Differenze nelle molle delle valvole

Pur non essendo estraneo alla costruzione di motori, mi sono spesso chiesto quali sono le differenze con le molle delle valvole e perché ne hai bisogno l'una sull'altra per diverse applicazioni. Le mie domande sono:

• Esiste una correlazione tra pressione della sede e sollevamento della valvola? (Sto cercando di scoprire se esiste un grafico lineare che potrebbe essere visualizzato.)
• Quali sono le differenze tra una molla utilizzata con una camma a rullo e una camma punteria piatta?
• Oltre alle perdite per attrito, ci sono altri lati negativi nel far funzionare una molla per valvole con una pressione di sede superiore a quella di cui hai bisogno?

Ottima domanda La costruzione del motore è un po 'sopra la mia testa (per ora), quindi questa potrebbe essere una risposta incompleta, ma ho alcune intuizioni che sono troppo lunghe per la sezione dei commenti.

Roba di design di primavera

I fattori più importanti nella progettazione di una molla per valvole saranno la velocità, la lunghezza in piedi libera (FL), il legame della bobina (altezza solida) e lo stress. La quantità di filo nella molla determina la velocità (meno filo = velocità maggiore = sollecitazione maggiore), quindi Ø filo, numero di bobine e Ø molla sono i fattori dimensionali che influenzeranno la velocità.

Rate e FL, se combinati con la lunghezza dello stelo della valvola, consentono di calcolare la pressione della sede. Per aumentare la pressione del sedile, è possibile aumentare FL o rate, entrambi i quali aumentano lo stress quando la molla si avvicina all'altezza solida. Lo stress è un fattore critico nella progettazione della molla della valvola, considerando l'ambiente estremo. Per motivi di discussione teorica, tuttavia, non importa e non verrà più menzionato. Ignorerò anche il galleggiante, poiché si tratta di un fenomeno abbastanza situazionale.

Si consiglia che la massima portanza della valvola sia un numero (diciamo .050 ") sopra l'altezza solida della molla in modo da non rompere tutte le cose. L'altezza solida è semplicemente il conteggio della bobina * Ø filo.

Domande

1) Esiste una correlazione tra pressione della sede e sollevamento della valvola? Sì e no, a seconda delle limitazioni. Date le informazioni di cui sopra e mantenendo costanti tutti gli altri fattori dimensionali (FL, Ø filo, conteggio bobina, Ø molla), ci sono solo due modifiche dimensionali individuali alla molla che influirebbero sia sulla pressione della sede che sull'alzata della valvola:

• L'aumento del Ø del filo aumenterebbe la velocità della molla e quindi la pressione della sede, ma aumenterebbe anche l'altezza solida, limitando l'alzata della valvola. Il Ø del filo viene calcolato alla quarta potenza nell'equazione della velocità della molla, quindi la pressione della sede aumenterebbe in modo esponenziale al diminuire della portanza della valvola.
• Ridurre il conteggio della bobina aumenterebbe la velocità della molla e di nuovo la pressione della sede, ma ridurrebbe l'altezza solida, consentendo un maggiore sollevamento della valvola. La bobina attiva ha una relazione lineare con la velocità, quindi la pressione della sede aumenta linearmente con il sollevamento della valvola.

Nota: tutte le altre singole modifiche alle variabili dimensionali non mostrano alcuna correlazione. Se vuoi conoscere l'effetto della modifica di più variabili, diventa molto più complicato, a meno che tu non abbia numeri specifici con cui lavorare.

MODIFICA BASATA SUI COMMENTI Ho scritto questa risposta dal punto di vista del design delle molle, come se stessi acquistando molle per la costruzione del tuo motore. Secondo il commento di Paulster2, un modo comune per aumentare la pressione del sedile per le molle che hai già è installare uno spessore tra il lobo della camma e il corpo della molla. Ciò aumenterà la pressione della sede di un certo numero di libbre (tasso di molla * altezza dello spessore) e diminuirà anche il sollevamento della valvola, poiché la nuova altezza della molla installata è inferiore, avvicinando la molla alla sua altezza solida. Pertanto, per rispondere nuovamente alla domanda, se si utilizza uno spessore per aumentare la pressione della sede, la valvola si solleva diminuendo linearmente all'aumentare della pressione della sede. Vedi esempio sotto.

Esempio teorico: supponi di avere una molla alta 1.000 "(FL senza carico) con una velocità di 100 libbre / pollice e la bobina della molla si lega a .300". In questo momento, installi la tua molla a .800 ", che percorre la molla .200 pollici a 100 libbre / pollice, per una pressione del sedile di 20 libbre. Ciò significa che la corsa rimanente dall'altezza installata all'altezza solida è di .500", quindi in teoria, il tuo massimo sollevamento della valvola è .499 ".

Ora supponi di voler aumentare la pressione del sedile a 30 libbre. Per fare ciò, installi uno spessore di .100 "tra la fine della molla e il lobo della camma. Ciò riduce la lunghezza installata della molla a .700", dandoti la pressione del sedile di 30 libbre che stavi cercando, ma riduce anche la quantità di corsa tra la lunghezza installata e l'altezza del solido a .400 ", lasciandoti con un sollevamento massimo teorico della valvola di .399".

2) Quali sono le differenze tra molle a rulli e punterie? Non ne ho idea. Non vedo perché ci sarebbe una differenza. Pensavo che un rullo avrebbe permesso una pressione di sede più alta, ma idealmente hai la pressione di sede più bassa possibile in modo da consentire più rapidamente l'aria oltre la valvola, quindi non vedo perché avresti bisogno di molle diverse. Ancora una volta, potrei sbagliarmi, per favore fatemi sapere se avete domande più specifiche.

3) Quali sono gli svantaggi dell'utilizzo di una pressione del sedile superiore a quella richiesta? Come hai detto, perdite per attrito, che aumentano il calore in un ambiente già tostato. Come sapete, all'aumentare del calore (oltre un certo punto specifico del materiale), la rigidità torsionale del filo diminuirà, causando probabilmente una resa, causando sicuramente un calo della pressione / velocità del sedile. Da un punto di vista della molla, una pressione del sedile superiore a quella necessaria non ha alcun vantaggio e non un danno insignificante.

Possiamo anche entrare nella discussione del peso della valvetrain (e del materiale della molla), che, come i sistemi di sospensione, influenzerà la velocità con cui la molla può reagire ai cambiamenti. Indipendentemente dal fatto che la valvola sia aperta o chiusa, le bobine centrali nelle molle di una valvola si muovono costantemente quando il motore è in funzione a causa del peso del materiale nella molla.

Spero che questo abbia risposto ad alcune delle tue domande. Per favore fatemi sapere se posso chiarire, aggiungere, rispondere ulteriormente o eliminare questo post!

Principalmente ciò che si riduce a fare i compiti. L'applicazione che stai cercando. È la potenza che desideri o la coppia? È una camma in testa o un bilanciere? Vuoi che durino o durino abbastanza? Stai ottenendo molle prodotte di qualità o più economiche e stai cercando di abbinarle tutte? La tua videocamera ha una durata maggiore?

1) Troppo debole e la molla non mantiene chiusa la valvola. Le specifiche del motore del motore di solito elencano solo il più debole che dovrebbe essere. Diverso da quello che qualcun altro dovrà illuminare anche me.

2) Compressione elastica. I bilancieri vengono solitamente utilizzati per motori a corsa più lunga e RPM più bassi, tendono a dover comprimere una distanza maggiore. Hanno anche diversi design disponibili come lo stile alveare. Le punterie piatte di solito hanno 1 molla all'interno dell'altra per una maggiore resistenza, evitando al contempo il legame della bobina con troppo materiale. Possono anche essere più leggeri.

3) Se si sta eseguendo una valvetrain multi chain (dohc stile V), è possibile avanzare o ritardare il timing in quanto esiste la possibilità di allentamento (timing fisico rispetto al timing di accensione). La tensione del treno valvole potrebbe alterare il modo in cui il lato della v ottiene e rilascia l'aria. Un'altra considerazione: faccia della valvola, sede della valvola e qualità della testa della valvola. I materiali sono di una qualità sufficientemente elevata da resistere alla pressione aggiuntiva? Abbastanza di una faccia o il sedile tagliato giusto?

Se stavo costruendo un motore Harley e andassi con una cam molto aggressiva. Vorrei iniziare a vedere quali molle consigliate sarebbero necessarie. Il legame della bobina è il più importante se la camma ha un sollevamento molto elevato. Quindi trovando la molla migliore che posso (miglior rapporto qualità / prezzo, design e limiti). Dopo aver ordinato circa 30 molle per aspirazione e scarico ciascuna, trovando quelle che corrispondono. Ciò significa che tutte le molle di aspirazione hanno la stessa forza e il legame della bobina e lo scarico sono uguali.