共振的哀嚎——氣門彈簧

共振的哀嚎——氣門彈簧

氣門彈簧

氣門是由凸輪軸上的凸緣頂起來的(開啟),隨著凸輪軸轉動,氣門彈簧壓著氣門關閉落座。在發動機轉速很高時,氣門彈簧必須能讓氣門在一瞬間落座。


共振的哀嚎——氣門彈簧



工作不正常的氣門彈簧

  • 發動機工作時,氣門彈簧出現反跳,不能使氣門準確落座;
  • 彈簧彈力太弱,這時氣門不能按照凸輪形線打開和關閉;
  • 氣門彈簧振動頻率太低,隨著氣門的工作出現共振。

如果氣門彈簧在工作中出現上述情況,將導致發動機動力下降。嚴重時,氣門還會和活塞發生碰撞(頂氣門)。

解決辦法

  • 採用雙彈簧結構


共振的哀嚎——氣門彈簧


由兩個外徑不同的氣門彈簧(大圈套小圈)共同承擔氣門回落的功能。因為這兩個彈簧的共振頻率不一樣,當一個彈簧產生共振時,另一個彈簧起到減振作用,所以就避免了氣門共振現象。並且兩個氣門彈簧的旋向不一樣,這樣可以防止其中一根彈簧折斷時卡入另一根彈簧。還可促使氣門在上下運動的同時,進行自由旋轉運動。氣門進行自由旋轉運動的意義所在?

1.讓氣門密封越來越緊密。

2.碾碎氣門座和頭部的積碳。

  • 採用螺距不等的氣門彈簧和錐形氣門彈簧


共振的哀嚎——氣門彈簧


錐形氣門彈簧

共振的哀嚎——氣門彈簧

錐形氣門彈簧



彈簧的彈力大小與彈簧的粗細和彈簧的圈數有關。不等距彈簧就是讓彈簧局部位置的圈數發生改變。這種彈簧在受力比較小時軟一些,受力大時硬一些。

,螺距小的一段朝向氣門頭部。因為在工作時,氣門杆尾端先承受衝擊力(螺距大的一端),傳到另一端時需要時間和越來越大的承載壓力。這樣可使氣門彈簧具有線性的壓力變形,從而有效消除震動。

軟與硬

有人可能會問,現有技術肯定是可以把氣門彈簧做得硬一些吧?的確如此,但是氣門彈簧過硬最直接的弊端就是需要比較大的力打開氣門,這就相當於直接增加了發動機的負荷。然而硬彈簧可以避免在高速時發生氣門跳動的情況。

所以,設計一臺發動機,如果想讓它成為一臺高速發動機,在氣門彈簧這塊就得硬點;如果是一臺低速省油的,那就軟點。


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