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三菱4g69气门弹簧怎么分

2024-06-12 10:23 发布

气门弹簧的设计和凸轮的设计一样,对发动机系统的性能同样重要。气门弹簧的作用包括防止气门在气压载荷下跳离气门座,控制气门运动以避免配气机构分离。

气门弹簧设计影响凸轮应力、气门机构摩擦和弹簧颤动。发动机气门弹簧通常是两端封闭的开放式螺旋压缩弹簧。大多数发动机使用恒刚度弹簧,尽管有些发动机使用变刚度弹簧。对于低转速的柴油机,单弹簧设计通常足以满足要求,但有时需要采用带阻尼弹簧或内弹簧的双弹簧设计,以降低气门弹簧颤振的严重程度。气门弹簧的设计是一项复杂的工作。

可以作为一个例子来说明发动机系统设计的原理,解析弹簧设计法展示了部件设计参数与系统设计参数之间的联系。解析弹簧设计法表明,对于同一个设计问题,可以有两种不同的数学构造方法:一种作为确定性解处理,另一种作为优化问题求解。在优化问题的数学构造上,目标函数和约束函数都用显式函数列为例子。需要注意的是,在发动机系统设计的其他领域(如循环性能、凸轮设计、配气机构动力学)。用于优化构造的函数通常是更复杂的隐函数。解析弹簧设计法给出了用图解设计法构造参数扫描设计图的例子。这些典型的参数图可以用来处理柴油机系统设计中经常遇到的多维设计问题。

在气门弹簧设计中,已知的输入数据包括以下内容:①大气门的升程;②给定弹簧安装长度;③弹簧所需的预紧力;④所需的弹簧刚度。需要注意的是,弹簧的预紧力和刚度是发动机系统层面的设计参数,需要满足较大的许用弹簧力和凸轮应力、排气门无跳动和浮动、配气机构无飞脱等要求。气门弹簧设计和凸轮设计之间有很强的相互作用。如果在弹簧设计中很难找到解决方案,则必须修改这些输入数据。

气门弹簧设计中,以下参数为计算输出数据:①基本或独立弹簧设计参数(即平均弹簧直径、弹簧圈线径、工作圈数);②导出的设计参数(如弹簧自由长度、压缩长度、压紧长度、线圈间自由间隙、压缩时线圈间实体间隙、弹簧固有频率和颤振阶次、弹簧载荷简化、弹簧扭力)。弹簧的基本设计参数决定了弹簧的刚度。

一些输出参数受到设计约束的限制。例如,弹簧的安装长度和平均直径受到封装空的限制。弹簧在压缩和压紧长度下的扭转应力受到弹簧的疲劳寿命、强度和许用应力极限的限制。弹簧颤振保护的约束条件通过控制弹簧的物理间隙和固有频率来实现。弹簧颤振的阶次是指弹簧的固有频率与发动机工作频率的比值。以便确保弹簧在操作中不会强烈振动。气门的固有频率通常应该至少是发动机工作频率的13倍,也就是说,预计弹簧将颤动13次以上。弹簧的固有频率分析表明,如果弹簧对凸轮轮廓的主要谐波响应非常敏感,颤振趋势肯定会存在。在这种情况下,凸轮或弹簧的设计需要修改。有时,可变刚度或嵌套弹簧可以用来改变弹簧的频率,以帮助缓解颤振问题。

弹簧设计是一个多维的参数设计问题,可以通过图形化的处理来检查参数灵敏度的趋势。气门弹簧设计优化的目的是最大限度地提高弹簧的固有频率,从而减小弹簧的振动,同时满足以下限制性条件:①发动机系统要求的弹簧预紧力和气门弹簧刚度;②许用弹簧应力;③适当的实体间隙控制弹簧颤振。

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