VVA发动机气门弹簧在系统中的失效分析

摘要

本文针对VVA（Variable Valve Actuacion）发动机开发过程中发生的气门弹簧失效现象,描述了气门弹簧失效发生的背景,并借助试验再现、CAE（Computer Aided Engineering）分析和先进检测技术对失效系统进行了研究。试验结果显示,气门落座速度过快,在高速下气门反跳现象严重；CAE分析结果显示阀系在高速下存在共振和飞脱；探伤和显徽结构研究显示气门弹簧村料满足材料标号要求,但表面缺陷可导致气门弹簧疲劳破坏。综合分析认为导致气门弹簧失效最主要的因素是系统发生共振、气门弹簧表面缺陷产生的应力集中和高速下气门组件出现飞脱,可通过优化凸轮型线和重新设计气门弹簧来解决共振问题,提高气门弹簧原材料表面质量来降低应力集中。