本文分析了柴油汽車發動機氣門彈簧的作用及使用要求,分析其最優化設計的設計變量、目標函數和約束條件。提出了氣門彈簧最優化設計的數學模型,克服了傳統的試湊法和圖解法的不足,并通過實例進行驗證說明。提高了氣門彈簧的設計效率及設計質量。

氣門彈簧是汽車發動機的重要元件,其對疲勞和穩定性能的要求非?？量?。概述了氣門彈簧用鋼的化學成分、冶煉工藝等對提高彈簧性能的研究進展。著重介紹了硅、錳、鉻、鎳、鉬、鈮及釩等元素對氣門彈簧用鋼的強度、疲勞極限以及抗松弛性能的影響,同時對冶煉工藝中夾雜物控制技術以及彈簧鋼表面處理技術的研究進展進行了系統歸納。

針對由67crva彈簧鋼制造的斯太爾發動機氣門彈簧進行了各項性能試驗,結果表明,氣門彈簧經合適的噴丸強化、熱強壓工藝處理后,其疲勞壽命、負荷損失率均達到標準要求;松弛試驗結果表明,67crva彈簧鋼是一種具有良好的抗松弛性能和疲勞性能的材料。最后進行了裝機試驗,經1000h臺架試驗,67crva彈簧鋼制造的斯太爾發動機氣門彈簧性能指標達到了qzz1118—1994標準的要求。

本文通過對氣門彈簧工作特點及其典型斷裂失效模式的分析,在此基礎上對過噴引起的氣門彈簧斷裂進行了失效分析,并提出了噴丸工藝改進意見。

采用化學成分分析、金相檢驗和硬度測試等方法對3.6mm55crsi鋼氣門彈簧在臺架試驗中的斷裂原因進行分析。結果表明:由于鋼絲表面存在的脆性非金屬夾雜物,導致氣門彈簧在試驗時出現早期疲勞斷裂。

采用體視檢測、顯微組織觀察、硬度測試、成分分析等分析方法,對氣門彈簧早期失效原因進行分析。結果表明,失效彈簧材料成分和組織基本符合55crsi鋼的技術要求,預先存在的裂紋是導致該批試樣提早失效的根本原因。

分析某機型改進過程中,由于排氣背壓的增加導致氣門反跳的現象,并對新機型重新校核彈簧特性參數;分析了增加彈簧預緊力對配氣機構運動學和動力學特性的影響,證明適當增加彈簧預緊力能有效地解決反跳問題,并對整個配氣機構特性影響不大。

某發動機運轉初期,突然發生異響,拆解發動機發現氣門彈簧和氣門斷裂。分別對氣門、氣門彈簧進行材質分析,檢測結果正常。通過對氣門彈簧外觀觀察,氣門彈簧工作時內外表面、不同螺旋角和壓縮變形時的切應力分析,從而得出彈簧表面擦傷導致氣門彈簧斷裂,氣門進氣缸內撞擊導致異響及氣門變形、斷裂的結論。

氣門彈簧彈力減弱或折斷的原因分析

以氣門彈簧質量最小以及防共振性能最好為目標,以鋼絲直徑、彈簧直徑、彈簧圈數為設計變量,以彈簧指數、彈簧強度、彈簧穩定性、彈簧尺寸等為約束條件,建立了某內燃機氣門彈簧數學模型,并應用遺傳算法求解了優化結果?？紤]制造誤差的影響,應用蒙特卡羅方法對氣門彈簧的目標函數、約束條件的概率分布特征等進行穩健性分析。分析表明在給定的制造精度下氣門彈簧穩健性差,合格率低。重新修正制造精度后,氣門彈簧的穩健性能得到了極大的提高。這種方法為氣門彈簧制造精度的確定提供了準確的依據。

以氣門彈簧凈質量最小、剛度誤差最小為雙優化設計目標,考慮可靠性等約束條件,建立了可靠性優化設計數學模型,用線性加權組合法對多目標優化設計的目標函數進行處理,采用基于證據理論和區間分析的可靠性優化設計方法進行求解,得到了有價值的優化方案。設計實例驗證了該方法的有效性和實用性。

油田現場用柴油機和各種車輛中的氣門彈簧座是易損零件之一。以往對其冷擠壓組合凹模設計采用經驗法,精確性不高,凹模易損壞。鑒于此,采用優化設計,給出冷擠壓組合凹模優化設計模型,導出優選組合凹模各圈直徑和過盈量的計算式;針對一種氣門彈簧座的組合凹模,給出優化設計結果。

本文以變剛度氣門彈簧為研究對象,建立了氣門彈簧、彈簧座的三維有限元組合模型。使用有限元分析軟件,在考慮各組件接觸關系的基礎上,對該氣門彈簧在不同載荷下進行了三維有限元計算。通過有限元仿真計算,快速地得到了變剛度氣門彈簧彈性特性曲線。并依據氣門彈簧應力計算結果對該彈簧進行了靜強度和疲勞強度校核。

byj發動機結構特點： 該發動機是前期中外合資生產的較為先進的缸內直噴式1.8t汽油發動機。該機是雙進、 雙排、帶有電控可變配氣相位調節裝置，頂置雙凸輪驅動。 一、基本參數如下所示：凸輪軸調節范圍0o-42o曲軸轉角；壓縮比：10.5；功率118kw， 缸徑：82.5mm，行程84.2mm。 二、可變配氣相位調節裝置： 1、結構及工作原理：該發動機主要是由ecu根據發動機轉速變化及工況變化的情況， 通過控制凸輪軸電磁閥的工作來控制進入進氣凸輪軸轉角調節器的機內壓力，從而達到調節 凸輪軸的轉角來實現改變配氣相位，使進氣門早開、排氣門關閉，提高進氣效率及排氣效率， 也就相應提高了發動的功率。 2、該發動機壓縮比為10.5，比同類汽油發動機較高，缸蓋上的氣門與活塞的距離很小， 如果配氣相位錯亂，就很容易發生氣門與活塞相碰，這就要求可變進氣相位調節裝置控制

介紹了蟻群算法的基本原理、模型和算法實現過程,并對內燃機氣門彈簧進行優化設計,其計算結果表明該方法具有工程實用價值.

內燃機的氣門彈簧是承受高頻振動交變載荷的圓柱壓縮彈簧,它的好壞直接關系到內燃機的工作性能。通過對遺傳算法的研究,構造了內燃機氣門彈簧的數學模型,通過編碼的方法對其進行了尋優設計。計算實例表明:遺傳算法用于內燃機的氣門彈簧優化設計可獲得較好的參數優化設計結果,與傳統的優化方法相比,該方法具有工程實用價值。

分析了用swosc-v,oteva-75sc牌號彈簧鋼絲卷制的汽油機氣門彈簧引入氮化工藝的可行性,經討論后確定以450±10℃溫度對氣門彈簧進行低溫氣體氮碳共滲(氣體軟氮化)處理,通過工藝試驗和分析,確定了汽油機氣門彈簧氣體氮化工藝。對處理后的彈簧經金相、靜壓試驗和疲勞試驗表明,氣體軟氮化能進一步提高汽油機氣門彈簧的抗松弛及工作可靠性。

闡述了汽車發動機氣門彈簧的作用,分析其最優化設計的設計變量、目標函數和約束條件,提出了氣門彈簧最優化設計的數學模型,并通過實例進行驗證說明,該模型可提高氣門彈簧的設計效率。

氣門彈簧多為等螺距螺旋彈簧,一般在一個氣門上安裝一個彈簧。在有的汽車發動機上,為了防止彈簧發生共振,采用變螺距彈簧(如五十鈴cvr重型貨車發動機氣門彈簧);在多數高速發動機上則采用雙氣門彈簧。變螺距氣門彈簧和雙氣門彈簧安裝的方法要正確,否則它們不能起到應有的作用。1變螺距彈簧氣門彈簧在發動機工作過程中,容易發生

例1故障現象有1輛奧迪q5運動型多功能車,發動機型號為cad,行駛里程5.3萬km。在行駛中,怠速抖動明顯。故障診斷及排除過程1.用v.a.s5052檢測怠速時,發動機1缸失火明顯;高怠速時失火現象輕微;2.拆檢火花塞,點火線圈正常;3.拆檢進氣道,發現進氣門積碳堆積嚴重,清洗積碳并把1缸噴油嘴和4缸噴油嘴調換位置,一切清洗干

為確保某種高應力小空間的氣門彈簧的選用,在獲得氣門彈簧靜態參數之后有必要進行發動機配氣機構動力學計算。為此,針對某機型發動機,使用動力學分析軟件valdyn,對三種參數的氣門彈簧分別進行配氣機構的動力學分析,以確保氣門彈簧選用的可靠性。

氣門彈簧是為了滿足配氣機構的需求,保證氣門及時關閉、平穩落座。同時,抵消配氣機構在工作過程中的慣性力,防止傳動件之間的脫落。通過設計低剛度氣門彈簧,可以有效改善配氣機構所帶來的振動,提高發動機的舒適性;改善傳動件之間的受力情況,降低傳動件之間磨損程度;同時也可以降低凸輪驅動力矩,減小驅動能耗,保證發動機輸出更高的有效能量。顯然,氣門彈簧在配氣機構中起到了至關重要的作用。