Przyczyny pęknięcia sprężyny zaworowej

Ponieważ sprężyna zaworu podczas pracy podlega skręcaniu, rozkład naprężeń na jej przekroju kołowym jest nierównomierny. Od początku w pobliżu środka do punktów krawędziowych naprężenia stopniowo rosną, a naprężenia na powierzchni są największe. W przypadku punktów powierzchniowych największe są naprężenia na powierzchni wewnętrznej, na które wpływają naprężenia płaskie. Z tego powodu, gdy na powierzchni sprężyny zaworu pojawi się defekt, w miejscu defektu może wystąpić maksymalna koncentracja naprężeń, co może skutkować przedwczesnym pęknięciem sprężyny.
Przyczyny pęknięć
Oprócz wad produkcyjnych, niewłaściwe użytkowanie może również spowodować przedwczesne uszkodzenie sprężyny zaworu. Typowe przyczyny są następujące:
① Na powierzchni sprężyny występują wżery i wżery korozyjne. Z powodu niewłaściwego przechowywania na powierzchni sprężyny utworzą się wżery korozyjne. Kiedy sprężyna jest poddawana dużemu skręcaniu, w miejscach korozji łatwo dochodzi do koncentracji naprężeń, co ostatecznie prowadzi do zmęczenia sprężyny.
Metoda kontroli jakości nowych sprężyn zaworowych: zacisnąć sprężynę w imadle stołowym i ścisnąć ją do minimalnej długości, tak aby między cewkami powstała jak najmniejsza szczelina, i pozostawić na 48 godzin. Jeżeli na powierzchni sprężyny znajdują się defekty, po obróbce ściskającej pęknie ona. Dzieje się tak dlatego, że wewnętrzne naprężenia sprężyny są silnie skoncentrowane w pobliżu uszkodzenia, powodując pęknięcie sprężyny.
Siłę sprężystości sprężyny zaworu można określić przez porównanie. Konkretna metoda jest następująca: najpierw połączyć starą sprężynę zaworu, która ma być sprawdzana, szeregowo z nową sprężyną zaworu i oddzielić je stalową podkładką pośrodku. Następnie dodaj pewną ilość ciśnienia do sprężyny zaworu i obserwuj stopień ściągnięcia nowej i starej sprężyny. Jeśli siła sprężystości starej sprężyny jest niewystarczająca, należy ją najpierw docisnąć.
② Linia środkowa sprężyny jest przekrzywiona. Jeśli dwie powierzchnie czołowe sprężyny zaworowej nie są prostopadłe do linii środkowej sprężyny, sprężyna będzie pracować z dużą prędkością przez długi czas, a jej metalowy materiał może łatwo pęknąć na skutek zmęczenia. Metoda sprawdzenia pionowości sprężyny zaworowej jest następująca: najpierw umieść sprężynę pionowo na płaskiej płytce, oprzyj kwadratową linijką o dolne koło sprężyny, następnie obróć sprężynę o okrąg i zmierz maksymalną odległość pomiędzy górnym okręgiem sprężyny a kwadratową linijką. W normalnych warunkach odległość nachylenia sprężyny zaworu od linii pionowej wynosi 1,0 ~ 1,5 mm. Jeżeli przekracza tę wartość, najlepiej wymienić ją na nową część.
③ Prowadnica zaworu porusza się lub łożysko wałka rozrządu jest luźne. Jeśli prowadnica zaworu poruszy się podczas użytkowania, może to spowodować pęknięcie sprężyny zaworu w wyniku naprężenia zginającego podczas ściskania. Luźne łożyska wałka rozrządu powodują rezonowanie i pękanie sprężyny zaworu.
④ Niewłaściwa obsługa lub instalacja. Jeśli podczas pracy silnika wysokoprężnego prędkość obrotowa zmienia się nagle i często, częstotliwość ściskania i rozciągania sprężyny zaworowej gwałtownie wzrasta, powodując pękanie zmęczeniowe.
⑤ Sprężyna zaworu nie jest zamontowana zgodnie z wymaganiami. Podczas montażu sprężyny zaworu niektóre modele mają specjalne wymagania. Na przykład silnik wysokoprężny Isuzu 6BBl wymaga, aby niebieska strona sprężyny była skierowana w stronę płaszczyzny głowicy cylindrów. W przeciwnym razie sprężynę łatwo złamać.