Công nghệ quang học & Laser Tập 170 (2024.3)
Đơn giản hóa quy trình: Từ đúc nhiều bước đến một bước
Công nghệ đơn sắc phù hợp với các thông số của năng lượng laser và tần số xung phụ nữ dựa trên các tính chất vật liệu và kết hợp chúng với hệ thống định vị tầm nhìn để đạt được độ chính xác liên kết phụ. Thông qua nền tảng trục 5- để nhận ra sự tập trung đa góc của chùm tia laser, các cấu trúc lỗ vi mô phức tạp (các lỗ thon, các lỗ nghiêng 3D) được xử lý theo một bước, với các cạnh mịn của lỗ vi mô (độ nhám bề mặt RA nhỏ hơn hoặc bằng 1 μM) mà không cần phải cắt thứ hai. Đường kính lỗ thường là 100 micron đến vài trăm micron, độ dày có thể lên đến 2 mm và đường kính lỗ ở tỷ lệ độ sâu là nhỏ hơn 10: 1.
Theo nghiên cứu và thị trường, thị trường vòi phun toàn cầu được định giá 7,3 tỷ đô la vào năm 2024 và dự kiến sẽ đạt 9,8 tỷ đô la vào năm 2030, tăng trưởng CAGR là 5% từ năm 2024 đến năm 2030. Với các giải pháp gia công micro-nano laser nano tự phát triển, công nghệ đơn sắc có thể tạo ra các lỗ hổng trong hệ thống nguyên tử và phun chất lỏng một cách hiệu quả và chính xác để cung cấp các giải pháp sản xuất tiên tiến của Trung Quốc để nâng cấp ngành sản xuất toàn cầu.
