Die Berechnung von Ventilfedern ist eine komplexe Frage der Systemauslegung. Ein gutes Federdesign minimiert Reibung und Verschleiß im Ventiltrieb. Nun wird ein analytisches Verfahren für die Ventilfederkonstruktion basierend auf der Konstruktion des Parameterempfindlichkeits-Konstruktionsdiagramms wie folgt zusammengefasst:
(1) Bestimmen Sie im ersten Schritt durch Analysieren der Bergabfahrleistung und der Motorbremsung des Fahrzeugs das Konstruktionsziel der Abfluggeschwindigkeit des Ventiltriebs, um die erforderliche Ventilfedervorspannung zu bestimmen und Federsteifigkeit;
(2) Der zweite Schritt besteht darin, ein dynamisches Modell des Ventiltriebs zu erstellen, um das Flyout genau vorherzusagen und den Einfluss des Rekompressionsdrucks im Zylinder auf das Flyout zu bewerten;
(3) Im dritten Schritt wird das Parameterkennfeld der Ventiltriebdynamik erstellt, indem eine Parameter-Sweep-Berechnung für verschiedene Werte der Federvorspannung und Federsteifigkeit durchgeführt wird, um deren Einfluss auf die Ventiltriebschwingung zu prüfen. Die Schubstangenkraft, die Ventiltriebbeschleunigung und die Federverzögerung müssen in der Abbildung gegen den Kurbelwellenwinkel aufgetragen werden, um den Konstruktionsspielraum für das Flyout zu zeigen, damit Federvorspannung und Federvorspannung in Schritt 4 bequem und sinnvoll gewählt werden können. Der Zielwert, der die Federhärte muss haben;
(4) Der vierte Schritt berechnet die erforderliche Federvorspannung, um zu verhindern, dass das Auslassventil springt, basierend auf dem statischen Kräftegleichgewicht des Auslassventilkopfs. Wählen Sie die Federvorspannung des Auslassventils für Motoren mit und ohne Abgasbremsen und verwenden Sie die Konstruktionsparameterkarte in Schritt 3, um eine passende Federrate auszuwählen;
(5) Der fünfte Schritt besteht darin, eine Parameter-Sweep-Wert-Berechnung an den Entwurfsparametern durchzuführen und das grafische Entwurfsverfahren zu verwenden, um ein Parameter-Empfindlichkeits-Entwurfsdiagramm für den Federentwurf zu erstellen. Der durchschnittliche Durchmesser der Feder, der Durchmesser des Spulendrahts und die Anzahl der Windungen werden ausgewählt, während Konstruktionsbeschränkungen wie Federtorsionsspannung, Eigenfrequenz und Spulenspalt erfüllt werden. Alternativ kann ein analytisches Optimierungsverfahren verwendet werden, um die Gleichung direkt zu lösen.
