El resorte de la válvula se encuentra entre la culata y el asiento del resorte en el extremo del vástago de la válvula. La función del resorte de la válvula es garantizar que la válvula pueda ajustarse firmemente con el asiento de la válvula o el anillo del asiento de la válvula cuando la válvula está cerrada y superar la fuerza de inercia generada por el mecanismo de la válvula cuando la válvula está abierta, de modo que las partes de transmisión siempre estén controladas por la leva y no se desprendan entre sí.
Los resortes de válvulas suelen estar hechos de alambre de acero de aleación de alta calidad y se someten a un tratamiento térmico para mejorar su resistencia a la fatiga. Para evitar la corrosión del resorte, la superficie del resorte debe estar galvanizada y fosfatada. Los dos extremos del resorte deben estar rectificados de manera plana y perpendicular al eje del resorte para evitar que el resorte se incline durante el funcionamiento.
Los resortes de válvula son en su mayoría resortes espirales cilíndricos. Cuando la frecuencia de trabajo del resorte de válvula es igual o un múltiplo de su frecuencia natural, el resorte de válvula resonará y aumentará la probabilidad de rotura. Para evitar la resonancia, se pueden utilizar resortes de paso variable y, actualmente, la mayoría de los motores utilizan resortes dobles concéntricos. La dirección de rotación de los resortes interior y exterior es opuesta, y la rigidez del resorte exterior es mayor que la del resorte interior. Los resortes dobles no solo evitan la resonancia, sino que también acortan la longitud del resorte. Además, cuando un resorte se rompe, el otro resorte puede seguir funcionando, evitando que la válvula caiga dentro del cilindro.
El método de ruptura
Debido a que el resorte de la válvula soporta torsión durante el funcionamiento, la distribución de la tensión en su sección transversal circular es desigual. La tensión aumenta gradualmente desde el origen cerca del centro hasta cada punto del borde, y la superficie experimenta la tensión más alta. En términos de puntos de la superficie, la superficie interna soporta la tensión más alta y está sujeta a tensión plana. Por lo tanto, una vez que hay un defecto en la superficie del resorte de la válvula, es posible generar la concentración máxima de tensión en la ubicación del defecto, lo que lleva a una fractura temprana del resorte.
Motivo de la rotura
Además de los defectos de fabricación, la rotura del resorte de la válvula también puede deberse a un uso inadecuado, lo que puede provocar daños prematuros. Las razones más comunes son las siguientes:
① En la superficie del resorte se forman picaduras y picaduras de corrosión. Un almacenamiento inadecuado puede provocar picaduras de corrosión en la superficie del resorte. Cuando el resorte se somete a un par elevado, es fácil que se produzca una concentración de tensión en las picaduras de corrosión, lo que finalmente provoca una fractura por fatiga del resorte.
El método de inspección de calidad para resortes de válvula nuevos: sujetar el resorte en una prensa y comprimirlo hasta la longitud mínima, de modo que no haya espacio entre los anillos tanto como sea posible, y mantenerlo durante 48 horas. Si hay defectos en la superficie del resorte, se romperá después de este tratamiento de compresión. Esto se debe a que la tensión interna del resorte está altamente concentrada cerca del defecto, lo que hace que el resorte se rompa.
La resistencia de la elasticidad del resorte de la válvula se puede identificar mediante un método de comparación. El método específico consiste en conectar primero el resorte de la válvula viejo que se está inspeccionando en serie con un resorte de válvula nuevo y separarlos con una arandela de acero en el medio. Luego, aplique cierta cantidad de presión sobre un resorte de válvula y observe el grado de compresión de los resortes nuevo y viejo. Si la elasticidad del resorte viejo es insuficiente, primero debe presionarse hacia abajo.
② La línea central del resorte está torcida. Si las dos caras de los extremos del resorte de la válvula no son perpendiculares a la línea central del resorte, el resorte funcionará a alta velocidad durante mucho tiempo y su material metálico también es propenso a fracturarse debido a la fatiga. El método para verificar la verticalidad de los resortes de válvula es colocar primero el resorte verticalmente sobre una placa plana, usar una regla cuadrada para apoyarlo sobre el círculo inferior del resorte, luego girar el resorte una vez y medir la distancia máxima entre el círculo superior del resorte y la regla cuadrada. Normalmente, la distancia de inclinación del resorte de la válvula con respecto a la línea vertical es de 1,5 mm. Si excede este valor, es mejor reemplazarlo por uno nuevo.
③ Movimiento de la guía de la válvula o cojinetes del árbol de levas flojos. Si la guía de la válvula se mueve durante el uso, puede provocar que el resorte de la válvula se rompa debido a la tensión de flexión al comprimirse. Los cojinetes del árbol de levas flojos pueden provocar resonancia en los resortes de la válvula y también provocar su rotura.
④ Operación o instalación incorrectas. Durante el funcionamiento de un motor diésel, si la velocidad cambia de repente con frecuencia, la frecuencia de compresión y extensión del resorte de la válvula aumentará repentinamente, lo que provocará una fractura por fatiga.
⑤ El resorte de la válvula no se montó como se requiere. Al ensamblar resortes de válvula, algunos modelos tienen requisitos especiales. Por ejemplo, el motor diésel Isuzu 6BBl requiere que el lado azul del resorte esté orientado hacia la superficie plana de la culata. De lo contrario, el resorte es propenso a romperse.
Gestión de emergencias
Si se descubre que el resorte de la válvula de un motor diésel está roto durante la conducción, primero se puede quitar el resorte roto y luego se pueden volver a instalar las superficies de trabajo en ambos extremos del resorte para un uso temporal. Si el resorte se rompe en varias secciones, se pueden quitar los pernos de ajuste de las válvulas de admisión y escape del cilindro para mantener las válvulas cerradas. Luego, se puede quitar el tubo de aceite de alta presión de la bomba de inyección de combustible que conduce al cilindro para evitar que inyecte combustible en el cilindro, lo que permite que el automóvil continúe conduciendo hasta el destino.
Pasos de inspección
(1) Verifique la longitud libre del resorte de la válvula. Mida la longitud libre del resorte de la válvula con un calibrador y su valor debe cumplir con el valor estándar. Si no cumple con los requisitos, debe reemplazarse.
(2) Verifique la verticalidad del resorte de la válvula. Use una regla cuadrada y una placa plana para verificar la verticalidad del resorte de la válvula. Su valor debe cumplir con el valor estándar, de lo contrario, debe reemplazarse.
(3) Verifique la precarga del resorte de la válvula. Utilice un medidor de fuerza para detectar la fuerza de precarga del resorte de la válvula, y su valor debe cumplir con el estándar. Si la fuerza de precarga es inferior al valor estándar, se debe reemplazar el resorte de la válvula.
(4) Para evitar daños, el resorte debe comprimirse con frecuencia.