[发明专利]一种单边变节距气门弹簧及其绕制工装、方法

说明书

本发明提供一种单边变节距气门弹簧及其绕制工装、方法，所述弹簧本体沿轴向自上而下包括顶端并圈、等节距圈、过渡圈、变节距圈以及底端并圈；所述变节距圈的节距小于等节距圈的节距，并通过所述过渡圈均匀过渡；从所述顶端并圈到等节距圈四分之一处，弹簧的外径逐渐变大，且最大值小于底端并圈的弹簧内径。本发明在弹簧绕制的过程中，通过控制节距销和绕制销的运动改变弹簧的节距和外径，形成单边变节距的外部轮廓，减小弹簧上端部的外径、增加弹簧本体的自振频率，实现轻量化的同时避免了在高转运速下发生颤振，装配时易于区分，减少装配错误。

技术领域

本发明涉及弹簧制造技术领域，具体涉及一种单边变节距气门弹簧及其绕制工装、方法。

背景技术

现有技术下，随着国六排放标准的实行，对汽车的发动机及其配件的节能减排、轻量化性能越来越重视，而圆柱形气门弹簧由于其生产难度低，价格便宜的优势一直备受青睐，但在轻量化上却没有任何优势。同时当前发动机最高转速能达到7100转/分甚至更高，普通的等节距气门弹簧在高转速情况下尤其转速大于5500转/分时极易出现颤振情况，此时弹簧会出现并圈现象，弹力及应力激增导致弹簧断裂失效，进而对发动机造成不可挽回的损伤。

发明内容

为了解决现有技术下，普通的圆柱形等节距气门弹簧在高转速情况下极易出现颤振情况进而导致弹簧断裂失效的现象，需要改进弹簧结构及工艺，提供一种具有良好减震作用的气门弹簧。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种单边变节距气门弹簧，包括弹簧本体，所述弹簧本体沿轴向自上而下包括顶端并圈、等节距圈、过渡圈、变节距圈以及底端并圈；所述变节距圈的节距小于等节距圈的节距，并通过所述过渡圈均匀过渡；从所述顶端并圈到等节距圈四分之一处，弹簧的外径逐渐变大，且最大值小于底端并圈的弹簧内径。

进一步地，所述弹簧本体满足如下关系式：

De1-Di21.5d；De1-Di20

其中，De1为弹簧顶部外径，Di2为弹簧底部内径，d为弹簧线材直径。

优选地，所述等节距圈的节距为7.5-8.0mm，所述过渡圈节距为4.5-7.5mm，所述变节距圈的节距为4.0-4.5mm。

优选地，所述顶端并圈和底端并圈各设置为一圈，所述等节距圈占弹簧总圈数的30％，所述过渡圈占弹簧总圈数的10％，所述变节距圈约占弹簧总圈数的40％。

一种单边变节距气门弹簧的绕制工装，包括送料机构和绕制机构，所述送料机构包括用于矫直、限位的导向板以及至少一组设置在所述导向板两侧的送料滚轮，所述送料滚轮用于将线材原料送入绕制机构；所述绕制机构包括刀座以及节距销和至少两个绕制销，所述节距销和绕制销能够在驱动装置的作用下运动。

一种单边变节距气门弹簧的绕制方法，具体包括以下步骤：

设定弹簧节距和外径绕制的目标值；

线材原料通过送料滚轮和导向板送入绕制机构；

绕制机构根据目标值调节节距销和绕制销的运动，控制弹簧绕制的节距和外径，使弹簧绕制成型。

本发明在弹簧绕制的过程中，通过控制节距销和绕制销的运动改变弹簧的节距和外径，形成单边变节距的外部轮廓，减小弹簧上端部的外径、增加弹簧本体的自振频率，实现轻量化的同时避免了在高转运速下发生颤振，装配时易于区分，减少装配错误。

附图说明

图1为本发明的步骤流程示意图；

图2为本发明弹簧圈数与节距的关系图；

图3为本发明弹簧绕制工装的结构示意图；

图4为本发明弹簧绕制方法的步骤流程图；