バルブスプリングの違い


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エンジンの構築に慣れているわけではありませんが、バルブスプリングとの違いは何か、さまざまなアプリケーションでバルブスプリングを重ね合わせる必要があるのか​​とよく疑問に思いました。私の質問は:

  • シート圧力とバルブリフトの間に相関関係はありますか?(表示できる線形グラフがあるかどうかを確認しようとしています。)
  • ローラーカムとフラットタペットカムで使用されるスプリングの違いは何ですか?
  • 摩擦損失の他に、必要以上に高いシート圧でバルブスプリングを作動させることの他の欠点はありますか?

回答:


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すばらしい質問です。エンジンの構築は私の頭の少し上(今のところ)なので、これは不完全な回答かもしれませんが、コメントセクションには長すぎる洞察があります。

春のデザイン

バルブスプリングを設計する上で最も重要な要素は、レート、自立長(FL)、コイルバインド(固体の高さ)、および応力です。ばねのワイヤの量が速度を決定するため(ワイヤが少ない=速度が高い=応力が高い)、ワイヤØ、コイル数、およびばねØは、速度に影響を与える寸法係数です。

レートとFLをバルブステム長と組み合わせると、シート圧力を計算できます。シートの圧力を上げるには、FLまたはレートを上げることができます。どちらの場合も、ばねが高さに近づくにつれて応力が増大します。極端な環境を考慮した場合、応力はバルブスプリングの設計において非常に制限的な要素です。しかし、理論的な議論のために、それは問題ではなく、再び言及されることはありません。フロートはかなり状況的な現象であるため、無視します。

最大バルブリフトは、すべてを壊さないように、スプリングの固体の高さよりもいくらか(たとえば.050 ")にすることをお勧めします。固体の高さは、単にコイルの数*ワイヤーØです。

ご質問

1)シート圧とバルブリフトの間に相関関係はありますか?はい、いいえ、制限によって異なります。上記の情報を考慮し、他のすべての寸法係数(FL、wireØ、コイルカウント、springØ)を維持すると、シート圧とバルブリフトの両方に影響を与えるばねの寸法変更は2つだけです。

  • ワイヤーØを大きくすると、スプリングレートが高くなり、シートの圧力が高くなりますが、固体の高さが高くなり、バルブのリフトが制限されます。ワイヤØは、スプリングレートの式の4乗で計算されるため、バルブリフトが減少すると、シート圧は指数関数的に増加します。
  • コイル数を減らすと、スプリングレートが上がり、再びシート圧が上がりますが、固体の高さが下がり、バルブのリフト量が増えます。アクティブコイルはレートと線形関係にあるため、シート圧力はバルブリフトに比例して増加します。

注:ディメンション変数に対する他のすべての個別の変更は、相​​関関係を示しません。複数の変数を変更した場合の影響を知りたい場合は、操作する特定の数値がない限り、さらに複雑になります。

コメント基づいて編集するこの答えは、まるでエンジンビルド用のスプリングを購入しているかのように、スプリングデザインの観点から書きました。Paulster2のコメントによると、すでに持っているスプリングのシート圧を上げる一般的な方法は、カムローブとスプリングボディの間にシムを取り付けることです。そうすることで、シートの圧力が数ポンド(スプリングレート*シムの高さ)だけ増加し、また、新しく取り付けられたスプリングの高さが低くなり、スプリングを固体の高さに近づけるため、バルブリフトが減少します。したがって、質問に再回答するために、シムを使用してシート圧力を増加させている場合、バルブ圧力はシート圧力が増加するにつれて直線的に減少します。以下の例を参照してください。

理論的な例: 100 lb / inレートの1.000 "の高さの(アンロードされたFL)スプリングがあり、スプリングコイルが.300"でバインドするとします。現在、ばねを.800 "に取り付けます。これは、100 lbs / inchでばねを.200インチ移動し、20 lbsのシート圧力をかけます。つまり、設置された高さから固体の高さまでの残りの移動量は.500"なので、理論的には、最大バルブリフトは.499 "です。

ここで、シート圧力を30ポンドに増やしたいとしましょう。そのためには、スプリングの端とカムローブの間のどこかに.100インチのシムを取り付けます。これにより、スプリングの取り付け長さが.700インチに下がり、求めていた30ポンドのシート圧力が得られますが、また、設置した長さと固体の高さの間の移動量を.400 "に減らし、理論上の最大バルブリフトを.399"にします。


2)ローラーカムスプリングとタペットカムスプリングの違いは何ですか?何も思いつきません。なぜ違いがあるのか​​わかりません。私はローラーがより高いシート圧力を可能にすることを考えていましたが、理想的にはバルブを通過する空気をより急いで許可するために可能な限り最低のシート圧力を持っているので、異なるスプリングが必要な理由がわかりません。繰り返しになりますが、私は間違っている可能性があります。具体的な質問がある場合はお知らせください。


3)必要以上に高いシート圧を使用することの欠点は何ですか? あなたが述べたように、摩擦の損失は、すでに乾いた環境で熱を増加させます。ご存知のように、熱が増加すると(特定の材料固有のポイントを超えて)、ワイヤのねじり剛性が低下し、歩留まりを引き起こし、シートの圧力/レートを確実に低下させます。スプリングの観点からは、必要以上に高いシート圧は利益をもたらさず、取るに足らない損害もありません。

また、サスペンションシステムと同様に、スプリングが変化に反応する速度に影響を与えるバルブトレインの重量(およびスプリングの材料)についても説明します。バルブが開いているか閉じているかに関係なく、バルブスプリングのセンターコイルは、エンジンが作動しているとき、スプリング内の材料の重量のために常に動いています。


うまくいけば、これはあなたの質問のいくつかに答えました。この投稿を明確化、追加、追加回答、または削除できるかどうかお知らせください。


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次のレベルの答え。+1
DucatiKiller 2016

いくつかの質問:「Rate and RL」で始まるパラグラフで、「シート圧力を上げるにはFLまたはレートを上げることができます ...」実際にFL下げてシート圧力を上げるということですか?シート圧を上げる通常の方法は、シムを追加してスプリングの高さを下げることです。私があなたを理解していることを確認したいだけです。
Pᴀᴜʟsᴛᴇʀ2

@ᴘᴀᴜʟsᴛᴇʀ2は、自由長(FL)を増やすことで、同じようにシムを追加することで、FLから荷重の高さまで移動するために必要な変位を増やします。FLが1.0インチで、0.7インチに取り付けられているため、0.3インチの変位であるとします。0.1インチのシムを追加して、取り付け長さを.6インチにすることは、FLを1.1インチに変更して元のに取り付けることと同じです。 7インチ、どちらも.4インチの変位が必要です。主な違いは、シムを追加することで高さがしっかりと高まることですが、FLは設計段階で机から交換するのが簡単で、スプリングを作成したら変更するのは非常に困難です。
MooseLucifer 2016

その時、私はFLが何であるかを誤解したと思います。エンジンバルブスプリングでは、通常、FLについて心配する必要はありませんが、取り付けられた高さです。それはあなたが話していることだと思いました。
Pᴀᴜʟsᴛᴇʀ2

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コイルバインドは常に考慮事項です。コイルバインドとバルブの全開高さの推奨される違いが何であるか覚えていませんが、問題なくスプリングをシムできるようにするのに十分重要です。
–Pᴀᴜʟsᴛᴇʀ2

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主に煮詰められるのは宿題です。あなたが求めているアプリケーション。あなたが望む馬力ですか、それともトルクですか?それはオーバーヘッドカムまたはローリングロッカーですか?それらを十分に長持ちさせますか、それとも長持ちさせますか?品質の良いばねを入手していますか、それとも最も安価ですか?それらをすべて一致させようとしていますか?あなたのカムはより長い期間ですか?

1)弱すぎて、スプリングがバルブを閉じたままにしない。通常、エンジンの製造仕様には、最も弱いもののみがリストされています。それ以外の人も私を啓蒙する必要があります。

2)スプリング圧縮。ロッカーは通常、より長いストロークのモーターとより低いRPMに使用され、より長い距離を圧縮する必要がある傾向があります。彼らはまた蜂の巣スタイルのような利用可能なさまざまなデザインを持っています。平らなタペットは、通常、1つのスプリングがもう一方の内側にあり、強度を高めるために、材料が多すぎてコイルがバインドするのを防ぎます。また、軽量化も可能です。

3)マルチチェーンバルブトレイン(Vスタイルdohc)を実行している場合、たるみ(点火タイミングではなく物理的タイミング)の可能性があるため、タイミングを進めるまたは遅らせることができます。バルブトレインの張力は、Vの側面が空気を取得および解放する方法を変更する可能性があります。もう1つの考慮事項:バルブフェース、バルブシート、バルブヘッドの品質。追加の圧力に耐えられるほどの高品質の材料ですか?顔が十分ですか、それとも座席が正しくカットされていますか?

ハーレーエンジンを製造していて、非常にアグレッシブなカムを使用した場合。私は、どのような推奨されるスプリングが必要になるのかを検討し始めました。カムのリフトが非常に高い場合は、コイルバインドが最も重要です。次に、私ができる最高のばねを見つけます(金、重量、デザイン、および制限のための最高の強打)。吸気用と排気用にそれぞれ約30個のスプリングを注文した後、一致するものを見つけます。つまり、すべての吸気スプリングは同じ強度とコイルバインドであり、排気は同じです。


製造元は、特定のRPMレッドラインの仕様を規定しています。エンジンのアップグレードに伴いレッドラインが上昇するため、バルブが浮かないようにスプリングの強さも上昇する必要があります。
vini_i 2016

宿題に戻ります。パフォーマンスショップにビルドを依頼している場合は、どのようにスペックを計画するかを尋ねます。「これが私たちがいつもやってきた方法です...」のようなことを聞​​いた場合。誰か他に利用可能な人がいるかどうかを確認し始める時間です。彼らは、マーケティング仕様(消費者として見ているもの)だけでなく、関連するすべての仕様にアクセスできる必要があります。のようなアイテム:材料、自由長、コイルの厚さ、コイルの形状(ワイヤー、平巻き、ツイスト、リボン)(蜂の巣、シングル、ダブル、リニア、プログレッシブ)。
トービンS

答えはありがたいトービンですが、一般的な答えではなく、技術的な答えを探しています。質問の一般的な理由はすでに知っています。
Pᴀᴜʟsᴛᴇʀ2

平らなタペットに蜂の巣の春を見つけるのは難しいでしょう。あまり戻らずにバルブを動かすには、より多くのトルクが必要になります。
Tobin S

情報が多すぎて、もう少し美味しいものに要約することはできません。hotrod.com/how-to/engine/…–
トービンS
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