气门是由凸轮轴上的凸缘顶起来的(开启),随着凸轮轴转动,气门弹簧压着气门关闭落座。在发动机转速很高时,气门弹簧必须能让气门在一瞬间落座。
工作不正常的气门弹簧
发动机工作时,气门弹簧出现反跳,不能使气门准确落座;
弹簧弹力太弱,这时气门不能按照凸轮形线打开和关闭;
气门弹簧振动频率太低,随着气门的工作出现共振。
如果气门弹簧在工作中出现上述情况,将导致发动机动力下降。严重时,气门还会和活塞发生碰撞(顶气门)。
解决办法
采用双弹簧结构
由两个外径不同的气门弹簧(大圈套小圈)共同承担气门回落的功能。因为这两个弹簧的共振频率不一样,当一个弹簧产生共振时,另一个弹簧起到减振作用,所以就避免了气门共振现象。并且两个气门弹簧的旋向不一样,这样可以防止其中一根弹簧折断时卡入另一根弹簧。还可促使气门在上下运动的同时,进行自由旋转运动。气门进行自由旋转运动的意义所在?
1.让气门密封越来越紧密。
2.碾碎气门座和头部的积碳。
采用螺距不等的气门弹簧和锥形气门弹簧
弹簧的弹力大小与弹簧的粗细和弹簧的圈数有关。不等距弹簧就是让弹簧局部位置的圈数发生改变。这种弹簧在受力比较小时软一些,受力大时硬一些。
螺距小的一段朝向气门头部。因为在工作时,气门杆尾端先承受冲击力(螺距大的一端),传到另一端时需要时间和越来越大的承载压力。这样可使气门弹簧具有线性的压力变形,从而有效消除震动。
软与硬
有人可能会问,现有技术肯定是可以把气门弹簧做得硬一些吧?的确如此,但是气门弹簧过硬朂直接的弊端就是需要比较大的力打开气门,这就相当于直接增加了发动机的负荷。然而硬弹簧可以避免在高速时发生气门跳动的情况。
所以,设计一台发动机,如果想让它成为一台高速发动机,在气门弹簧这块就得硬点;如果是一台低速省油的,那就软点。