يقع زنبرك الصمام بين رأس الأسطوانة ومقعد الزنبرك في نهاية ساق الصمام. تتمثل وظيفة زنبرك الصمام في ضمان أن الصمام يمكن أن يتناسب بإحكام مع مقعد الصمام أو حلقة مقعد الصمام عند إغلاق الصمام، والتغلب على القوة القصورية الناتجة عن آلية الصمام عند فتح الصمام، بحيث يتم التحكم في أجزاء ناقل الحركة دائمًا بواسطة الكاميرا ولا تنفصل عن بعضها البعض.
غالبًا ما تكون نوابض الصمام مصنوعة من أسلاك فولاذية عالية الجودة وتخضع للمعالجة الحرارية لتحسين قوة التعب. لتجنب تآكل الزنبرك، يجب أن يكون سطح الزنبرك مجلفنًا ومُفسفتًا. يجب أن يكون طرفا الزنبرك مستويين وعموديين على محور الزنبرك لمنع إمالة الزنبرك أثناء التشغيل.
تتكون نوابض الصمام في الغالب من نوابض حلزونية أسطوانية. عندما يكون تردد عمل زنبرك الصمام مساويًا أو مضاعفًا لتردده الطبيعي، فإن زنبرك الصمام يتردد ويزداد احتمال الكسر. لمنع الرنين، يمكن استخدام نوابض ذات درجة حرارة متغيرة، وتستخدم معظم المحركات حاليًا نوابض مزدوجة متحدة المركز. يكون اتجاه دوران النوابض الداخلية والخارجية متعاكسًا، وتكون صلابة الزنبرك الخارجي أكبر من صلابة الزنبرك الداخلي. لا تمنع النوابض المزدوجة الرنين فحسب، بل تقصر أيضًا طول الزنبرك. بالإضافة إلى ذلك، عندما ينكسر زنبرك واحد، يمكن للزنبرك الآخر الاستمرار في العمل، مما يمنع الصمام من السقوط في الأسطوانة.
طريقة الكسر
نظرًا لأن زنبرك الصمام يتحمل عزم الدوران أثناء التشغيل، فإن توزيع الإجهاد على مقطعه الدائري غير متساوٍ. يزداد الإجهاد تدريجيًا من الأصل بالقرب من المركز إلى كل نقطة على الحافة، ويتعرض السطح لأعلى إجهاد. من حيث نقاط السطح، يتحمل السطح الداخلي أعلى إجهاد ويتعرض لإجهاد مستوي. لذلك، بمجرد وجود عيب على سطح زنبرك الصمام، من الممكن توليد أقصى تركيز للإجهاد في موقع العيب، مما يؤدي إلى كسر مبكر للزنبرك.
سبب الكسر
إن سبب كسر زنبرك الصمام، بالإضافة إلى عيوب التصنيع، قد يؤدي الاستخدام غير السليم أيضًا إلى حدوث تلف مبكر. الأسباب الشائعة هي كما يلي:
① هناك حفر وتآكل على سطح الزنبرك. التخزين غير السليم يمكن أن يسبب حفر تآكل على سطح الزنبرك. عندما يتعرض الزنبرك لعزم دوران مرتفع، يمكن أن يحدث تركيز الإجهاد بسهولة في حفر التآكل، مما يؤدي في النهاية إلى كسر التعب في الزنبرك.
طريقة فحص الجودة لنوابض الصمام الجديدة: قم بتثبيت الزنبرك على كماشة واضغط عليه إلى الحد الأدنى من الطول، بحيث لا توجد فجوة بين الحلقات قدر الإمكان، واحتفظ به لمدة 48 ساعة. إذا كانت هناك عيوب على سطح الزنبرك، فسوف ينكسر بعد معالجة الضغط هذه. وذلك لأن الإجهاد الداخلي للزنبرك مركّز للغاية بالقرب من العيب، مما يتسبب في كسر الزنبرك.
يمكن تحديد قوة مرونة زنبرك الصمام من خلال طريقة المقارنة. الطريقة المحددة هي أولاً توصيل زنبرك الصمام القديم الذي يتم فحصه على التوالي بزنبرك صمام جديد، وفصلهما بغسالة فولاذية في المنتصف. ثم ضع قدرًا معينًا من الضغط على زنبرك الصمام ولاحظ درجة ضغط الزنبركين الجديد والقديم. إذا كانت مرونة الزنبرك القديم غير كافية، فيجب الضغط عليه أولاً.
② خط الوسط للزنبرك منحرف. إذا لم يكن وجها نهاية زنبرك الصمام عموديين على خط الوسط للزنبرك، فسيعمل الزنبرك بسرعة عالية لفترة طويلة، كما أن مادته المعدنية معرضة للكسر بسبب التعب. تتمثل طريقة التحقق من عمودية زنبركات الصمام في وضع الزنبرك رأسياً أولاً على لوحة مسطحة، واستخدام مسطرة مربعة للراحة على الدائرة السفلية للزنبرك، ثم تدوير الزنبرك مرة واحدة وقياس أقصى مسافة بين الدائرة العلوية للزنبرك والمسطرة المربعة. عادةً، تكون مسافة ميل زنبرك الصمام إلى الخط الرأسي 1.0-1.5 مم. إذا تجاوزت هذه القيمة، فمن الأفضل استبداله بآخر جديد.
③ حركة دليل الصمام أو محامل عمود الكامات السائبة. إذا تحرك دليل الصمام أثناء الاستخدام، فقد يتسبب ذلك في كسر زنبرك الصمام بسبب إجهاد الانحناء عند الضغط. يمكن أن تتسبب محامل عمود الكامات السائبة في حدوث رنين في زنبركات الصمام وتؤدي أيضًا إلى كسرها.
④ التشغيل أو التركيب غير السليم. أثناء تشغيل محرك الديزل، إذا تغيرت السرعة فجأة بشكل متكرر، فإن تواتر الضغط وتمدد زنبرك الصمام سيزداد فجأة، مما يؤدي إلى كسر التعب.
⑤ لم يتم تجميع زنبرك الصمام بالشكل المطلوب. عند تجميع زنبركات الصمام، فإن بعض الموديلات لها متطلبات خاصة. على سبيل المثال، يتطلب محرك الديزل Isuzu 6BBl أن يواجه الجانب الأزرق من الزنبرك السطح المستوي لرأس الأسطوانة. وإلا، فإن الزنبرك يكون عرضة للكسر.
إدارة الطوارئ
إذا وجد أن زنبرك الصمام لمحرك الديزل مكسور أثناء القيادة، فيمكن إزالة الزنبرك المكسور أولاً، ثم يمكن إعادة تثبيت الأسطح العاملة في كلا طرفي الزنبرك للاستخدام المؤقت. إذا انكسر الزنبرك إلى عدة أقسام، فيمكن إزالة مسامير ضبط صمامات السحب والعادم للأسطوانة لإبقاء الصمامات مغلقة. بعد ذلك، يمكن إزالة أنبوب الزيت عالي الضغط لمضخة حقن الوقود المؤدي إلى الأسطوانة لمنعه من حقن الوقود في الأسطوانة، مما يسمح للسيارة بمواصلة القيادة إلى الوجهة.
خطوات التفتيش
(1) تحقق من الطول الحر لزنبرك الصمام. قم بقياس الطول الحر لزنبرك الصمام باستخدام الفرجار، ويجب أن تتوافق قيمته مع القيمة القياسية. إذا لم تتوافق مع المتطلبات، فيجب استبدالها.
(2) تحقق من عمودية زنبرك الصمام. استخدم مسطرة مربعة ولوحة مسطحة للتحقق من عمودية زنبرك الصمام. يجب أن تتوافق قيمته مع القيمة القياسية، وإلا فيجب استبداله.
(3) التحقق من الحمل المسبق لزنبرك الصمام. استخدم مقياس القوة للكشف عن قوة الحمل المسبق لزنبرك الصمام، ويجب أن تتوافق قيمتها مع المعيار. إذا كانت قوة الحمل المسبق أقل من القيمة القياسية، فيجب استبدال زنبرك الصمام.
(4) لمنع الضرر، يجب ضغط الزنبرك بشكل متكرر.