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气门大连弹簧的设计方法

2021-03-15 10:00:01

大连弹簧


    气门大连弹簧设计与凸轮设计一样,对发动机系统性能具有同等重要性。气门弹簧的功能包括防止气门在气压载荷下跳浮离开气门座,以及控制气门运动以避免配气机构分离。


    气门大连弹簧是运动件,承受频繁的交变载荷,应具有 较好的弹性和预紧张力,同时,应有足够的抗疲劳强度和刚度,以 保证工作的可靠性。气门弹簧的振动频率与固有频率相同时,将 产生共振。为防止共振的产生,必须采用不等节距的弹簧。


    气门大连弹簧设计影响凸轮应力、配气机构摩擦和弹簧颤振。发动机的气门弹簧通常是两端封闭的开圈螺旋压缩弹簧。大多数发动机使用定刚度弹簧,虽然有些使用变刚度弹簧。对于转速较低的柴油机来讲,使用单弹簧设计通常足以满足要求,但有时也需要使用带一个阻尼弹簧或内簧的双弹簧设计,以减小气门弹簧颤振的严重程度。气门弹簧设计是个非常复杂的任务。


    气门弹簧的固有频率通常至少应当是发动机工作频率的13倍,即希望弹簧颤振的阶要高于13。弹簧固有频率分析表明,如果弹簧对于凸轮型线的主导谐波之一响应非常灵敏的话,颤振的趋势肯定是存在的。在这种情况下,就需要对凸轮或者弹簧的设计进行修改。有时可以使用变刚度或嵌套弹簧来改变弹簧的频率,以帮助减轻颤振问题。


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