Поскольку во время работы пружина клапана подвергается скручивающим силам, распределение напряжений в ее круглом поперечном-сечении неравномерно. От начала координат вблизи центра к краям напряжение постепенно увеличивается, и наибольшему напряжению подвергается поверхность. Медиальная поверхность испытывает наибольшую нагрузку во всех точках поверхности и подвергается воздействию плоского напряжения. По этой причине при наличии дефекта на поверхности клапанной пружины возможно создание наибольшей концентрации напряжений на дефекте, что может привести к преждевременному разрушению пружины.
Причины поломки
Причиной поломки клапанной пружины, помимо производственного брака, может стать и ранняя поломка из-за неправильной эксплуатации. Наиболее распространенные причины следующие:
(1) На поверхности пружины имеются питтинговые и коррозионные ямки. Из-за неправильного хранения на поверхности пружины образуется коррозионная язва. Когда пружина подвергается большому крутящему моменту, легко вызвать концентрацию напряжений в ямке и в конечном итоге привести к усталостному разрушению пружины.
Метод проверки качества новой клапанной пружины: пружину зажимают в тисках и сжимают до минимальной длины, чтобы между кольцами не было как можно большего зазора, и выдерживают в течение 48 часов, при наличии дефекта на поверхности пружины после такой обработки сжатием она сломается. Это связано с тем, что внутренние напряжения пружины сильно концентрируются вблизи дефекта, что приводит к поломке пружины.
Силу упругости клапанной пружины можно определить методом сравнения. Метод заключается в том, чтобы сначала последовательно соединить старую клапанную пружину с новой клапанной пружиной и новой клапанной пружиной и разделить их стальной шайбой. Затем добавьте определенное давление на одну клапанную пружину и понаблюдайте за степенью сжатия старой и новой пружины. Если эластичность старой пружины недостаточна, ее необходимо предварительно прижать.
(2) Центральная линия пружины перекошена. Если две торцевые поверхности пружины клапана не перпендикулярны центральной линии пружины, пружина будет работать на высокой скорости в течение длительного времени, и металлический материал легко сломать из-за усталости. Метод проверки перпендикулярности пружины клапана заключается в том, чтобы сначала разместить пружину вертикально на пластине, опереться на нижний круг пружины прямоугольной линейкой, а затем вращать пружину вокруг себя для измерения максимального расстояния между самой верхней пружиной и прямоугольной линейкой. Обычно расстояние наклона пружины клапана до вертикальной линии составляет 1,0–1,5 мм. Если это значение превышено, лучше всего заменить его на новое.
(3) Расшатывание направляющей клапана или ослабление подшипника распределительного вала. Если во время использования происходит перемещение направляющей клапана, это может привести к поломке пружины клапана из-за напряжения изгиба при сжатии. Ослабленные подшипники распределительного вала могут вызвать резонанс клапанных пружин и привести к их поломке.
(4) Неправильная эксплуатация или установка. Если во время работы дизельного двигателя частота вращения меняется часто и внезапно, частота сжатия и растяжения клапанной пружины внезапно возрастает, что приводит к усталостному разрушению.
(5) Клапанные пружины не собраны должным образом. При сборке клапанных пружин к некоторым моделям предъявляются особые требования. Например, для дизельного двигателя Isuzu 6BBl синяя сторона пружины должна быть обращена к верхней плоскости головки блока цилиндров. В противном случае пружина может сломаться.
Экстренное реагирование
Если при движении автомобиля обнаружено, что клапанная пружина дизельного двигателя сломана, сломанную пружину можно сначала снять, а затем снова установить рабочую поверхность двух концов пружины, повернув их друг к другу. Если пружина разбита на несколько сегментов, регулировочные болты впускного и выпускного клапанов цилиндра можно снять, чтобы клапан оставался закрытым, а затем снять масляную трубку высокого-насоса ТНВД, ведущую к цилиндру, чтобы он не мог впрыскивать топливо в цилиндр, и автомобиль мог продолжать движение к месту назначения.
