气门弹簧共振断裂的预防

气门弹簧在发动机高速运行时产生的共振现象,有的是可以通过参数设计和机构设计克服的,但有的是无法避免的,本文介绍了通过气门弹簧的制造工艺手段,有效地缓冲了设计上无法避免的共振现象,减少了气门弹簧断裂现象的发生.     

某发动机气门弹簧校核与分析

气门弹簧是发动机配气机构气门组的重要零件。对某发动机气门弹簧进行理论校核,应用Excite-Timing Drive软件对配气机构进行模拟分析。理论校核及模拟分析结果显示:由于气门升程较大,导致簧丝余隙较小,气门弹簧并圈现象较明显。通过优化气门弹簧设计参数,消除了弹簧并圈现象,配气机构采用新设计的弹簧后仍能稳定工作。     

基于蒙特卡罗法的气门弹簧稳健设计研究

以气门弹簧质量最小以及防共振性能最好为目标,以钢丝直径、弹簧直径、弹簧圈数为设计变量,以弹簧指数、弹簧强度、弹簧稳定性、弹簧尺寸等为约束条件,建立了某内燃机气门弹簧数学模型,并应用多岛遗传算法得到了全局优化结果。应用蒙特卡罗方法,将设计变量处理为具有正态分布特征的随机变量,对设计结果进行稳健性分析,研究设计变量变异对目标函数的影响。分析表明:在给定的精度下此设计结果不能保证气门弹簧的稳健性能。应用田口方法重新设计,提高了气门弹簧的稳健性能。     

基于蒙特卡罗法的气门弹簧制造精度分析

以气门弹簧质量最小以及防共振性能最好为目标,以钢丝直径、弹簧直径、弹簧圈数为设计变量,以弹簧指数、弹簧强度、弹簧稳定性、弹簧尺寸等为约束条件,建立了某内燃机气门弹簧数学模型,并应用遗传算法求解了优化结果。考虑制造误差的影响,应用蒙特卡罗方法对气门弹簧的目标函数、约束条件的概率分布特征等进行稳健性分析。分析表明在给定的制造精度下气门弹簧稳健性差,合格率低。重新修正制造精度后,气门弹簧的稳健性能得到了极大的提高。这种方法为气门弹簧制造精度的确定提供了准确的依据。     

气门弹簧动力计算的有限元方法

在发动机配气机构中，气门弹簧的刚度较低，容易在外部激励下发生共振，其应力幅度可增加５０％或更大。因而在气门弹簧的设计试制阶段，需要一种有效的对其进行运动与应力分析的手段。本文采用有限单元法，推导出气门弹簧的动力计算模型，并用此模型对某些发动机气门弹簧进行了动力分析，求出了该气门弹簧固有振型、自振频率及各簧圈的运动和振动。计算结果表明，该模型具有较高的精度并得出了一些有益的结论。     

基于气门弹簧设计关键参数的计算与校核

气门弹簧是发动机配气机构的关键组成部件,其参数设计不仅影响发动机的动力性,更重要的是影响发动机能否在高速下正常稳定的运行。通过对气门弹簧设计关键参数的计算,在设计早期确定能够满足配气机构稳定运行的弹簧预紧力F_1、气门最大升程的弹簧力F_2以及气门弹簧工作段的平均刚度k,对气门弹簧进行选型。运用该计算方法对某款发动机的气门弹簧进行选型,同时使用AVL-EXCITE软件对配气机构的运动学和动力学进行校核,验证该弹簧选型的方法和流程的可行性。该方法能够一次性确定气门弹簧,且流程简便易行,值得推广。     

柴油汽车发动机气门弹簧的最优化设计与计算

本文分析了柴油汽车发动机气门弹簧的作用及使用要求,分析其最优化设计的设计变量、目标函数和约束条件。提出了气门弹簧最优化设计的数学模型,克服了传统的试凑法和图解法的不足,并通过实例进行验证说明。提高了气门弹簧的设计效率及设计质量。     

发动机气门弹簧断裂问题分析

针对某型发动机在试验过程中出现气门弹簧断裂现象的问题,通过对断裂弹簧的断口进行宏观痕迹、微观形态及金相组织方面的分析研究,结果表明造成气门弹簧早期疲劳断裂的原因,是由线材表面折叠裂纹缺陷引起的,经采取相应措施后,未再出现类似现象。     

发动机气门弹簧断裂的分析及解决方案

某发动机在开发试验过程中出现多起发动机高转速耐久时气门弹簧断裂的现象。借助金相、能谱分析等手段进行了气门弹簧断裂原因的分析,并提出了改进措施。并提出了零件的优化设计,并通过试验验证,证明了改进措施的有效性。对发动机的设计开发具有较强的指导性和实用性。     

基于模糊熵的柴油机气门弹簧的可靠性优化设计

根据极限切应力原理,将模糊设计与优化设计理论相结合,推导出气门弹簧静强度及疲劳强度模糊可靠度约束条件,建立其质量最轻及防共振性能最好的多目标可靠性优化设计数学模型。利用正弦转换函数法对各分目标函数进行规格化转换,引入分目标的最大值与最小值之比作为判断量级差的依据,进行量值的同数量级处理。以DF4B型内燃机车16V240ZJB型柴油机气门弹簧为实例,基于Matlab,引入熵理论,实现复杂零件的模糊可靠性优化设计。结果表明,弹簧质量略有减轻,防共振性能明显增强,疲劳强度可靠度大大提高,优化效果良好。