一些输出参数受设计约束条件限制 。例如 ， 安装长度和弹簧平均直径受包装空间限制 。在最大弹簧压缩量和在压实长度下的弹簧扭转应力受弹簧疲劳寿命、强度和最大允许应力极限限制 。关于弹簧颤振保护的约束条件是通过控制实体间隙和弹簧固有频率实现的 。弹簧颤振的阶数是指弹簧的固有频率与发动机的工作频率之比 。为了保证弹簧不在运行中发生强烈颤振 。气门弹簧的固有频率通常至少应当是发动机工作频率的13倍 ， 即希望弹簧颤振的阶要高于13 。弹簧固有频率分析表明 ， 如果弹簧对于凸轮型线的主导谐波之一响应非常灵敏的话 ， 颤振的趋势肯定是存在的 。在这种情况下 ， 就需要对凸轮或者弹簧的设计进行修改 。有时可以使用变刚度或嵌套弹簧来改变弹簧的频率 ， 以帮助减轻颤振问题 。
弹簧设计是一个多维参数的没汁问题 ， 可以通过一个图形化的方式来处理 ， 以检查参数敏感度趋势 。气门弹簧设计优化的目的是最大限度地增大弹簧的固有频率 ， 以减少弹簧振动 ， 同时满足以下限制条件：①发动机系统方面所要求的弹簧预紧力和气门弹簧刚度；②最大允许的弹簧应力；③适当的实体间隙以控制弹簧颤振 。
气门弹簧设计的步骤气门弹簧的没计是一个复杂的系统设计课题 。良好的弹簧设计可以最大限度地减少配气机构的摩擦和磨损 。现将一个基于构造参变量敏感度设计图的气门弹簧设计的分析式方法总结如下：
（1）第1步通过分析车辆下坡行驶性能和发动机制动 ， 确定配气机构的飞脱转速设计目标 ， 以便确定所需要的气门弹簧预紧力和弹簧刚度；
（2）第2步建立配气机构动力学模型 ， 以便准确地预测飞脱 ， 并且评估缸内再压缩压力对飞脱的影响；
（3）第3步通过对弹簧预紧力和弹簧刚度的不同取值进行参变量扫值计算 ， 构建配气机构动力学的参数图 ， 以检查它们对配气机构振动的影响 。需要在图中绘制推杆力、配气机构加速度和弹簧减速度相对于曲轴转角的曲线 ， 以显示飞脱的设计裕度 ， 从而能够在第4步中方便而明智地选取弹簧预紧力和弹簧刚度所需要具有的目标值；
（4）第4步基于排气门阀头的静态力平衡 ， 计算所需要的弹簧预紧力以防止排气门出现跳浮 。为带和不带排气制动器的发动机选择排气门弹簧预紧力 ， 并使用在第3步中的设计参数图来选择匹配的弹簧刚度；
（5）第5步对设计参数进行参变量扫值计算 ， 使用图形化设计方法为弹簧设计构造参变量敏感度设计图 。选择弹簧的平均直径、线圈钢丝直径和线圈数目 ， 同时满足弹簧扭转应力、固有频率、线圈间隙等设计约束条件 。或者也可用分析式优化方法直接求解式 。
气门弹簧折断的方法因为气门弹簧工作时承受扭力 ， 所以在它圆截面上的应力分布是不均匀的 。从近中心的原点 ， 到边缘各点 ， 应力逐渐递增 ， 表面所受的应力最大 。就表面各点而言 ， 正内侧表面承受的应力最大 ， 且受平面应力的作用 。为此 ， 一旦气门弹簧表面存在缺陷 ， 位于缺陷处即有可能产生最大的应力集中 ， 从而导致弹簧的早期断裂 。
【气门弹簧是什么】
