发动机双气门弹簧的优缺点的讨论

ysylyl

严重质疑14楼的观点。不要忘了，气门弹簧锁夹是靠气门弹簧上盘在弹簧的弹力作用下卡紧住气门上下运动的，即使其中一个弹簧断了，另一个弹簧的弹力依然还会卡住气门，当然这时发动机会产生异响，操作人员应及时判断纠正。因此双弹簧的设计是有防止弹簧折断这个功能的。另一个功能也确是楼上多人谈到的防止包括气门弹簧在内的发动机配气运动链发生共振等功能。当然，现在很多发动机已更多地使用变螺距单气门弹簧的设计，即节省了材料，降低了成本，又较少了整机重量，这对体积小巧的小排量高速发动机等非常有意义。
    还有严重否定14楼“只会在排气上设计双弹簧”这一观点，14楼的同学可能供职于东风汽车这样的主流汽车企业，对内燃机的认识暂时还受目前视野的局限，实际上有大量采用双弹簧设计的内燃机都是进排气门都采用双弹簧结构的。至于弹簧直径大小，弹力特性如何，也要根据设计发动机的实际需要确定，不存在某弹簧一定要与另一个弹簧一样这样的要求。

qzc365

从气门弹簧的设计上讲，气门弹簧在工作中气门弹簧力必须大于气门所受的惯性力，否则气门机构的运动将很不规律，气门机构零部件会很快失效。
采用什么形式的气门弹簧，首先需要了解它初始的预紧力要求及气门弹簧可以布置的空间，气门的长度等等，设计上尽量避免采用细瘦长的弹簧，原因也是针对气门机构动力学考虑的。一个很简单的道理，如果采用单弹簧就能解决气门机构动力学计算的问题，为什么要采用双弹簧？既然采用了双弹簧设计，那么它必定是在弹簧提供的力和弹簧布置的空间（高度及圆周方向）折中。
气门弹簧是个很关键的零件，弹簧设计完成后都有进行疲劳试验，装上发动机后也要通过发动机耐久试验来验证。
我个人认为双弹簧的设计一个作用是为了防止一个弹簧断裂后另一个弹簧仍能保证发动机工作，这点实在没有道理。如果这样都行的话，主机厂岂不都是笨蛋啊，白白放那么多没有的弹簧在里面干什么？弹簧不要钱啊？
气门弹簧初始的预紧力需要考核排气背压等影响因素，弹簧预紧力过小的话，发动机工作时排气歧管内的压力就能把气门顶开，另外想气门关闭时如果气门弹簧力小的话那么气门弹簧克服了气门机构的惯性力，气门没法关闭，或是关闭不严。气门弹簧刚度过大，气门弹簧力过大的话，气门开启段，凸轮和从动件的磨损肯定会快些。高速时气门关闭冲击会较大，气门和气门座圈等的耐久就会有问题。
所以说气门弹簧的设计不是想当然的，它得结合实际，经过气门机构动力学计算反复验证，保证气门机构动力学通过。

chensh150315

严重同意8楼的说法

qc157

如果一个单气门弹簧现在需要更改为双气门弹簧的话，在保证原有弹簧力不变的情况下，是否采用双气门弹簧可以有效的降低气门弹簧的安装高度呢？这也是一个优点吧。

yjslq

目前微型发动机一般都是采用的变螺距单弹簧，其强度已经满足使用要求而且为了降低成本，一般进排气都选用同样的弹簧。考虑到楼上诸位所说的，真的很难解释。。。。。。

mave_w

如果是高转速高输出（为了进气大行程也会较大）的发动机，用双弹簧倒是可以理解
高转速状态下，气门弹簧会迅速发热。比如NASCAR那种莫名其妙的又要OHV又要高转的发动机，听说只要半分钟弹簧就会热到发红。可以想象弹簧的负载有多大了。
如果转速又高行程又大，到某个极限后就不可能使用机械的弹簧结构了。比方说F1需要工作到最高20,000rpm的情况，完全无法使用弹簧，而是需要使用压缩空气来复位。
（某种程度上，DOHC 4气门的设计也是因为大大降低弹簧负载才能让发动机使用高转速的）
而如果使用两个弹簧，可以大大降低单个弹簧的负载，可以让发动机更安全得使用更高的转速和更大的气门升程。

jackheqq

回复 14# dfmboy


你说了那么多，可惜    你从一开始就错了！双弹簧的作用之一本来就是保证一个坏了另一个还可以稳定工作！这一点是不能否定的

Blasting

回复 4# jch_ma


    是为了防共振。内外弹簧旋向不一样，振动波的方向不同从而相互抵消。柴油机上用双弹簧的很多的啊。

zchunyun

在气门开启期间，为保证气门驱动机构不脱离，始终受凸轮控制，气门弹簧力应能克服气门机构因负加速度和机构振动所引起的惯性力，当计算所得的惯性力比较大时（也就是说在单弹簧的情况下会出现气门飞脱的现象），这时就需要将气门弹簧设计成双弹簧的形式（当然，你也可以加大弹簧刚度，只要容纳弹簧的空间允许的话）。至于双弹簧的好处，前面已经说得差不多啦。
个人观点。

hrxiaowenzi

原来弹簧也有大学问！

aaacxj

呵呵，大家讨论的挺热闹么，我也说点自己的观点吧：气门质量和弹簧决定了 它共振频率 ，它直接影响发动机加速性，。如果在使用范围内，可以使用双弹簧来改变频率