Применение 355-нм ультрафиолетового наносекундного лазера в микрообработке внутренней поверхности двигателя внутреннего сгорания

Двигатель внутреннего сгорания в настоящее время является основным устройством выходной мощности, которое обычно используется в обороне, автомобилестроении, судоходстве, сельском хозяйстве и других областях. В последние годы, руководствуясь стратегией «двойного углерода» с пиковым выбросом углерода и углеродной нейтральностью, а также под давлением правил выбросов выхлопных газов, энергосбережение и сокращение выбросов стали основным путем развития для устойчивого развития двигателей внутреннего сгорания. В результате исследования установлено, что снижение механического трения стенки цилиндра о поршень (кольцо) при возвратно-поступательном движении ДВС позволяет в определенной степени улучшить энергетические показатели ДВС, уменьшить выброс выхлопных газов, а затем и увеличить срок службы и общие экономические выгоды очевидны.

Результаты исследований показывают, что оптимизация микроструктуры и морфологии поверхности стенки цилиндра позволяет стенке цилиндра выполнять определенную функцию хранения и транспортировки смазочного масла, избегая контакта твердой фазы между стенкой цилиндра и поршневым кольцом, тем самым улучшая отношения между ними. Смазочные свойства, которые могут эффективно уменьшить трение, и это результат технологии нанесения лазерной текстуры поверхности.

Технология применения лазерной текстуры поверхности заключается в использовании лазерного луча с высокой плотностью энергии для воздействия на поверхность заготовки для обработки определенной геометрии и текстуры с определенной плотностью, шириной, глубиной, углом и законом распределения, формируя хранение и транспортировка смазочного масла. масляных каналов и полостей и, в конечном счете, достичь цели оптимизации смазывающих характеристик компонентов.

Эффект холодной обработки ультрафиолетового наносекундного лазера с длиной волны 355 нм можно использовать для текстурирования поверхности стенки цилиндра двигателя внутреннего сгорания. Его основные преимущества заключаются в том, что длина волны 355 нм короткая, энергия одиночного фотона высокая, чугунный материал стенки цилиндра имеет высокую скорость поглощения ультрафиолетового света, а зона термического влияния во время обработки обрабатывается. Он небольшой, а ширина импульса узкая, всего около 25 нс. Такого короткого времени действия недостаточно для того, чтобы лазерная энергия собралась на поверхности стенки цилиндра, а тепловой эффект невелик, чтобы свести к минимуму влияние лазерной энергии на природу материала.

Кроме того, лазерная обработка обладает характеристиками зрелой технологии, высокой эффективностью и энергосбережением, а также простотой управления. Он особенно подходит для серийного производства. Для производителей двигателей внутреннего сгорания это имеет большое положительное значение для повышения качества и эффективности.