Kinerja sistem injeksi bahan bakar telah menjadi bidang inti persaingan di industri otomotif, didorong oleh pengetatan peraturan lingkungan global dan peningkatan efisiensi mesin pembakaran internal. Sebagai komponen inti dari sistem injeksi bahan bakar mesin, akurasi pemrosesan nozzle injektor secara langsung menentukan efek atomisasi bahan bakar, efisiensi pembakaran dan tingkat emisi polutan. Teknologi pemrosesan tradisional tidak dapat mencapai tingkat presisi yang diperlukan. Pemrosesan laser femtosecond dapat mewujudkan kontrol yang tepat dari aperture nozzle injektor, yang memiliki dampak besar pada efisiensi mesin.
Poin nyeri pemesinan mikro injeksi bahan bakar?
Ketika bensin dikeluarkan pada kecepatan tinggi dari lubang injector langsung (GDI) nozzle, ia mengalami proses transformasi tiga fase "injeksi cair → fragmentasi tetesan → atomisasi dan penguapan", dan akhirnya bercampur dengan udara di silinder untuk membentuk campuran yang mudah terbakar. Dalam proses ini, akurasi geometris tiga dimensi dari lubang nosel dan kelancaran dinding bagian dalam secara langsung menentukan kualitas atomisasi dan keseragaman distribusi injeksi bahan bakar:
Jika pemrosesan lubang nozzle injektor tidak baik, seperti tepi duri, dinding lubang dengan kotoran residual, injeksi bahan bakar berkecepatan tinggi akan disebabkan oleh gaya yang tidak merata, pembentukan tetesan beragam ukuran. Ini tidak sepenuhnya atomisasi "manik -manik oli" akan terpasang pada dinding silinder mesin, tidak berpartisipasi dalam pembakaran bagian akan menjadi polutan yang dikeluarkan, yang mengakibatkan pengujian gas buang dari indikator hidrokarbon terlampaui, tetapi juga membuat mesin lebih rentan terhadap deposit karbon, yang mempengaruhi kehidupan dan kinerja.
Keterbatasan proses tradisional
- Mesin pelepasan listrik (EDM)
Keterbatasan ukuran lubang: Sulit untuk memproses lubang mikro<145μm stably, which cannot meet the demand of new generation fuel injection system.
Inefisiensi: Waktu pemesinan yang lama untuk lubang tunggal dan kerugian elektroda secara signifikan mendorong biaya perkakas.
- Pemrosesan laser konvensional
Masalah Kerusakan Termal: Cahaya laser nanosecond/microsecond menyebabkan material meleleh dan rekondense, membentuk gerinda dan menyusun kembali lapisan dan mempengaruhi keseragaman atomisasi.
Ketergantungan pasca-pemrosesan: Proses penggilingan tambahan diperlukan untuk memperbaiki kualitas dinding lubang, meningkatkan kompleksitas proses.
- Proses hibrida
Proses hibrida "finishing laser pra-pengeboran + EDM" dapat mengurangi waktu pemrosesan hingga 70% dan meningkatkan zona yang terkena dampak panas, tetapi masih membutuhkan koordinasi multi-proses dan menghadapi tantangan seperti akurasi penyelarasan lubang dan kompatibilitas peralatan.
Keuntungan Inti dari Pemrosesan Laser Femtosecond
Apa itu laser femtosecond? Dibandingkan dengan laser umum, laser femtosecond menggunakan pulsa ultra-pendek (lebar pulsa<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.
Bentuk lubang khusus: lancip positif, tidak ada lancip, lancip terbalik
Sebagai perangkat transfer cairan yang direkayasa dengan presisi, lubang lancip memainkan peran penting dalam karakteristik aliran, termasuk kecepatan dan efisiensi reaksi. Teknologi tradisional dibatasi oleh prinsip pemrosesan yang membuatnya sulit untuk mewujudkan lubang lancip terbalik, menghasilkan penyimpangan antara kinerja jet aktual dan parameter desain.
Laser femtosecond teknologi monokrom dilengkapi dengan teknologi yang dapat dikendalikan lancip, yang mewujudkan sudut lancip aperture yang disesuaikan dari {{{1} ~ 1,15 derajat melalui penyesuaian sudut insiden balok dan pembentuk spasial, dan mampu merealisasikan lubang presisi dari struktur kompleks seperti pembuatan kompleks seperti pembuatan kompleks seperti pembuatan kompleks seperti pembuatan kompleks seperti pembuatan presisi dengan struktur kompleks kompleks seperti pembuatan kompleks kompleks seperti pembuatan presisi. Termasuk kebulatan, lancip, kedalaman, dan konsistensi di antara lubang, yang membantu meningkatkan efek atomisasi.
Pemrosesan laser femtosecond dari lubang mikro yang dikendalikan berdasarkan kontrol dinamis sikap relatif "Xiaomao Sun et al., Optik & Teknologi Laser Volume 170 (2024.3)
Penyederhanaan Proses: Dari cetakan multi-langkah hingga satu langkah
Teknologi monokrom cocok dengan parameter energi laser femtosecond dan frekuensi pulsa berdasarkan sifat material, dan menggabungkannya dengan sistem pemosisian penglihatan untuk mencapai akurasi penyelarasan sub-mikron. Melalui platform sumbu 5- untuk mewujudkan fokus multi-sudut dari balok laser, struktur lubang mikro yang kompleks (lubang meruncing, lubang miring 3D) diproses dalam satu langkah, dengan tepi-lubang mikro yang halus (kekasaran permukaan Ra kurang dari atau sama dengan 1 μm) tanpa kebutuhan untuk trimmer kedua. Diameter lubang biasanya 100 mikron hingga beberapa ratus mikron, ketebalannya bisa hingga 2 milimeter, dan diameter lubang terhadap rasio kedalaman kurang dari 10: 1.
Menurut penelitian dan pasar, pasar nozzle injektor global bernilai $ 7,3 miliar pada tahun 2024 dan diperkirakan akan mencapai $ 9,8 miliar pada tahun 2030, tumbuh pada CAGR 5% dari tahun 2024 hingga 2030. Sebagai negara manufaktur mobil terbesar di dunia, permintaan untuk suku cadang terkait diperkirakan akan tumbuh pada tingkat tinggi. Dengan solusi pemesinan mikro-nano laser femtosecond yang berkembang sendiri, teknologi monokrom dapat secara efisien dan tepat membuat lubang dalam sistem atomisasi dan penyemprotan cair, dan berkomitmen untuk menyediakan solusi manufaktur canggih China untuk peningkatan industri manufaktur global.
