أصبح أداء أنظمة حقن الوقود مجالًا أساسيًا للمنافسة في صناعة السيارات ، مدفوعة بتشديد اللوائح البيئية العالمية وتحسين كفاءة محرك الاحتراق الداخلي. كمكون أساسي لنظام حقن وقود المحرك ، تحدد دقة معالجة فوهة الحاقن مباشرة تأثير ذرية الوقود وكفاءة الاحتراق ومستوى انبعاث الملوثات. لا يمكن لتكنولوجيا المعالجة التقليدية تحقيق المستوى المطلوب من الدقة. يمكن أن تحقق معالجة ليزر FemtoSecond تحكمًا دقيقًا لفتحة فوهة الحاقن ، والتي لها تأثير كبير على كفاءة المحرك.
حاقن الوقود نقاط ألم الآلات الجزرية؟
عندما يتم إخراج البنزين بسرعة عالية من فتحة الحاقن المباشر (GDI) ، فإنه يخضع لعملية تحول ثلاثية الطور من "حقن السائل → تجزئة القطرات → التفتيش والتبخر" ، وفي النهاية يمزج مع الهواء في الاسطوانة لتشكيل مزيج قابل للاحتراق. في هذه العملية ، تحدد الدقة الهندسية ثلاثية الأبعاد لفتحة الفوهة وسلاسة الجدار الداخلي مباشرة جودة الانحلال وتوحيد التوزيع في حقن الوقود:
إذا لم تكن معالجة فتحة فوهة الحاقن جيدة ، مثل حافة الدفاع ، وجدار الثقب مع الشوائب المتبقية ، فإن حقن الوقود عالي السرعة سيكون بسبب قوة غير متساوية ، وتكوين قطرات ذات أحجام متفاوتة. سيتم ربط هذه "الخرز النفط" غير المنقذ تمامًا بجدار أسطوانة المحرك ، ولم تشارك في احتراق الجزء سيصبح ملوثًا ، مما يؤدي إلى تجاوز اختبار غاز العادم لمؤشرات الهيدروكربون ، ولكن أيضًا يجعل المحرك أكثر عرضة لرواسب الكربون ، مما يؤثر على الحياة والأداء.
قيود العمليات التقليدية
- تصريف التصريف الكهربائي (EDM)
الحد من حجم الثقب: من الصعب معالجة الثقوب الصغيرة<145μm stably, which cannot meet the demand of new generation fuel injection system.
عدم الكفاءة: الوقت الطويل للآلات للثقوب المفردة وخسائر القطب الكهربائي تدفع بشكل كبير تكاليف الأدوات.
- معالجة الليزر التقليدية
مشكلات الأضرار الحرارية: يسبب ضوء الليزر النانوسيوني/الدقيق في الميكروثانية أن يذوب المواد وتجديدها ، وتشكيل الطبقات والطبقات المعاد صياغة وتؤثر على توحيد الذرات.
تبعية ما بعد المعالجة: هناك حاجة إلى عمليات الطحن الإضافية لإصلاح جودة جدار الثقب ، مما يزيد من تعقيد العملية.
- العملية الهجينة
يمكن أن تقلل العملية الهجينة لـ "Laser Prerilling + EDM" وقت المعالجة بنسبة 70 ٪ وتحسين المنطقة المتأثرة بالحرارة ، لكنها لا تزال تتطلب تنسيقًا متعدد العمليات ويواجه تحديات مثل دقة محاذاة الثقب وتوافق المعدات.
المزايا الأساسية لمعالجة ليزر الفمتوثانية
ما هو ليزر الفمتوثانية؟ بالمقارنة مع الليزر العام ، تستخدم ليزر Femtosecond نبضات فائقة القصة (عرض النبض<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.
أشكال ثقب مخصصة: تفتق إيجابي ، لا تفتق ، تفتق مقلوب
كجهاز نقل السوائل الدقيق للهندسة ، يلعب تفتق الثقب دورًا مهمًا في خصائص التدفق ، بما في ذلك السرعة وكفاءة التفاعل. تقتصر التقنيات التقليدية من خلال معالجة المبادئ التي تجعل من الصعب إدراك فتحات التفتت المقلوبة ، مما يؤدي إلى انحرافات بين الأداء النفاث الفعلي ومعلمات التصميم.
تم تجهيز ليزر FemtoSecond للتكنولوجيا أحادية اللون بتكنولوجيا يمكن السيطرة عليها ، والتي تدرك زاوية تفتت الفتحة المخصصة 0 ~ 1.15 درجة من خلال تعديل زاوية حدوث شعاع وتشكيل السطح المكفي ، وقادر الدائرة ، تفتق ، العمق ، والاتساق بين الثقوب ، والتي تساعد على تحسين تأثير الانحلال.
معالجة ليزر FemtoSecond للثقوب الدقيقة المدببة التي تسيطر عليها على أساس التحكم الديناميكي في الموقف النسبي "Xiaomao Sun et al. ، Optics & Laser Technology Volume 170 (2024.3)
تبسيط العملية: من الصبغ متعدد الخطوات إلى خطوة واحدة
تتطابق تقنية أحادية اللون مع معلمات طاقة الليزر فيمتوثانية وتردد النبض بناءً على خصائص المواد ، وتجمع بينها مع نظام وضع الرؤية لتحقيق دقة محاذاة الميكرون. من خلال منصة المحور 5- لتحقيق التركيز متعدد الزوايا من شعاع الليزر ، تتم معالجة الهياكل الفتحة الدقيقة المعقدة (الثقوب المدببة ، والثقوب المائلة ثلاثية الأبعاد) في خطوة واحدة ، مع حواف ناعمة من الثقوب الصغيرة (خشونة السطح أقل من 1 ميكرومتر) دون الحاجة إلى القطع الثانوية. عادة ما يكون قطر الفتحة 100 ميكرون إلى عدة مئات من الميكرون ، ويمكن أن يصل سمك ما يصل إلى 2 ملليمتر ، ونسبة قطر الفتحة إلى العمق أقل من 10: 1.
وفقًا للبحث والأسواق ، بلغت قيمة سوق فوهة الحاقن العالمي 7.3 مليار دولار في عام 2024 ، ومن المتوقع أن تصل إلى 9.8 مليار دولار بحلول عام 2030 ، حيث ينمو بمعدل نمو سنوي مركب من 2024 إلى 2030. وباعتباره أكبر دولة تصنيع للسيارات في العالم ، من المتوقع أن ينمو الطلب على الأجزاء ذات الصلة. من خلال حلول تصنيع الليزر النانو المتطورة ذاتياً ، يمكن أن تصنع تقنية أحادية اللون من أنظمة التصنيع المتقدمة بفعالية وبشكل بدقة ، وتلتزم بتوفير حلول تصنيع متقدمة في الصين لترقية صناعة التصنيع العالمية.
