Les performances des systèmes d'injection de carburant sont devenues un domaine central de concurrence dans l'industrie automobile, tirée à la fois par le resserrement des réglementations environnementales mondiales et l'amélioration de l'efficacité du moteur de combustion interne. En tant que composant central du système d'injection de carburant du moteur, la précision de traitement de la buse de l'injecteur détermine directement l'effet d'atomisation du carburant, l'efficacité de la combustion et le niveau d'émission de polluant. La technologie de traitement traditionnelle ne peut pas atteindre le niveau de précision requis. Le traitement laser fémtoseconde peut réaliser un contrôle précis de l'ouverture de la buse de l'injecteur, ce qui a un grand impact sur l'efficacité du moteur.
Injecteur de carburant Microporel Usining Pain Painding?
Lorsque l'essence est éjectée à grande vitesse à partir de l'orifice de la buse d'injecteur direct (GDI), il subit un processus de transformation en trois phases de "injection de liquide → Fragmentation des gouttelettes → Atomisation et évaporation", et finalement se mélange à l'air dans le cylindre pour former un mélange combustible. Dans ce processus, la précision géométrique tridimensionnelle du trou de buse et la douceur de la paroi intérieure déterminent directement la qualité d'atomisation et l'uniformité de distribution de l'injection de carburant:
Si le traitement des trous de buse de l'injecteur n'est pas très bien, comme le bord de la bourre, la paroi du trou avec des impuretés résiduelles, l'injection de carburant à grande vitesse sera due à une force inégale, la formation de gouttelettes de tailles variables. Ces «perles d'huile» non entièrement atomisées seront attachés à la paroi du cylindre du moteur, n'ont pas participé à la combustion de la pièce qui deviendra les polluants déchargés, ce qui entraînera un test de gaz d'échappement des indicateurs d'hydrocarbures dépassés, mais rendra également le moteur plus sujet aux dépôts de carbone, affectant la durée de vie et les performances.
Limites des processus traditionnels
- Usinage à décharge électrique (EDM)
Limitation de taille de trou: il est difficile de traiter les micro-trous<145μm stably, which cannot meet the demand of new generation fuel injection system.
Inefficacité: le temps d'usinage long pour les trous uniques et les pertes d'électrodes pousse considérablement les coûts d'outillage.
- Traitement laser conventionnel
Problèmes de dommages thermiques: la lumière laser nanoseconde / microseconde provoque la fonte des matériaux et la reconnue, formant des terres et refonte les couches et affectant l'uniformité de l'atomisation.
Dépendance post-traitement: des processus de broyage supplémentaires sont nécessaires pour réparer la qualité de la paroi du trou, augmentant la complexité du processus.
- processus hybride
Le processus hybride de «Finition EDM pré-séris au laser» peut réduire le temps de traitement de 70% et améliorer la zone touchée par la chaleur, mais elle nécessite toujours une coordination multi-processus et fait face à des défis tels que la précision de l'alignement des trous et la compatibilité des équipements.
Avantages fondamentaux du traitement laser fémtoseconde
Qu'est-ce qu'un laser fémtoseconde? Par rapport aux lasers généraux, les lasers fémtosecondes utilisent des impulsions ultra-short (largeur d'impulsion<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.
Formes de trou personnalisées: cône positif, pas de cône, cône inversé inversé
En tant que dispositif de transfert de fluide conçu par la précision, le cône de trou joue un rôle crucial dans les caractéristiques d'écoulement, y compris la vitesse et l'efficacité de la réaction. Les technologies traditionnelles sont limitées par les principes de traitement qui rendent difficile la réalisation des orifices de conique inversé, entraînant des écarts entre les performances réelles du jet et les paramètres de conception.
Le laser fémtoseconde de la technologie monochrome est équipé d'une technologie contrôlable sur pipi, qui réalise un angle d'ouverture d'ouverture personnalisé de 0 ~ 1,15 degrés par le réglage de l'angle d'incidence du faisceau et de la mise en forme spatiale, et est capable de réaliser le trou de précision de la fabrication de structures complexes, y compris les distributions de surface courbées, y compris les distributions de surface, avec une précision de ± 1. Roundité, cône, profondeur et cohérence entre les trous, ce qui aide à améliorer l'effet d'atomisation.
Traitement laser fémtoseconde des micro-trous coniques contrôlés basés sur le contrôle dynamique de l'attitude relative "Xiaomao Sun et al., Optics & Laser Technology Volume 170 (2024.3)
Simplification du processus: de la moulure multi-étapes à une étape
La technologie monochrome correspond aux paramètres de l'énergie laser et de la fréquence d'impulsions fémtosecondes basées sur les propriétés des matériaux, et les combine avec un système de positionnement de vision pour atteindre la précision d'alignement du submicron. Grâce à la plate-forme d'axe 5- pour réaliser une mise au point multi-angles du faisceau laser, des structures de micro-trous complexes (trous effilés, trous inclinés 3D) sont traités en une étape, avec des bords lisses de micro-trous (rugosité de surface PR inférieure ou égale à 1 μM) sans la nécessité de ruine secondaire. Le diamètre du trou est généralement de 100 microns à plusieurs centaines de microns, l'épaisseur peut être jusqu'à 2 millimètres et le rapport diamètre / profondeur du trou est inférieur à 10: 1.
Selon la recherche et les marchés, le marché mondial de la buse des injecteurs était évalué à 7,3 milliards de dollars en 2024 et devrait atteindre 9,8 milliards de dollars d'ici 2030, augmentant à un TCAC de 5% de 2024 à 2030. À mesure que le plus grand pays de fabrication automobile au monde, la demande de pièces connexes devrait croître à un taux élevé. Avec ses solutions d'usinage Micro-Nano à laser féminin auto-développées, la technologie monochrome peut faire efficacement et avec précision des trous dans les systèmes d'atomisation et de pulvérisation liquides, et s'engage à fournir des solutions de fabrication avancées de la Chine pour la mise à niveau de l'industrie manufacturière mondiale.
