氣門彈簧的案例
【汽車配氣機構知識】
配氣機構由凸輪軸、挺桿、推桿、搖臂、搖臂軸、氣門彈簧及氣門導管等一些相關部件組成。 凸輪軸在發動機上的布置有下置，側置和頂置?，F代發動機上常采用頂置式，它位于氣缸蓋上。凸輪軸直接通過挺柱驅動氣門，省去了一大套如挺桿、推桿等往復運動的部件，很適用于高轉速發動機，但也帶來傳動軸的困難，由于凸輪軸在氣缸蓋上，氣缸蓋拆裝較為麻煩，并且噴油器的布置也較困難。另有一種頂置式是凸輪軸的幅輪直接驅動氣門。這種形式的優點不但機構簡單、慣性小、對凸輪軸的要求不高，故在新式汽車應用廣泛。
主要零件
1)氣門組件。氣門組件包括氣門、氣門導管、氣門座及氣門彈簧等零件組成， 配氣機構氣門組件的作用是保證實現對氣缸的可靠性密封，為此要求氣門頭部與氣門座貼合嚴密，氣門導管對氣門桿的往復運動導向良好，氣門彈簧兩端與氣門桿中心線相互垂直，氣門彈簧的彈力保證氣門關閉時緊壓在氣門座上。
2)氣門傳動組件。氣門傳動組件主要包括凸輪軸及其傳動機構、挺柱、推桿和搖臂機構等零部件。
凸輪軸
凸輪軸是氣門傳動組中的主要部件，其作用是控制氣門的開閉及其升程的變化規律。
凸輪軸一般用優質鋼模鍛而成，并對凸輪和軸頸工作表面進行高頻感應加熱淬火(中碳鋼)或滲碳淬火(低碳鋼)處理。
挺柱 挺柱的作用是將凸輪軸旋轉時產生的推動力傳給推桿或氣門，挺柱一般用耐磨性好的合金鋼或合金鑄鐵等材料制造。
搖臂組件主要有搖臂、搖臂軸、支撐座、氣門間隙調整螺釘等零件。搖臂是一個以中間軸孔為支點的雙臂杠桿，短臂一側裝有氣門間隙調整螺釘，長臂一端有一圓弧工作面用來推動氣門。
配氣機構的功用
配氣機構的功用是按照發動機每一氣缸內所進行的工作循環和發火次序的要求，定時開啟和關閉各氣缸的進、排氣門，使新鮮充量得以及時進入氣缸，廢氣得以及時從氣缸排出;在壓縮與膨脹行程中，保證燃燒室的密封。
展開 汽車發動機氣門異響故障原因及處理方法
汽車發動機氣門異響故障在引擎運作過程中經常會發生。汽車發動機氣門異響故障一旦發生了，引擎運作也就無法順利進行。氣門裝置是發動機配氣機構的一個組成部分，在發動機工作起非常重要的作用。燃油發動機的工作運轉由進氣，壓縮，作功和排氣四個工作過程組成。要使發動機連續運轉就必須使這四個工作過程周而復始，順序定時地循環工作。如果發現氣門有異響，一定要及時排除故障，以免損壞發動機。
一、氣門異響有哪些表現
1、發動機怠速時，發出有節奏的“噠、噠”的聲響；
2、發動機轉速增高時，聲響也伴隨著增高，中速以上時，聲響變得模糊嘈雜；
3、發動機溫度變化，或做斷貨實驗，聲響無變化。
二、發動機異響該如何排除
1、氣門敲擊響在發動機怠速運轉時發生氣門桿尾端與其驅動件之間發生連續不斷的敲擊聲，隨轉速增大而增強，發動機溫度改變或斷火時聲響無變化。主要原因：
（1）調整好的氣門間隙有變動(鎖止不牢、氣門桿與驅動件之間磨損)，氣門未調整好；
（2）氣門調整螺釘磨損，鎖緊螺母松動，氣門間隙過大或不一致；
（3）氣門彈簧座磨損起槽，氣門桿與導管磨損過甚。
處理方法：重新調整好氣門間隙，若調整螺釘上的鎖緊螺母松動應予以鎖牢，更換磨損嚴重的部件。
2、氣門漏氣響在氣門室外，在高負荷、低轉速時較為明顯，響聲隨負荷增加而增強，主要原因是在鉸削氣門座時，由于操作不當或氣門導管內孔磨損過甚，使氣門座歪斜或氣門間隙小，致使氣門燒蝕引起氣門關閉不嚴而漏氣響。
處理方法：拆下氣缸蓋，研磨氣門，檢查氣門彈簧彈力，重新調整氣門間隙。
3、氣門彈簧折斷，應更換。
展開 [發動機的組成]
下置凸輪軸式配氣機構，它的工作過程是：發動機工作時，曲軸通過一對互相嚙合的正時齒輪帶動凸輪軸旋轉，當凸輪的凸尖上升到最高位置時氣門開度最大。當凸輪的凸尖向下運動時，由于氣門彈簧的彈力作用，氣門及其傳動機件恢復原位，將氣道關閉。與下置凸輪軸式配氣機構相比，中置和上置凸輪軸式配氣機構因曲軸與凸輪軸距離較大，故多為正時鏈條或正時帶傳動。中置凸輪軸式省去了推桿；上置凸輪軸式省去了挺桿及推桿，
主要機件
1、氣門組
氣門組一般由氣門、氣門座、氣門導管、氣門油封、氣門彈簧和氣門鎖片等組成。
⑴氣門氣門分為進氣門和排氣門兩種，其作用是分別用來關閉進、排氣道。氣門由頭部和桿部組成，頭部制成錐形，與氣門座的錐面配合。頭部錐角，一般為45°。同一臺發動機的進氣門頭部直徑大于排氣門頭部直徑，以提高發動機的充氣量。氣門桿部為圓柱形，與氣門導管內孔配合，桿的端部制有環槽，用來安裝氣門彈簧座鎖片。⑵氣門座氣門座用來保證氣門密封，并將氣門頭部的熱量傳給氣缸蓋。氣門座一般用特種合金制成環狀，緊密地鑲在氣缸蓋上。
⑶氣門導管氣門導管用來引導氣門作往復直線運動，保證氣門與氣門座閉合位置正確。為防止氣缸蓋上潤滑油從氣門與氣門導管之間的間隙進入燃燒室，氣門導管上端裝有氣門油封。
⑷氣門彈簧 氣門彈簧是圓柱形螺旋彈簧，它可使氣門迅速關閉，并使氣門頭部與氣門座相互壓緊，保證密封。
2、氣門傳動組
氣門傳動組的作用是按照發動機的工作順序，適時地開啟和關閉氣門，并保證氣門有足夠的開度。
⑴凸輪軸凸輪軸用于控制氣門開閉，并驅動汽油泵、機油泵和分電器等機件工作。凸輪軸上制有進氣凸輪、排氣凸輪、軸頸、驅動機油泵及分電器的齒輪、推動汽油泵搖臂的偏心輪等，進氣和排氣凸輪是凸輪軸的重要組成部分，它們在凸輪軸上的排列順序由進、排氣道的布置來決定。
展開 圖解汽車發動機內部構造，長見識！
氣門組成
氣門術語
氣門彈簧
氣門彈簧的作用是依靠其彈簧的張力使開啟的氣門迅速回到關閉的位置，并防止氣門在發動機的運動過程中因慣性力量而產生間隙，確保氣門在關閉狀態時能緊密貼合，同時也防止氣門在振動時因跳動而破壞密封性。
典型氣門彈簧與相關部件
氣門座圈
氣門座圈是氣門和氣缸蓋之間的接觸面。氣門和氣門座圈用于燃燒室的密封，以調節進、排氣。
氣門座圈
氣門間隙
發動機在冷態下，當氣門處于關閉狀態時，氣門與傳動件之間的間隙稱為氣門間隙。圖（a）表示通過螺釘調整氣門間隙，圖（b）表示通過墊片調整氣門間隙。
氣門間隙
液力挺桿
液壓挺桿主要由挺桿體、柱塞、球頭柱塞（推桿支座）、單向閥、單向閥彈簧及回位彈簧等零件組成。利用液壓挺桿內部獨特的結構設計，可自動調節配氣機構傳動間隙、傳遞凸輪升程變化、準時開閉氣門。
展開 
【綜述】鈦及鈦合金在汽車輕量化研發領域的前景及實際應用
在發動機系統，鈦可制作閥門、閥簧、閥簧承座和連桿等部件；在底盤部件主要為彈簧、排氣系統、半軸和緊固件等。
目前鈦合金零部件有以下幾種比較常用↓↓↓
1、發動機連桿
鈦合金是連桿用材料的理想選擇。發動機的連桿對材料的強度、疲勞性能、剛度( 特別是大頭端) 及耐磨性能都有嚴格的要求，鈦連桿質量的減輕, 結合以質輕的活塞和活塞銷, 使噪聲、震顫、車身跳動明顯減輕, 改善了發動機的工作性能。同時, 這些零件如果用鈦制造,還可以提高發動機的工作溫度。 活塞銷要求材料具有一定的強度、耐磨性能、高剛度和耐高溫, 目前最佳選擇是密度低、高溫強度高、生產成本相對不高的金屬間化合物γ-TiAl。 對更高速度的發動機而言, 其氣門傳動機構也以使用抗蠕度、抗氧化的鈦材為宜。尤其是使用γ-鋁化鈦作氣門彈簧, 除 減輕質量, 還可將發動機速度提高10%。
2、發動機氣門
用鈦合金制造的汽車發動機氣門，不但能減輕質量、延長使用壽命，而且可降低油耗和提高汽車的可靠性。鈦制氣門與鋼制氣門相比，質量可減少30%～40%，發動機極限轉速可提高20%。就目前的應用而言，進氣門的材料以Ti－6A l－4V為主，排氣門的材料以Ti－6242S為主，通常Sn和Al一起被添加，可以得到較低的脆性和較高的強度；Mo的添加可改善鈦合金的熱處理性能，加強淬火及時效鈦合金的強度，同時增加硬度。
3、氣門彈簧座
高強度及耐疲勞性是汽門彈簧座必須具備的性能，β鈦合金為熱處理型合金，能通過固溶時效處理來獲得很高的強度，相應的比較適合的材料有Ti·15V－3Cr－3Al－3Sn與Ti－15Mo－3Al－2.7Nb－0.2Si。
展開 長安動力學院使用Simpack進行汽油機閥系停缸機構仿真
2
動力學模型
使用Simpack軟件對搖臂結構進行了詳細建模，主要涉及扭簧、氣門側鉸接點和鎖銷接觸的模擬。其他零件，凸輪、液壓挺桿、氣門、氣門彈簧、氣門導管以及座圈在模型中都進行了模擬。
圖 2. 閥系停缸機構仿真模型
3
仿真工況
根據該汽油機的設計目標，汽油機的轉速范圍為800~5500rpm，即閥系停缸機構工作狀態時的轉速范圍是800~5500rpm；整機油耗仿真反饋汽油機轉速在1000~4000rpm時停缸油耗最優，因此閥系停缸機構停缸狀態時轉速范圍為1000~4000rpm。閥系工作時高轉速工況風險大于低速工況，因此，動力學仿真工況如表1所示。
表1.動力學仿真工況
4
仿真工況
閥系動力學分析結果主要關注氣門升程、凸輪力、液壓挺桿力和氣門落座力。其他結果如驅動扭矩、赫茲應力以及搖臂擺角等也可以作為特定分析需求的評估參考。
閥系機構工作狀態動力學結果
閥系機構工作狀態時，搖臂鎖銷鎖止，搖臂滾子及其支撐部件與搖臂本體形成一個整體，當凸輪驅動搖臂滾子，那么搖臂整體繞液壓挺桿球窩旋轉，通過搖臂弧面推動氣門運動。該過程由于搖臂慣量相對傳統搖臂增加很多，所以容易發生搖臂接觸飛脫的情況。
圖 3.
展開 賽車發動機和民用發動機區別在哪？
轉速太快，鋼制氣門彈簧的來回運動根本反應不過來（速度太快，彈簧會共振），怎么辦？換氣動氣門回位，靠高速氣流將氣門“沖”到對應位置，材料當然是鈦合金。這算是新技術對發動機進化的加持。
都說場地賽是發動機技術的試金石，這話對，也不對。
說對，是因為場地賽規則的不斷調整，限制了老技術對發動機性能的加持，逼著參賽團隊絞盡腦汁開發新的思路，從全新的角度提升發動機的性能，這對發動機技術的進步大有裨益，看看現在的民用發動機，很多技術都是從賽車引過來的。
說不對，是因為場地賽用發動機，其開發的初衷就是為了讓車子跑的更快，各項技術都是為了發動機的高轉速、高性能服務，而民用發動機則要考慮油耗、耐用、環保、經濟、噪音、震動等等一大堆因素，這些都是場地賽完全不必考慮的問題。
展開 聞名世界的6款發動機，可能你從未見過！
無氣閥設計，取消了傳統發動機復雜的氣門、曲軸閉鎖系統。重量更輕，只有相當功率傳統發動機重量的70%。結構更簡單，所需部件更少，制造成本更低。
聞名世界的6款發動機，可能活一輩子都沒機會見到！
另外，從結構上講，它不需要正時鏈條，凸輪軸，搖臂，氣門，氣門彈簧等，結構簡單，重量更輕，當然也減少了振動與噪音。 在當時轉子發動機一度被認為是“未來理想的發動機”。
特別是轉子發動機在功率上的輸出，十分暴力!舉個例子，號稱最快的跑車，布加迪威龍排量為16.2L，馬力輸出能夠達到1001匹，平均1L的排量產生的功率為125匹。 而使用轉子發動機的馬自達787B，平均1L的排量產生的功率為265匹，排量僅為2.6L，最大功率卻已高達690匹。
【轉子發動機運作視頻】
轉子發動機因何隕落？
大家明白了轉子的運動關系，其輸出軸的轉速是轉子自轉速度的3倍，這與往復運動式發動機的活塞與曲軸是1:1的運動關系完全不同。由于沒有往復式發動機的高壓縮比，使得燃燒不能夠很充分。這就導致了轉子發動機油耗高、污染重，2.6L排量，百公里油耗達到了20L；
由于轉子中間的輸出軸部位的高溫下問題，使得發動機的零部件非常易損，至今都沒有辦法解決。此外，轉子發動機的實用化技術難度大、研發成本極高。令車廠望而生畏！
2.星型發動機
星型發動機是一種氣缸環繞曲軸呈星型排列的一種活塞式發動機，氣缸數多為奇數。其實偶數的也是有的，但是一般功率都很小。因為偶數的氣缸輸會導致震動非常大，氣缸沒有錯開，導致氣缸兩兩對頂了嘛，帶來的震動很容易想象了。主要優勢是散熱好，橫截面體積小，不占用空間，制造成本低（不絕對）；然而缺點就有很多了，機鼻巨大，因為發動機結構原因導致外形粗壯，不利于空氣動力等等。在噴氣發動機出現之前，活塞式飛機發動機大多采用星型設計，而現代的一些輕型飛機大多采用直列或水平對置型發動機。
3.水平對置發動機
這種發動機活塞平均分布在曲軸兩側，在水平方向上左右運動。
展開 汽車輕量化難點梳理
鈦合金制造的發動機氣門彈簧比鐵輕58%以上。
還有一種可以降低重量的材料是碳纖維（CFRP）它的特點是柔軟，抗沖擊能力很強，重量只有鐵的50%，鋁的70%。強度卻是鐵的10倍，鋁的5倍。目前，碳纖維采用一些含碳的有機纖維（如尼龍絲、腈綸絲、人造絲等）做原料，將有機纖維跟塑料樹脂結合在一起，放在稀有氣體的氣氛中，在一定壓強下強熱炭化而成。由于制造成本高，產量有限，因此價格也很貴，現在只有少數跑車和賽車上使用。
寶馬汽車是在碳纖維領域走在前列的廠商，投入了1億美元用于建設碳纖維工廠，這是首個汽車制造商建設碳纖維工廠。并收購了全球知名的碳纖維生產商德國西格里(SGL)16%的股份。目前，碳纖維的生產成本是鋼鐵的20倍，這就不難理解，為什么寶馬i8這么貴了。
寶馬目前在i8和i3電動車上使用了碳纖維作為車身材料，最終效果是i8的車身重量不到1.5噸，i3的車身重量1.3噸左右。在同級別車型中都是很輕的。寶馬計劃今后通過自己建設碳纖維工廠，大規模生產降低成本。并且把碳纖維材料逐步普及到寶馬7系等非新能源車型上。
車內的裝飾材料也發生著變化，豪華車上的實木，金屬，普通車輛上的塑料等等，正在被高分子復合材料替代，比如FRP纖維增強復合材料，纖維材料與基體材料（樹脂）按一定的比例混合后形成的高性能型材料。質輕而硬，不導電，機械強度高，耐腐蝕。是車內裝飾材料的理想選擇。
通常情況下，底盤的重量越大，穩定性越好。車門內的填充物，包括前后發動機蓋內的隔音材料，包裹材料都是越輕越好。只有這樣才能降低整車的重心，提高行駛穩定性。
此外，各種工程塑料也被光彩使用在車門內，具有抗沖擊，耐腐蝕的特點，質量也很輕。
展開 發動機竟然有52種--史上最全發動機技術大全?。ㄉ希?/span>
16.連續可變氣門相位發動機
大眾的一種發動機連續可變氣門相位驅動裝置，包括套裝有氣門彈簧的氣門，驅動氣門作往復運動的搖臂，以及驅動搖臂擺動的轉動凸輪，所述的凸輪為能改變氣門升程及啟閉時刻的多工況凸輪，多工況凸輪的型面為：一端為低速小負荷凸輪型面，另一端為高速大負荷凸輪型面，低速小負荷凸輪型面與高速大負荷凸輪型面之間是光滑過渡的中速負荷凸輪型面，所述的多工況凸輪上連接有可使多工況凸輪沿其軸向移動的伺服電機；由于多工況凸輪的型面是連續光滑的，所以可根據需要進行無級調控，實現了連續可變氣門相位，另外，多工況凸輪的型面覆蓋了發動機的各種工況，因此本實用新型能很好地滿足發動機的變工況需要。
17.AVS : (可變氣門升程系統)
AVS指的是可變氣門升程系統，又叫兩級可變正時控制系統，總的來說搭載了這樣配備的發動機將能很大程度的省油節能，同時加大馬力。這項技術在奧迪車上廣泛使用。
18.VAD ： （可變進氣道系統）
可在PCM的控制下，在發動機大功率輸出時適時打開VAD氣道（多打開一個氣道，相當于氣道口徑變大），可以最大程度地保證發動機空氣量的需求充分發揮發動機的動力性能。此項技術在馬自達車系上廣泛使用。
19.VIS “ （可變進氣歧管系統）
在PCM的控制下，在小負荷低轉速到大負荷高轉速范圍內都保持高的扭矩。工作原理：改變有效進氣歧管的長度，有效控制進氣氣流在進氣道中的流動慣性，使氣流的流動壓力波的頻率和進氣門的頻率在不同工況下適時吻合，進而最大程度保證發動機在任何工況的進氣量。實質是利用的中慣性諧波增壓的原理來實現發動機的最大進氣量。
展開 
發動機可變氣缸技術
MDS的核心在于奔馳掌握了如何提高電控裝置反應速度以及用于控制系統的更加成熟的算法等先進技術，但氣門挺柱卻是實現氣缸禁用最重要的機械設備。這種特殊的兩件式滾輪挺柱的內部機構和外部套筒并非硬性連接，當發動機處于8缸工作狀態的時候，它的內外兩部分被兩個受到彈簧作用力的鏈接銷鎖死，這時挺柱的內外部分都隨凸輪軸轉動從而可以推動頂桿正常控制氣門開合。
然而，當機油溫度傳感器感知發動機處于輕負荷的情況時，控制電腦會接通電磁閥電源，電磁閥通電后把更高的機油壓力傳遞到與其相對應的挺柱并將鏈接銷推入，從而使挺柱內部與套筒分離，此時外部的套筒隨著凸輪軸運轉，而內部的推桿已經失去了作用。最終的結果就是頂桿失去了推動力，從而氣門的彈簧機構就可以保證氣門一直處于關閉狀態。氣門關閉后，氣缸內部的火花塞放電以及燃料注入的工作也將停止，發動機最終處于4缸工作狀態。
MDS使發動機工作氣缸在8缸和4缸之間切換，它最大的好處就是提高了發動機的燃油經濟性?？巳R斯勒對其進行的長期測試表明，在市區和高速公路行駛時，MDS的使用率分別為17%和48%，總體平均使用率為40%，這樣在各種行駛條件下，預計燃油經濟性總體將提高10%。
MDS的另外一個成功之處就是氣缸的切換可以在0.04s內安靜地完成，如此靈敏的切換速度使得MDS真正具有了實用價值。因為只有靈敏的切換才能實實在在地達到節油的目的，才能讓駕駛員不會為了適應它而去改變駕駛習慣，同時只有靈敏、安靜的切換才不會影響到乘坐的舒適性。
展開 彈簧的類型及其性能與應用
二、變徑螺旋彈簧
圓錐形螺旋彈簧
作用與不等節距螺旋彈簧相似，載荷達到一定程度后，彈簧從大圈到小圈依次逐漸并緊，簧圈開始接觸 后 特 性 線 為 非 線性，剛度逐漸增大，自振頻率為變值，有利 于 消 除 或 緩 和 共振，防共振能力較等節距壓縮彈簧強。這種彈簧結構緊湊，穩定性好，多用于承受較大載荷和減振，如應用于重型振動篩的懸掛彈簧及東風型汽車變速器。
蝸卷螺旋彈簧
蝸卷螺旋彈簧和其他彈簧相比較，在相同的空間內可以吸收較大的能量，而且其板間存在的摩擦可利用來衰減振動。常用于需要吸收熱膨脹變形而又需要陰尼振動的管道系統或與管道 系 統 相 聯 的 部 件中，例如火力發電廠汽、水管道系統中。其 缺 點 是 板 間 間 隙小，淬火困難，也不能進行噴丸處理，此外制造精度也不夠高。
三、扭桿彈簧
結構簡單，但材料和制造精度要求高。主要用作轎車和小型車輛的懸掛彈簧，內燃機中作氣門輔助彈簧，以及空氣彈簧，穩壓器的輔助彈簧。
四、碟形彈簧
普通碟形彈簧承載緩沖和減振能力強。采用不同的組合可以得到不同的特性線。可用于壓力安全 閥，自 動 轉 換 裝置，復位裝置，離合器等。
五、環形彈簧
廣泛應用于需要吸收大能量但空間尺寸受到限制的場合，如機車牽引裝置彈簧，起重機和大炮的緩沖彈簧，鍛錘的減振彈簧。飛機的制動彈簧等。
六、平面蝸卷彈簧
游絲是小尺寸金屬帶盤繞而成的平面蝸卷彈簧。可用作測量元件（測量游絲）或壓緊元件（接 觸 游絲）。
發條主要用作儲能元件。
展開 混合動力總成NVH開發技術研究
1.2 機械噪聲控制
配氣機構噪聲控制：選用優良的凸輪型線，保證平滑的加速曲線和良好的配氣機構動態特性;提高配氣機構剛度，減小部件的變形量，以減小振動和氣門不正常運動,避免氣門飛脫與落座反跳、氣門早關與彈簧并圈，提高各零件之間的摩擦面精度，減小氣門間隙;使摩擦面適度潤滑。齒輪傳動噪聲控制：選用合理的齒輪參數和結構;在強度許可條件下選用較小的模數,適當加大齒高齒數;提高齒輪加工的精度和光潔度;對齒輪進行修緣處理;加大齒輪座剛度，提高齒輪同軸度；臨近部件規避齒輪嚙合頻率。鏈傳動噪聲控制：采用漸開線不對稱齒型，使接觸法線傾斜、嚙合過程連續以降低多邊形效應程度；鏈齒兩側外加帶槽的橡膠環；鏈節間的拉伸力均小于1600N 張緊器柱塞工作時行程V2 5rnm 提升鏈輪系共面性，制造誤差控制在0.25。
1.3 曲軸扭振控制
曲軸扭振是發動機振動的主要激勵源，必須對曲軸扭振的扭振特性進行嚴格控制，才能保證發動機關鍵振動噪聲水平。其中，曲軸的轉速波動率必須低于0.15,曲軸平衡率必須大于等于80%,單階曲軸扭轉角小于0. 15,合成扭轉角低于0. 50通過提升曲軸的平衡率、提升曲軸自身剛度、匹配合適的減震器與飛輪可以有效控制曲軸扭振性能。
展開 