Świetne pytanie. Budowa silnika jest trochę nad moją głową (na razie), więc może to być niepełna odpowiedź, ale mam pewne spostrzeżenia, które są zbyt długie dla sekcji komentarzy.
Wiosna Design Rzeczy
Najważniejszymi czynnikami przy projektowaniu sprężyny zaworowej będą szybkość, długość wolnostojąca (FL), wiązanie cewki (wysokość bryły) i naprężenie. Ilość drutu w sprężynie determinuje szybkość (mniej drutu = wyższy wskaźnik = większe naprężenie), więc Ø drutu, liczba cewek i Ø sprężyny są czynnikami wymiarowymi, które będą miały wpływ na szybkość.
Szybkość i FL w połączeniu z długością trzonka zaworu pozwalają obliczyć ciśnienie gniazda. Aby zwiększyć nacisk siedziska, możesz zwiększyć FL lub szybkość, z których oba zwiększają naprężenie, gdy sprężyna zbliża się do stałej wysokości. Naprężenie jest krytycznie ograniczającym czynnikiem w konstrukcji sprężyny zaworu, biorąc pod uwagę ekstremalne środowisko. Ze względu na dyskusję teoretyczną nie ma to jednak znaczenia i nie będzie ponownie wspomniane. Zignoruję również float, ponieważ jest to zjawisko dość sytuacyjne.
Zaleca się, aby maksymalny skok zaworu był o pewną liczbę (powiedzmy 0,050 ") powyżej stałej wysokości sprężyny, aby nie złamać wszystkich rzeczy. Wysoką bryłą jest po prostu liczba cewek * średnica drutu.
pytania
1) Czy istnieje korelacja między ciśnieniem gniazda a skokiem zaworu? Tak i nie, w zależności od twoich ograniczeń. Biorąc pod uwagę powyższe informacje i utrzymując wszystkie pozostałe czynniki wymiarowe na stałym poziomie (FL, drutØ, liczba cewek, sprężynaØ), istnieją tylko dwie indywidualne zmiany wymiarów sprężyny, które wpłynęłyby zarówno na ciśnienie w gniazdku ORAZ skok zaworu:
- Zwiększenie średnicy drutu zwiększy tempo sprężyny, a tym samym ciśnienie gniazda, ale także zwiększy wysokość bryły, ograniczając skok zaworu. Ø drutu jest obliczana do czwartej mocy w równaniu prędkości sprężyny, więc ciśnienie gniazda wzrosłoby wykładniczo wraz ze spadkiem skoku zaworu.
- Zmniejszenie liczby cewek zwiększyłoby tempo sprężyny i ponownie ciśnienie w gnieździe, ale zmniejszyłoby wysokość bryły, umożliwiając większy skok zaworu. Aktywna cewka ma liniowy związek z częstością, więc ciśnienie gniazda wzrasta liniowo wraz z skokiem zaworu.
Uwaga: Wszystkie inne indywidualne zmiany zmiennych wymiarowych nie wykazują korelacji. Jeśli chcesz poznać efekt zmiany wielu zmiennych, staje się to znacznie bardziej skomplikowane, chyba że masz określone liczby do pracy.
EDYCJA W OPARCIU O KOMENTARZE
Napisałem tę odpowiedź z punktu widzenia projektu sprężyny, tak jakbyś kupował sprężyny do budowy silnika. Zgodnie z komentarzem Paulster2, powszechnym sposobem na zwiększenie nacisku siedziska na sprężyny, które już masz, jest zainstalowanie podkładki dystansowej między płatem krzywki a korpusem sprężyny. Spowoduje to zwiększenie nacisku siedziska o pewną liczbę funtów (tempo sprężyny * wysokość podkładki), a także ZMNIEJSZY wysokość podnoszenia zaworu, ponieważ nowo zainstalowana wysokość sprężyny jest niższa, zbliżając sprężynę do jej stałej wysokości. Tak więc, aby ponownie odpowiedzieć na pytanie, jeśli używasz podkładki dystansowej w celu zwiększenia ciśnienia w gnieździe, podnośnik zaworu zmniejsza się liniowo wraz ze wzrostem ciśnienia w gnieździe. Zobacz przykład poniżej.
Teoretyczny przykład:
Załóżmy, że masz sprężynę o wysokości 1.000 "(bez obciążenia FL) o szybkości 100 funtów / cal, a cewka sprężyny wiąże się przy 0,300". W tej chwili instalujesz sprężynę na wysokości .800 ", która porusza sprężynę .200 cali przy 100 funtach / cal, dla nacisku siedziska 20 funtów. Oznacza to, że pozostała droga od wysokości zainstalowanej do stałej to 0,500", więc teoretycznie maksymalny skok zaworu wynosi 0,499 ".
Teraz powiedz, że chcesz zwiększyć nacisk na siedzenie do 30 funtów. Aby to zrobić, należy zainstalować podkładkę dystansową .100 "gdzieś między końcem sprężyny a krzywką. Spowoduje to obniżenie zainstalowanej długości sprężyny do .700", dając ci nacisk 30 funtów, którego szukasz, ale to zmniejsza również skok między zainstalowaną długością a stałą wysokością do 0,400 ", pozostawiając teoretyczną maksymalną wysokość podnoszenia zaworu wynoszącą 0,399".
2) Jakie są różnice między sprężynami krzywkowymi a popychaczowymi? Nie mam pojęcia. Nie rozumiem, dlaczego miałaby to być różnica. Myślałem, że wałek pozwoli na wyższe ciśnienie w gnieździe, ale idealnie masz najniższy możliwy nacisk w gnieździe, aby szybciej pospiesznie przepuścić powietrze przez zawór, więc nie rozumiem, dlaczego potrzebujesz różnych sprężyn. Ponownie mogę się mylić, daj mi znać, jeśli masz bardziej szczegółowe pytania.
3) Jakie są wady stosowania wyższego ciśnienia w siedzeniu niż to konieczne?
Jak wspomniałeś, straty tarcia, które zwiększają ciepło w i tak już trudnym otoczeniu. Jak wiadomo, wraz ze wzrostem temperatury (powyżej określonego punktu specyficznego dla materiału) sztywność skrętna drutu spadnie, prawdopodobnie powodując wydajność, zdecydowanie powodując spadek ciśnienia / prędkości gniazda. Z wiosennego punktu widzenia wyższe niż konieczne ciśnienie w siedzeniu nie przynosi żadnych korzyści i nie ma nieznacznych szkód.
Możemy również przejść do dyskusji na temat masy walca napędowego (i materiału sprężyny), co, podobnie jak układy zawieszenia, wpłynie na to, jak szybko sprężyna może zareagować na zmiany. Niezależnie od tego, czy zawór jest otwarty, czy zamknięty, cewki środkowe w sprężynach zaworowych stale się poruszają podczas pracy silnika ze względu na ciężar materiału na sprężynie.
Mam nadzieję, że to odpowiedziało na niektóre pytania. Daj mi znać, czy mogę wyjaśnić, dodać, odpowiedzieć na dodatkowe lub usunąć ten post!