Le ressort de soupape est situé entre la culasse et le siège de ressort à l'extrémité de la tige de soupape. La fonction du ressort de soupape est de garantir que la soupape peut s'adapter étroitement au siège de soupape ou à la bague de siège de soupape lorsque la soupape est fermée, et de surmonter la force d'inertie générée par le mécanisme de soupape lorsque la soupape est ouverte, de sorte que les pièces de transmission soient toujours contrôlées par la came et ne se détachent pas les unes des autres.
Les ressorts de soupape sont souvent fabriqués à partir de fils d'acier allié de haute qualité et subissent un traitement thermique pour améliorer leur résistance à la fatigue. Pour éviter la corrosion du ressort, la surface du ressort doit être galvanisée et phosphatée. Les deux extrémités du ressort doivent être meulées à plat et perpendiculaires à l'axe du ressort pour éviter que le ressort ne bascule pendant le fonctionnement.
Les ressorts de soupape sont principalement des ressorts hélicoïdaux cylindriques. Lorsque la fréquence de travail du ressort de soupape est égale ou multiple de sa fréquence naturelle, le ressort de soupape résonne et la probabilité de rupture augmente. Pour éviter la résonance, des ressorts à pas variable peuvent être utilisés, et actuellement la plupart des moteurs utilisent des ressorts doubles concentriques. Le sens de rotation des ressorts intérieur et extérieur est opposé, et la rigidité du ressort extérieur est supérieure à celle du ressort intérieur. Les ressorts doubles empêchent non seulement la résonance, mais raccourcissent également la longueur du ressort. De plus, lorsqu'un ressort se casse, l'autre ressort peut continuer à fonctionner, empêchant la soupape de tomber dans le cylindre.
La méthode de rupture
Étant donné que le ressort de soupape subit un couple pendant le fonctionnement, la répartition des contraintes sur sa section circulaire est inégale. La contrainte augmente progressivement de l'origine proche du centre vers chaque point sur le bord, et la surface subit la contrainte la plus élevée. En termes de points de surface, la surface intérieure subit la contrainte la plus élevée et est soumise à une contrainte plane. Par conséquent, une fois qu'il y a un défaut sur la surface du ressort de soupape, il est possible de générer la concentration de contrainte maximale à l'emplacement du défaut, ce qui entraîne une rupture prématurée du ressort.
Raison de la casse
La cause de la rupture du ressort de soupape est due non seulement à des défauts de fabrication, mais également à une utilisation inappropriée qui peut également provoquer des dommages prématurés. Les raisons les plus courantes sont les suivantes :
① La surface du ressort présente des piqûres et des piqûres de corrosion. Un stockage inapproprié peut provoquer des piqûres de corrosion à la surface du ressort. Lorsque le ressort est soumis à un couple élevé, une concentration de contrainte peut facilement se produire au niveau des piqûres de corrosion, ce qui conduit finalement à une rupture de fatigue du ressort.
Méthode de contrôle de la qualité des ressorts de soupape neufs : serrez le ressort sur un étau et comprimez-le à la longueur minimale, de manière à ce qu'il n'y ait autant d'espace que possible entre les anneaux, et maintenez-le pendant 48 heures. S'il y a des défauts à la surface du ressort, il se cassera après ce traitement de compression. En effet, la contrainte interne du ressort est fortement concentrée à proximité du défaut, ce qui provoque la rupture du ressort.
La force d'élasticité du ressort de soupape peut être déterminée par une méthode de comparaison. La méthode spécifique consiste à connecter d'abord l'ancien ressort de soupape inspecté en série avec un nouveau ressort de soupape, et à les séparer avec une rondelle en acier au milieu. Appliquez ensuite une certaine pression sur un ressort de soupape et observez le degré de compression du nouveau et de l'ancien ressort. Si l'élasticité de l'ancien ressort est insuffisante, il faut d'abord l'enfoncer.
② L'axe central du ressort est incliné. Si les deux faces d'extrémité du ressort de soupape ne sont pas perpendiculaires à l'axe central du ressort, le ressort fonctionnera à grande vitesse pendant une longue période et son matériau métallique est également sujet à la fracture en raison de la fatigue. La méthode de vérification de la verticalité des ressorts de soupape consiste à placer d'abord le ressort verticalement sur une plaque plate, à utiliser une règle carrée pour reposer sur le cercle inférieur du ressort, puis à faire tourner le ressort une fois et à mesurer la distance maximale entre le cercle supérieur du ressort et la règle carrée. Normalement, la distance d'inclinaison du ressort de soupape par rapport à la ligne verticale est de 1,5 mm. Si elle dépasse cette valeur, il est préférable de le remplacer par un neuf.
③ Mouvement du guide de soupape ou roulements d'arbre à cames desserrés. Si le guide de soupape bouge pendant l'utilisation, cela peut provoquer la rupture du ressort de soupape en raison de la contrainte de flexion lors de la compression. Des roulements d'arbre à cames desserrés peuvent provoquer une résonance dans les ressorts de soupape et également entraîner leur rupture.
④ Mauvaise utilisation ou installation. Pendant le fonctionnement d'un moteur diesel, si la vitesse change soudainement et fréquemment, la fréquence de compression et d'extension du ressort de soupape augmentera soudainement, ce qui entraînera une fracture par fatigue.
⑤ Le ressort de soupape n'a pas été assemblé comme prévu. Lors de l'assemblage des ressorts de soupape, certains modèles ont des exigences particulières. Par exemple, le moteur diesel Isuzu 6BBl nécessite que le côté bleu du ressort soit face à la surface plane de la culasse. Sinon, le ressort est susceptible de se casser.
Gestion des urgences
Si le ressort de soupape d'un moteur diesel est cassé pendant la conduite, le ressort cassé peut d'abord être retiré, puis les surfaces de travail aux deux extrémités du ressort peuvent être réinstallées pour une utilisation temporaire. Si le ressort se casse en plusieurs sections, les boulons de réglage des soupapes d'admission et d'échappement du cylindre peuvent être retirés pour maintenir les soupapes fermées. Ensuite, le tuyau d'huile haute pression de la pompe d'injection de carburant menant au cylindre peut être retiré pour l'empêcher d'injecter du carburant dans le cylindre, ce qui permet à la voiture de continuer à rouler jusqu'à sa destination.
Étapes d'inspection
(1) Vérifiez la longueur libre du ressort de soupape. Mesurez la longueur libre du ressort de soupape avec un pied à coulisse et sa valeur doit correspondre à la valeur standard. S'il ne répond pas aux exigences, il doit être remplacé.
(2) Vérifiez la verticalité du ressort de soupape. Utilisez une règle carrée et une plaque plate pour vérifier la verticalité du ressort de soupape. Sa valeur doit être conforme à la valeur standard, sinon il doit être remplacé.
(3) Vérifiez la précharge du ressort de soupape. Utilisez un dynamomètre pour détecter la force de précharge du ressort de soupape, et sa valeur doit être conforme à la norme. Si la force de précharge est inférieure à la valeur standard, le ressort de soupape doit être remplacé.
(4) Pour éviter tout dommage, le ressort doit être comprimé fréquemment.