1.3L汽油发动机气门弹簧预紧高度、最大压缩高度及余隙、尺寸链计算-20160218.pdf

编号：气门弹簧预紧高度、最大压缩高度及余隙、并圈情况计算报告编 制：校 对：审 核：总设计师：审 定：哈尔滨东安汽车动力股份有限公司发动机研发中心气门弹簧预紧高度、最大压缩高度 及余隙、并圈情况计算报告1气门弹簧预紧高度计算一、配气机构相关零件示意图下图为配气机构相关零件装配示意图，按图纸 1：1 比例做出，其中进气侧的 2.417，排气侧的2.559 是在CAD 中测得的数据二、进气门弹簧预紧高度计算进气门装配状况下，进气门气门杆锁夹槽中心距气门弹簧座上顶面距离为2.43计算压缩状态下进气侧气门弹簧高度，相关尺寸如下：1、气缸盖高度：107±0.05；2、气缸盖底面距气门座理论直径处距离：6.74±0.05；3、进气门理论处到气门杆锁夹槽中心距离：79.73±0.2；4、气门杆外径：Φ5 034.0 048.0 ；5、气门杆锁夹槽直径：Φ5 07.0 12.0 ；6、气门弹簧座顶面至气门弹簧贴合面距离：1.7 25.00 ，取中值 1.825；7、凸轮轴中心至气门弹簧垫圈安装面距离：55.6 1.00 ，取中值55.65；8、气门弹簧垫圈厚度：1；9、装配后气门杆锁夹槽中心至气门弹簧座顶面距离：2.417；进气侧气门弹簧预紧高度：△1=55.65-(107/cos20°-6.74-79.73)+2.417-（1.7+0.25/2）-1=27.84气门弹簧预紧高度、最大压缩高度 及余隙、并圈情况计算报告2三、进气门弹簧最大压缩高度计算进气凸轮升程：7.15最大压缩高度：H1=27.84-7.15=20.69四、排气门弹簧预紧高度计算排气门装配状况下，排气门气门杆锁夹槽中心距气门弹簧座上顶面距离为2.56。

计算压缩状态下排气侧气门弹簧高度，相关尺寸如下：1、气缸盖高度：107±0.05；2、气缸盖底面距气门座理论直径处距离：8.94±0.05；3、排气门理论处到气门杆锁夹槽中心距离：73.98±0.2；4、气门杆外径：Φ5 060.0 074.0 ；5、气门杆锁夹槽直径：Φ5 07.0 12.0 ；6、气门弹簧座顶面至气门弹簧贴合面距离：1.7 25.00 ；7、凸轮轴中心至气门弹簧垫圈安装面距离：54.7 1.00 ；8、气门弹簧垫圈厚度：1；9、装配后气门杆锁夹槽中心至气门弹簧座上顶面距离：2.559；排气侧气门弹簧安装高度：△2=54.75-（107/cos12°-8.94-73.89）+2.559-（1.7+0.25/2）-1=28.01五、排气门弹簧最大压缩高度计算排气凸轮升程：6.49；最大压缩高度：H2=28.01-6.49=21.52；结论根据上述计算结果可得，气门弹簧的安装高度为 27.9预紧高度 最大压缩高度进气侧 27.84 20.69排气侧 28.01 21.52气门弹簧预紧高度、最大压缩高度 及余隙、并圈情况计算报告3气门弹簧余隙与并圈情况计算一、F10D气门弹簧的主要参数p1—实测气门关闭时弹簧的弹力，p1=118±9Np2—实测气门全开时弹簧的弹力, P2=258±20Nδ0—弹簧自由高度，δ0=35.37δ1—气门关闭时弹簧的变形量，即预紧高度，δ1=27.9mm从弹簧间隙图可以得出图中各段函数关系式：y——间隙；x——弹簧圈数AB 段曲线：y=1.4xBC 段曲线：y=2.2x/1.25+1.4-2.2/1.25DE 段曲线：y=-3.6x+6.5×3.6气门弹簧预紧高度、最大压缩高度 及余隙、并圈情况计算报告4根据以上数据得出并圈间隙（压缩量）B、弹簧力 P以及余隙 Y的计算式：当 0≤N≤1时：弹簧圈数 N，对应的AB 曲线上F 点的间隙值y=1.4N；当间隙值为 1.4N时，DE 曲线上G 点对应的x 值为 x=6.5-1.4×1.25N/3.6，求得当弹簧圈数为 N时，并圈间隙 B，也就是AFGE 的面积为B=（6.5-1.4×1.25N/3.6-N+6.5）×1.4N/2 (0≤N≤1)由此式可得 N=1时，B=8.128当 1＜N≤2.25时；弹簧圈数 N，对应的 BC 曲线上H 点的间隙值 y=2.2N/1.25+1.4-2.2/1.25；当间隙值为（2.2N/1.25+1.4-2.2/1.25）时，DE曲线上 I点对应的 x值为 x=（3.6×6.5-2.2N-1.4×1.25+2.2）/3.6，求得当弹簧圈数为 N时，并圈间隙B，也就是 ABHIE的面积为B=（（3.6×6.5-2.2N-1.4×1.25+2.2）/3.6-N+5.014）×（2.2N/1.25-2.2/1.25）/2+8.128 (1＜N≤2.25)当 N=2.25时，B=17.218；弹簧总高 H=35.37；弹簧的预压缩量 H1=35.37-27.9=7.47；弹簧刚度 Kd=G×d4/8/D3/n/η；η—变形修正系数，η=1.02～1.04，这里取η=1.025G= SWOSC-V 铬钒合金弹簧钢丝切变模量，G=78500N/mm2；弹簧钢丝直径：d=2.5mm；弹簧中径：D=16.3mm；在预紧力时的弹簧有效间隙圈数：n=6.5；弹簧力 P=B×Kd余隙：Y=17.218-B下面是并圈数 N,压缩量B，弹簧刚度，弹簧力 P,余隙Y，以及压缩高度 H计算列表：气门弹簧预紧高度、最大压缩高度 及余隙、并圈情况计算报告5并圈数N 压缩量 B（mm） 弹簧刚度Kb 弹簧力 P（N） 余隙 Y（mm） 压缩高度H（mm）0 0.000 13.28 0 17.218 35.3700.1 0.900 13.43 12 16.318 34.4700.2 1.781 13.64 24 15.437 33.5890.3 2.643 13.86 37 14.576 32.7280.4 3.484 14.09 49 13.734 31.8860.5 4.307 14.32 62 12.911 31.0630.6 5.110 14.56 74 12.108 30.2600.7 5.894 14.82 87 11.324 29.4760.8 6.658 15.08 100 10.560 28.7120.9 7.403 15.34 114 9.816 27.9680.908 7.461 15.37 115 9.757 27.9091 8.128 15.62 127 9.090 27.2421.1 9.006 15.91 143 8.212 26.3641.2 9.858 16.21 160 7.360 25.5121.25 10.274 16.37 168 6.944 25.0961.3 10.683 16.52 177 6.535 24.6871.4 11.482 16.85 193 5.736 23.8881.5 12.255 17.19 211 4.963 23.1151.6 13.002 17.54 228 4.216 22.3681.7 13.723 17.90 246 3.495 21.6471.764 14.171 18.14 257 3.047 21.1991.8 14.418 18.28 264 2.800 20.9521.9 15.086 18.68 282 2.132 20.2842 15.728 19.10 300 1.490 19.6422.1 16.344 19.53 319 0.874 19.0262.2 16.933 19.98 338 0.285 18.4372.25 17.218 20.22 348 0.000 18.152。