高端柴油发动机喷油嘴倒锥形微喷孔电火花加工关键技术及装备

     燃油喷射系统是柴油发动机的“心脏”。而燃油喷射系统中的核心部件喷油嘴喷孔决定燃油雾化质量、贯穿度与空间分布,直接影响发动机燃油耗、排放等关键性能。喷油嘴微细喷孔的加工制造是高端柴油发动机燃油喷射性能提升的一决定性要素,直接关系到大量使用柴油发动机的各种机动车辆的废气排放,是一促进节能环保,解决环境污染问题的关键技术。
     该项目围绕国4(欧IV)排放标准以上的倒锥形微喷孔的加工工艺、以及高端专用加工装备国产化的迫切需求,在十余年持续研究技术积累的基础上,在机构创新设计、加工过程检测与智能控制、微尺寸精密成形工艺、高效率自动化加工等关键技术上实现了技术突破,形成具有自主知识产权的专利技术体系。研制出国内首台达到国4(欧IV)标准以上的倒锥形微喷孔电火花加工专用装备,并产业化应用,有力提升了国内油泵油嘴行业喷油嘴产品的水平和国际竞争力。
    体现技术发明点的创新成果如下:
     1、对采用Φ100~200μm微细电极丝加工微细倒锥形喷孔的加工难题,独创性地发明了微细电极丝的微小倒锥角精密推摆机构,确立了微小倒锥形喷孔高精度成形的核心原理,进而实现了微小倒锥孔扫描旋铣加工新工艺,达到批量化一致性加工的工业应用需求水平。
     2、研制出具有蠕动进丝、倒锥推摆、辅助激振的多功能复合进给主轴机构,达到加工中高效排屑效果、以及微喷孔的精密成形。
     3、提出在线自统计评价、自适应快速优化的双反馈模糊伺服控制技术,达到了放电率自动趋向最高的控制目的,大幅提高了伺服控制参数的优化效率和自适应程度。
     4、创新发明的微细电火花加工可控式RC脉冲电源,实现了窄脉宽高峰值电流的微能量高频火花放电,为喷油嘴合金材料的微喷孔加工效率和表面精度的提高提供了技术保障。
     5、研发出专用工艺过程控制技术,开发了集成加工状态实时反馈功能的专用数控系统软件,实现了微喷孔电火花加工专用装备的机电集成和可靠的自动化加工。
     项目已获授权国家发明专利9项、软件著作权1项,发表学术研究论文23篇。研发出的专用装备产业化应用达到59台,喷油嘴产品产量达到200万件/年(成品率>96%),替代了国外价格昂贵的垄断技术设备。技术成果鉴定为总体达到国际先进水平,两项核心技术处于国际领先水平。
     截止2014年底应用创收新增利润总额达4536.32万元。喷油嘴产品已用于玉柴、新柴、莱动、常柴等主机配套,并出口美国、德国等国家。对减轻中国节能、环保压力,推动环境可持续发展具有重要意义。