Причини поломки клапанної пружини

Оскільки під час роботи пружина клапана зазнає кручення, розподіл напруги на її круглому перерізі є нерівномірним. Від початку координат біля центру до крайових точок напруга поступово зростає, і напруга на поверхні є найбільшою. Що стосується точок поверхні, то напруга на внутрішній поверхні є найбільшою і на неї впливає плоска напруга. З цієї причини, як тільки є дефект на поверхні пружини клапана, максимальна концентрація напруги може виникнути на дефекті, що призведе до передчасного поломки пружини.
Причини поломки
Окрім виробничих дефектів, неправильне використання також може призвести до раннього пошкодження пружини клапана. Поширені причини:
① На поверхні пружини є ямки та корозія. Через неправильне зберігання на поверхні пружини утворюються корозійні ямки. Коли пружина піддається сильному крученню, концентрація напруги легко виникає в корозійних ямках, що зрештою призводить до втомної поломки пружини.
Метод перевірки якості нових пружин клапанів: затисніть пружину в лещатах і стисніть її до мінімальної довжини, щоб був якомога менший зазор між витками, і витримайте протягом 48 годин. Якщо на поверхні пружини є дефекти, вона зламається після такої компресійної обробки. Це пояснюється тим, що внутрішня напруга пружини сильно зосереджена поблизу дефекту, що спричиняє розрив пружини.
Силу пружності пружини клапана можна визначити порівнянням. Конкретний метод такий: спочатку з’єднайте стару пружину клапана, яку потрібно перевірити, послідовно з новою пружиною клапана та розділіть їх сталевою шайбою посередині. Потім додайте певний тиск на пружину клапана та спостерігайте за ступенем стиснення нової та старої пружин. Якщо сила пружності старої пружини недостатня, її необхідно спочатку притиснути.
② Центральна лінія пружини перекошена. Якщо обидві торці пружини клапана не перпендикулярні до центральної лінії пружини, пружина працюватиме на високій швидкості протягом тривалого часу, і її металевий матеріал також легко зламається через втому. Спосіб перевірки вертикальності пружини клапана такий: спочатку помістіть пружину вертикально на плоску пластину, за допомогою квадратної лінійки притуліть її до нижнього кола, потім поверніть пружину на коло та виміряйте максимальну відстань між верхнім колом пружини та квадратною лінійкою. За нормальних обставин відстань нахилу пружини клапана до вертикальної лінії становить 1,0–1,5 мм. Якщо воно перевищує це значення, краще замінити його новою деталлю.
③ Рухається направляюча клапана або ослаблений підшипник розподільного вала. Якщо напрямна клапана рухається під час використання, це може спричинити злам пружини клапана через напругу згину під час стиснення. Розслаблені підшипники розподільного вала призведуть до резонансу та руйнування пружини клапана.
④ Неправильна експлуатація або встановлення. Під час роботи дизельного двигуна, якщо швидкість змінюється раптово і часто, частота стиснення та розтягування пружини клапана раптово зростає, викликаючи втомний руйнування.
⑤ Пружина клапана не зібрана належним чином. При складанні пружини клапана до деяких моделей пред'являються особливі вимоги. Наприклад, для дизельного двигуна Isuzu 6BBl потрібно, щоб синя сторона пружини була звернена до площини головки блоку циліндрів. Інакше пружину легко зламати.