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内燃机缸体激光精密毛化刻蚀(激光珩磨)技术

发布日期:2010-06-11

    题:

内燃机缸体激光精密毛化刻蚀(激光珩磨)技术

    位:

中国科学院力学研究所

通信地址:

北京北四环西路15

    编:

100190

    容:

一、项目简介

    九十年代后期,德国等国开始研发内燃机缸体内壁激光精密刻蚀新技术(也叫激光珩磨技术,Laser honing)。这是继八十年代产生的内燃机缸体激光淬火(即缸体表面激光相变热处理)技术以后,开发的提高发动机综合性能的新一代激光加工技术。

    在我院具有自主知识产权的YAG激光毛化技术基础上,开发出内燃机缸体内壁激光精密刻蚀造形的新型激光珩磨技术,以减小内燃机运行时的摩擦力,达到显著节约燃油,提高使用寿命,减少废气污染物排放的目的,全面提高内燃机性能。最终实现该技术的规模生产应用。

    内燃机缸体激光珩磨的基本过程是:采用高重复频率、高功率密度的脉冲激光束(每秒数千个光脉冲)对缸体内壁表面进行精细形貌刻蚀,以在缸体表面形成设定分布式的微米尺寸量级的沟槽和微坑结构。这些微沟槽和微坑能有效贮存润滑油,在缸体内壁和活塞环之间形成油膜使其保持良好的边界润滑状态,从而有效减小了这对摩擦付之间的摩擦力,达到减少发动机磨损,延长使用寿命。减小摩擦力还可以达到减小燃料和润滑油消耗,减少燃气污染物排放,降低工作温度,增加发动机功率的综合效果。据德国1999年进行的架试验表明,激光珩磨缸体与常规机械搪缸相比,可减小摩擦力50%以上,减小燃油消耗40%,增大发动机功率,减少废气排放中的颗粒物10—30%,减少碳氢化合物排放20%,其综合效益十分明显。因此,缸体激光珩磨技术已引起了汽车、摩托车、内燃机制造厂的极大关注。国内多家汽车厂和企业希望激光毛化中心尽快开发出这项新技术。

二、市场情况

    全国现有几十家汽车生产厂,2005年汽车产量将达到500万辆,生产的发动机数量将超过这一数字。全国各省市还有数千家汽车维修保养站,还有数十家柴油机厂,都可能是这项技术的用户,它的应用可包括:汽车、机车、舰船、军用车辆、各种泵体的改善润滑,减小摩擦。同时,这种方法在多种易磨损机械部件上都可获得应用,市场前景应是很广阔的。

三、合作方式

    面议

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