Gran pregunta La construcción del motor está un poco sobre mi cabeza (por ahora), por lo que esta puede ser una respuesta incompleta, pero tengo algunas ideas que son demasiado largas para la sección de comentarios.
Material de diseño de primavera
Los factores más importantes en el diseño de un resorte de válvula serán la velocidad, la longitud libre (FL), la unión de la bobina (altura sólida) y la tensión. La cantidad de alambre en el resorte determina la velocidad (menos alambre = mayor velocidad = mayor tensión), por lo que el diámetro del alambre, el número de bobinas y el resorte son los factores dimensionales que afectarán la velocidad.
Rate y FL, cuando se combinan con la longitud del vástago de la válvula, le permitirán calcular la presión del asiento. Para aumentar la presión del asiento, puede aumentar la FL o la velocidad, lo que aumenta el estrés a medida que el resorte se acerca a la altura sólida. El estrés es un factor crítico limitante en el diseño del resorte de la válvula, considerando el ambiente extremo. Sin embargo, en aras de la discusión teórica, no importa y no se mencionará nuevamente. Ignoraré la flotación, ya que es un fenómeno bastante situacional.
Se recomienda que la elevación máxima de la válvula sea un número (digamos .050 ") sobre la altura sólida del resorte para no romper todas las cosas. La altura sólida es simplemente el conteo de la bobina * Ø del cable.
Preguntas
1) ¿Existe una correlación entre la presión del asiento y la elevación de la válvula? Sí y no, dependiendo de tus limitaciones. Dada la información anterior, y manteniendo constantes todos los demás factores dimensionales (FL, alambre Ø, bobina, resorteØ), solo hay dos cambios dimensionales individuales en el resorte que afectarían tanto la presión del asiento como la elevación de la válvula:
- El aumento del diámetro del alambre aumentaría la velocidad del resorte y, por lo tanto, la presión del asiento, pero también aumentaría la altura del sólido, limitando la elevación de la válvula. El Ø del cable se calcula a la cuarta potencia en la ecuación de velocidad de resorte, por lo que la presión del asiento aumentaría exponencialmente a medida que disminuyera la elevación de la válvula.
- Disminuir el conteo de la bobina aumentaría la velocidad del resorte, y nuevamente la presión del asiento, pero disminuiría la altura sólida, permitiendo más elevación de la válvula. La bobina activa tiene una relación lineal con la velocidad, por lo que la presión del asiento aumenta linealmente con la elevación de la válvula.
Nota: Todos los demás cambios individuales a las variables dimensionales no muestran correlación. Si desea conocer el efecto de cambiar múltiples variables, se vuelve mucho más complicado, a menos que tenga números específicos para trabajar.
EDICIÓN BASADA EN COMENTARIOS
Escribí esta respuesta desde el punto de vista del diseño de resortes, como si estuviera comprando resortes para la construcción de su motor. Según el comentario de Paulster2, una forma común de aumentar la presión del asiento para los resortes que ya tiene es instalar una cuña entre el lóbulo de la leva y el cuerpo del resorte. Si lo hace, aumentará la presión de su asiento en un número de libras (velocidad del resorte * altura de la cuña), y también DISMINUIRÁ la elevación de la válvula, ya que la nueva altura del resorte instalada es más baja, acercando el resorte a su altura sólida. Entonces, para volver a responder la pregunta, si está utilizando una cuña para aumentar la presión del asiento, la elevación de la válvula disminuye linealmente a medida que aumenta la presión del asiento. Ver ejemplo a continuación.
Ejemplo teórico:
supongamos que tiene un resorte de 1.000 "de altura (FL sin carga) con una velocidad de 100 lb / in, y su bobina de resorte se une a .300". En este momento, instala su resorte a .800 ", que recorre el resorte .200 pulgadas a 100 lbs / pulgada, para una presión del asiento de 20 lbs. Eso significa que su recorrido restante desde la altura instalada a la altura sólida es .500", por lo que en teoría, su elevación máxima de la válvula es de .499 ".
Ahora digamos que desea aumentar la presión de su asiento a 30 libras. Para hacerlo, instale una cuña de .100 "en algún lugar entre el extremo del resorte y el lóbulo de la leva. Esto reduce la longitud instalada del resorte a .700", lo que le da la presión del asiento de 30 lb que estaba buscando, pero también reduce la cantidad de recorrido entre la longitud instalada y la altura sólida a .400 ", dejándolo con una elevación de válvula máxima teórica de .399".
2) ¿Cuáles son las diferencias entre los resortes de levas de rodillos y de empuje? No tengo idea. No veo por qué habría una diferencia. Estaba pensando que un rodillo permitiría una presión de asiento más alta, pero idealmente tiene la presión de asiento más baja posible para permitir que el aire pase más rápidamente por la válvula, por lo que no veo por qué necesitaría resortes diferentes. Una vez más, podría estar equivocado, avíseme si tiene preguntas más específicas.
3) ¿Cuáles son las desventajas de usar una presión de asiento más alta que la requerida?
Como mencionó, las pérdidas por fricción, que aumentan el calor en un ambiente ya tostado. Como sabe, a medida que aumenta el calor (más allá de cierto punto específico del material), la rigidez torsional del cable disminuirá, posiblemente causando cedencia, causando definitivamente una caída en la presión / velocidad del asiento. Desde el punto de vista de los resortes, una presión de asiento superior a la necesaria no tiene ningún beneficio y no perjudica insignificantes.
También podemos entrar en la discusión del peso del tren de válvulas (y el material del resorte), que, al igual que los sistemas de suspensión, afectará la rapidez con la que el resorte puede reaccionar a los cambios. Independientemente de si la válvula está abierta o cerrada, las bobinas centrales en los resortes de una válvula se mueven constantemente cuando el motor está en funcionamiento debido al peso del material en el resorte.
Esperemos que esto haya respondido algunas de sus preguntas. ¡Avíseme si puedo aclarar, agregar, responder más o eliminar esta publicación!