Ứng dụng trong ngành
Ứng dụng
Chi tiết trường hợp
01 Lời tựa
02 Giá trị thị trường của hệ thống nhiên liệu động cơ đốt trong 
03 Công nghệ và thiết bị sản xuất vòi phun nhiên liệu
04 Trường hợp công cụ gia công mài mặt bệ lỗ trung
4.1 Lựa chọn công cụ gia công
4.2 Các biện pháp công nghệ và sản phẩm phụ trợ
4.3 Hiệu quả của quy trình
05 Lời kết
Từ khóa: ô tô, động cơ, hệ thống phun nhiên liệu, quy trình mài
01 Lời tựa
Động cơ đốt trong hiện là phương thức chủ đạo trong lĩnh vực máy móc động lực trên toàn thế giới và là nhân tố then chốt quyết định hiệu quả của xã hội loài người; đây cũng chính là hướng nghiên cứu mà Kiến Thạch luôn theo đuổi.
02 Giá trị thị trường của hệ thống nhiên liệu động cơ đốt trong
Năm 2023, sản lượng động cơ đốt trong trong nước của Trung Quốc đạt 44,7376 triệu chiếc, tăng 2,85% so với năm trước;
Năm 2023, doanh số bán động cơ diesel nội nhiên đạt 5,1165 triệu đơn vị, tăng 19,36% so với cùng kỳ năm trước;
Năm 2023, doanh số bán động cơ đốt trong chạy xăng đạt 39,5847 triệu chiếc, tăng 1,88% so với năm trước.
Nếu chúng ta tính toán số lượng vòi phun nhiên liệu theo phương thức mỗi động cơ đốt trong có 4 xi-lanh, mỗi xi-lanh lại có 1 vòi phun, thì số lượng vòi phun được sản xuất hàng năm tại Trung Quốc sẽ vào khoảng như sau:
1) Thị trường động cơ mới ≈ 45 triệu chiếc × 4 vòi phun/chiếc = 180 triệu vòi phun nhiên liệu;
2) Thị trường phụ trợ trong nước ≈ 336 triệu đơn vị × 4 chiếc/đơn vị × tỷ lệ thay thế 5% = 67 triệu chiếc;
3) Thị trường phụ kiện sau bán hàng tại nước ngoài ≈ 100.000 triệu đơn vị × 4 chiếc/đơn vị × tỷ lệ thay thế 5% × tỷ lệ thâm nhập 40% = 80 triệu chiếc;
Tổng số vòi phun nhiên liệu ước tính khoảng 18.000 + 6.700 + 8.000 = 327 triệu chiếc; đây là một thị trường vô cùng rộng lớn, với mức tiêu thụ hàng năm tính bằng đơn vị trăm triệu, chỉ đứng sau mặt hàng tiêu dùng bền cá nhân là điện thoại di động (năm 2023, tổng doanh số bán điện thoại di động trên toàn cầu vào khoảng 1,17 tỷ chiếc). Do đó, việc nghiên cứu sâu sắc là hết sức cần thiết.
03 Công nghệ và thiết bị sản xuất vòi phun nhiên liệu
Trong tám hệ thống phụ của động cơ đốt trong, hệ thống cung cấp nhiên liệu là hệ thống then chốt; trong đó van kim (van phân phối), pít-tông và xi-lanh (pít-tông và xi-lanh), cùng van thoát dầu (van phân phối) tạo thành ba cặp chi tiết lắp ghép chính của hệ thống nhiên liệu, đòi hỏi độ chính xác gia công cực cao và khả năng mài rất khó. Đặc biệt, cụm van kim phun (cụm van phân phối) – với vai trò là bộ phận cốt lõi của hệ thống phun nhiên liệu – thì độ chính xác và độ nhẵn bề mặt của nó quyết định trực tiếp hiệu quả phun nhiên liệu cũng như hiệu suất cháy của động cơ.
Như được trình bày trong bảng dưới đây, đây là các bước công nghệ chính (Phase) và cấu hình thiết bị tiêu biểu cho thân van kim của các nhà sản xuất điển hình tại Trung Quốc; trong đó, các quy trình then chốt được khoanh đỏ chính là chủ đề thảo luận của chúng ta hôm nay.
Số thứ tự
|
Các bước gia công thân van kim
|
Định nghĩa về các quy trình (processes) và các giai đoạn công việc (Phase)
|
Thiết bị
|
Thương hiệu
|
1
|
Khoan thô
|
Tiến hành gia công thô phôi thân van kim; sử dụng máy khoan súng bốn trục để gia công trong một lần gá đặt; tạo hình lỗ trung tâm của vòi phun trong một lần.
|
Máy khoan súng bốn trục
|
Đức TBT
|
2
|
Vị trí lỗ
|
Gia công các vị trí lỗ trên thân van kim
|
Trung tâm gia công đứng
|
Đức SW
|
3
|
Bể chứa dầu cho điện hóa phân ly
|
Đảm bảo kích thước của máng chứa dầu đồng thời phải không có bavia.
|
Điện hóa điện phân (ECM)
|
Đức (Emak)
|
4
|
Gia công lỗ phun
|
Công nghệ tia lửa điện vi lỗ, độ chính xác lưu lượng đạt ±1%.
|
Máy gia công điện xung vi lỗ
|
Thụy + GF +
|
5
|
Nghiền ép
|
Kiểm tra trực tuyến lưu lượng của thân van kim ép, đảm bảo đạt tiêu chuẩn lưu lượng và kiểm soát sai số trong phạm vi ±1%.
|
Thiết bị nghiền ép (AFM)
|
Mỹ (Dễ Xu Hướng Hồng)
|
6
|
Kiểm tra lưu lượng
|
Toàn bộ thân van của từng vòi phun dầu đều được kiểm tra 100% về tính đồng nhất lưu lượng.
|
Thiết bị phát hiện lưu lượng
|
Bắc Kinh Cơ Khoa
|
7
|
Kiểm tra lưu lượng hệ thống
|
Sau khi lắp đặt bộ phun nhiên liệu chính hãng, tiến hành kiểm tra các thông số kỹ thuật ở từng chế độ hoạt động.
|
Bàn thử nghiệm vòi phun nhiên liệu đường ống chung
|
Ý
|
8
|
Lỗ giữa, mặt bệ, mặt đầu lớn
|
Máy mài mặt bệ lỗ trung độ chính xác cao điều khiển số. Được sử dụng để gia công lỗ trung, mặt bệ và mặt đầu lớn của thân van kim.
|
Máy mài mặt đế lỗ trung
|
Thụy UVA v.v.
|
04 Trường hợp công cụ gia công mài mặt bệ lỗ trung
Trong quá trình sản xuất vòi phun, quy trình mài là bước then chốt nhằm đảm bảo độ chính xác và độ nhẵn của đầu phun. Bằng cách lựa chọn bánh mài phù hợp, các thông số mài và dung dịch làm mát thích hợp, kết hợp với thiết bị mài chính xác và các đồ gá chuyên dụng, có thể đạt được quá trình mài đầu phun với độ chính xác cao.
Ví dụ, việc sử dụng đá mài CBN để mài chính xác các vòi phun nhiên liệu có thể đảm bảo độ chính xác của các kích thước quan trọng như đường kính lỗ, hình dạng lỗ và độ côn của vòi phun, đồng thời nâng cao độ nhẵn bề mặt và khả năng chống mài mòn của vòi phun. Giải pháp mài này không chỉ cải thiện hiệu suất và độ tin cậy của bộ phun nhiên liệu mà còn giúp giảm đáng kể chi phí sản xuất và bảo dưỡng.
Hai trường hợp phân tích (Case Analyze)
Trường hợp (Case) 1
Máy công cụ: UVA
Thông số đá mài: lỗ giữa 1A1W 4×6×2×16,5×M2 CBN
Mặt ngồi: 1A1W–Z/60°3.3×11.5×1.5×21.6×M2 CBN 
Tốc độ quay của đá mài:
Lỗ giữa: 90.000 vòng/phút
Mặt ngồi: 60000 RPM
Dư lượng mài:
Lỗ trung tâm: Ф0.1mm
Mặt ngồi: Ф0.1mm
Phương thức gia công: Bánh lăn nung kết kim cương
Chu kỳ sửa chữa:
Mặt ghế: 10 chiếc/sửa
Lỗ giữa: 12 chiếc/sửa
Vật liệu chi tiết gia công: 18CrNi8, HRC ≥ 55
Báo cáo thử nghiệm đối chiếu (contrast test report) Bảng 1
Thương hiệu
|
Loại
|
Độ tròn (μm)
|
Độ nhám (Ra)
|
Độ chính xác gia công và các yếu tố khác
|
Mũi tên xuyên đá
|
Mặt ngồi
|
0,64~0,84
|
0,101~0,126
|
Góc, kích thước và độ tròn đáp ứng các yêu cầu; độ bền và tuổi thọ tương đương với đá mài nhập khẩu.
|
|
Lỗ giữa
|
0,36~0,42
|
0,072~0,096
|
Kích thước và độ côn đáp ứng yêu cầu, độ bền và tuổi thọ tương đương với các loại đá mài nhập khẩu.
|
Bậc thầy
|
Mặt ngồi
|
0,85~0,89
|
0,127~0,187
|
\
|
|
Lỗ giữa
|
0,35~0,47
|
0,075~0,097
|
\
|
Trường hợp (Case) 2
Máy công cụ: BAHMÜLLER ULTRA
Quy cách đá mài:
Lỗ trung tâm: 1A1W 4×6×2×14,5×M2 CBN
Mặt bệ: 1A1W–Z/60°3.3×9×1.5×23.5×M2 CBN
Tốc độ quay của đá mài:
Lỗ giữa: 95000 RPM
Tốc độ quay của bàn: 85.000 vòng/phút
Dư lượng mài:
Lỗ trung: Ф0,02~0,03mm
Mặt ngồi: Ф0,1~0,15mm
Phương thức chỉnh sửa: Bánh lăn nung kết kim cương
Chu kỳ sửa chữa:
Lỗ giữa: 10 chiếc/sửa
Mặt ghế: 8 chiếc/sửa
Vật liệu chi tiết gia công: 38CrMoAlA, độ cứng HRC ≥ 55
Báo cáo thử nghiệm đối chiếu (contrast test report) Bảng 2
Thương hiệu
|
Loại
|
Độ tròn (μm)
|
Độ thẳng (μm)
|
Độ côn (μm)
|
Độ nhám
|
Mũi tên xuyên đá |
Mặt ngồi
|
0.38
|
\
|
\
|
Ra0.06/Rz0.55
|
|
Lỗ giữa
|
0.26
|
0,3~0,8
|
0,4~1,0
|
Ra0.08/Rz0.66
|
A-Schmeier
|
Mặt ngồi
|
0.36
|
\
|
\
|
Ra0.06/Rz0.55
|
|
Lỗ giữa
|
0.45
|
0,4~0,8
|
0,6~1,2
|
Ra0.12/Rz1.32
|
Bằng cách lựa chọn cẩn thận các quy trình và thông số mài, có thể đạt được gia công với độ chính xác cao, chất lượng tốt và hiệu suất cao. Chẳng hạn, trong lĩnh vực hàng không – vũ trụ, việc mài cánh tuabin động cơ đòi hỏi độ chính xác và chất lượng bề mặt cực kỳ cao; việc áp dụng các quy trình mài tương tự có thể nâng cao đáng kể hiệu năng và tuổi thọ của cánh tuabin. Ngoài ra, trong chế tạo thiết bị y tế, công nghệ mài cũng được sử dụng rộng rãi để gia công các dụng cụ phẫu thuật, bảo đảm độ sắc bén và độ bền của lưỡi cắt.
Những trường hợp thành công này càng khẳng định vai trò quan trọng của công nghệ mài trong việc nâng cao chất lượng sản phẩm và giảm chi phí sản xuất. Thông qua việc không ngừng tối ưu hóa quy trình và thiết bị mài, ngành chế tạo sẽ có thể đáp ứng tốt hơn các yêu cầu ngày càng khắt khe của thị trường, đồng thời thúc đẩy tiến bộ kỹ thuật và chuyển dịch cơ cấu ngành.
Tư vấn trường hợp
Liên hệ với chúng tôi
Số 105, Tòa nhà 8, Khu 8, Chợ Lĩnh Tân, Quận Giang Ninh, Thành phố Nam Kinh