Aplicación de láser ultravioleta de nanosegundos de 355 nm en micromaquinado de superficie interna de motor de combustión interna

El motor de combustión interna es el dispositivo de salida de potencia principal actual, que se usa comúnmente en defensa, automóviles, transporte marítimo, agricultura y otros campos. En los últimos años, impulsado por la estrategia de "carbono dual" de pico de carbono y neutralidad de carbono, y bajo la presión de las regulaciones de emisiones de escape, la conservación de energía y la reducción de emisiones se han convertido en el principal camino de desarrollo sostenible de los motores de combustión interna. El estudio encontró que la reducción de la fricción mecánica de la pared del cilindro y el pistón (anillo) durante el movimiento alternativo del motor de combustión interna puede mejorar el rendimiento de potencia del motor de combustión interna hasta cierto punto, reducir las emisiones de escape y luego aumentar la vida útil y los beneficios económicos generales son evidentes.

Los resultados de la investigación muestran que la optimización de la microestructura y la morfología de la superficie de la pared del cilindro permite que la pared del cilindro obtenga una cierta función de almacenamiento y transporte de aceite lubricante, evitando el contacto de fase sólida entre la pared del cilindro y el anillo del pistón, mejorando así el relación entre los dos. Propiedades lubricantes, que pueden reducir efectivamente la fricción, y esta es la derivación de la tecnología de aplicación de textura de superficie con láser.

The application technology of laser surface texture is to use a high-energy density laser beam to act on the surface of the workpiece to process a specific geometry and a texture with a certain density, width, depth, angle and distribution law, forming storage and transportation of lubricating oil. oil passages and cavities, and ultimately achieve the goal of optimizing the lubricating performance of the components.

The cold working effect of 355nm ultraviolet nanosecond laser can be used to texture the surface of the cylinder wall of the internal combustion engine. Its main advantages are that the wavelength of 355nm is short, the single photon energy is high, the cast iron material of the cylinder wall has a high absorption rate of ultraviolet light, and the heat affected zone during processing is processed. It is small, and the pulse width is narrow, only about 25ns. Such a short action time is not enough for the laser energy to gather on the surface of the cylinder wall, and the thermal effect is low, so as to minimize the influence of the laser energy on the nature of the material.

In addition, laser processing has the characteristics of mature technology, high efficiency and energy saving, and easy control. It is especially suitable for mass production line production. It has significant positive significance for internal combustion engine manufacturers to improve quality and efficiency.