[发明专利]一种提高无缸套发动机气缸孔耐磨性的装置与方法

权利要求书

1.一种提高无缸套发动机气缸孔耐磨性的装置，其特征在于，包括激光发生系统（2），所述激光发生系统（2）依次与凹透镜(3)、凸透镜(4)和全反镜(6)光连接，所述全反镜(6)的光线输出端设置有环形激光转换器（7），发动机气缸孔(10)位于所述环形激光转换器（7）的正下方，所述发动机气缸孔(10)固定安装在定位平板(11)上，丝杠螺母机构(12)穿过所述定位平板(11)，所述丝杠螺母机构(12)上安装有反射锥（9），所述反射锥（9）位于所述发动机气缸孔(10)内。

2.根据权利要求1所述的一种提高无缸套发动机气缸孔耐磨性的装置，其特征在于，所述反射锥(9)的锥角为45°，所述反射锥(9)的中心轴线与所述发动机气缸孔(10)的中心轴线共线。

3.根据权利要求1或2所述的一种提高无缸套发动机气缸孔耐磨性的装置，其特征在于，所述丝杠螺母机构(12)通过联轴器(13)与步进电机(14)连接。

4.根据权利要求3所述的一种提高无缸套发动机气缸孔耐磨性的装置，其特征在于，所述激光发生系统（2）、所述步进电机(14)均与PLC控制系统(1)连接。

5.一种提高无缸套发动机气缸孔耐磨性的方法，其特征在于，包括如下步骤：

A.对发动机气缸孔（10）进行清洁打磨，去除内壁的污垢与毛刺；

B.涂抹激光能量吸收层和约束层，调节好激光器各项参数：

C.通过PLC控制系统（1），通过步进电机（14）与丝杠螺母（12）的作用控制反射锥（9）的高度，先让反射锥（9）的顶尖与定位平板（11）上表面处于同一平面上，使激光能够刚好从发动机气缸孔(10)的底部进行冲击强化；

D.当反射锥（9）锥底面与发动机气缸孔（10）上底面处于同一平面时，一次冲击强化过程结束；

E.重复涂敷激光吸收层和约束层，重复上述步骤，进行第二次强化过程；

F.重复上述步骤，进行第三次冲击强化过程；

G.激光冲击强化过程完成后，采用精细打磨砂纸进行轻微打磨处理，减少因激光冲击强化而引起的表面粗糙度升高；

H.完成上述步骤后，对发动机气缸孔进行清洁处理，涂抹防护油。

6.根据权利要求5所述的一种提高无缸套发动机气缸孔耐磨性的方法，其特征在于，所述吸收层采用硅酸乙酯黑漆，约束层采用自制柔性约束层。

7.根据权利要求5或6所述的一种提高无缸套发动机气缸孔耐磨性的方法，其特征在于，所述激光发生系统（2）的激光脉冲宽度10ns，激光波长1064nm，激光能量为4J，搭接率为50%，重复频率为1Hz。

8.根据权利要求5或6所述的一种提高无缸套发动机气缸孔耐磨性的方法，其特征在于，所述反射锥（9）的运动速度为1mm/s。

9.根据权利要求5或6所述的一种提高无缸套发动机气缸孔耐磨性的方法，其特征在于，所述环形激光转换器（7）输出的同心环形激光宽度为2mm。