Anwendung des 355-nm-Ultraviolett-Nanosekundenlasers bei der Mikrobearbeitung der Innenfläche von Verbrennungsmotoren

Ein Verbrennungsmotor ist das derzeitige Mainstream-Leistungsabgabegerät, das üblicherweise in der Verteidigung, im Automobilbereich, in der Schifffahrt, in der Landwirtschaft und in anderen Bereichen eingesetzt wird. Getrieben durch die „Dual Carbon“-Strategie von Carbon Peaking und CO2-Neutralität und unter dem Druck von Abgasvorschriften sind Energieeinsparung und Emissionsminderung in den letzten Jahren zum wichtigsten Entwicklungspfad für die nachhaltige Entwicklung von Verbrennungsmotoren geworden. Die Studie ergab, dass die Verringerung der mechanischen Reibung der Zylinderwand und des Kolbens (Ring) während der Hin- und Herbewegung des Verbrennungsmotors die Leistungsleistung des Verbrennungsmotors bis zu einem gewissen Grad verbessern, die Abgasemission verringern und dann erhöhen kann die Lebensdauer und die gesamtwirtschaftlichen Vorteile liegen auf der Hand.

Die Forschungsergebnisse zeigen, dass die Optimierung der Mikrostruktur und Morphologie der Oberfläche der Zylinderwand es der Zylinderwand ermöglicht, eine bestimmte Funktion zum Speichern und Transportieren von Schmieröl zu erhalten, wobei der Festphasenkontakt zwischen der Zylinderwand und dem Kolbenring vermieden wird, wodurch die Beziehung zwischen den beiden. Schmiereigenschaften, die die Reibung effektiv reduzieren können, und dies ist die Ableitung der Anwendungstechnologie für Laseroberflächentexturen.

Die Anwendungstechnik der Laseroberflächentextur besteht darin, mit einem hochenergetischen Laserstrahl auf die Oberfläche des Werkstücks einzuwirken, um eine bestimmte Geometrie und eine Textur mit bestimmter Dichte, Breite, Tiefe, Winkel und Verteilungsgesetz zu bearbeiten, zu lagern und zu formen Transport von Schmieröl. Ölkanäle und Hohlräume und erreichen letztlich das Ziel, die Schmierleistung der Bauteile zu optimieren.

Der Kaltbearbeitungseffekt des 355-nm-Ultraviolett-Nanosekundenlasers kann zur Texturierung der Oberfläche der Zylinderwand des Verbrennungsmotors verwendet werden. Seine Hauptvorteile sind, dass die Wellenlänge von 355 nm kurz ist, die Einzelphotonenenergie hoch ist, das Gusseisenmaterial der Zylinderwand eine hohe Absorptionsrate für ultraviolettes Licht aufweist und die Wärmeeinflusszone während der Bearbeitung bearbeitet wird. Es ist klein und die Impulsbreite ist schmal, nur etwa 25 ns. Eine so kurze Einwirkzeit reicht nicht aus, um die Laserenergie auf der Oberfläche der Zylinderwand zu sammeln, und die thermische Wirkung ist gering, um den Einfluss der Laserenergie auf die Beschaffenheit des Materials zu minimieren.

Darüber hinaus zeichnet sich die Laserbearbeitung durch ausgereifte Technologie, hohe Effizienz und Energieeinsparung sowie einfache Steuerung aus. Es eignet sich besonders für die Serienfertigung in Massenproduktion. Für die Hersteller von Verbrennungsmotoren hat es eine erhebliche positive Bedeutung, Qualität und Effizienz zu verbessern.