Da die Ventilfeder im Betrieb Torsionskräften ausgesetzt ist, ist die Spannungsverteilung in ihrem kreisförmigen Querschnitt-ungleichmäßig. Vom Ursprung in der Nähe der Mitte bis zu den Rändern nimmt die Spannung allmählich zu, wobei die Oberfläche der größten Belastung ausgesetzt ist. Die mediale Oberfläche ist an allen Punkten der Oberfläche am stärksten beansprucht und wird von der ebenen Belastung beeinflusst. Aus diesem Grund ist es möglich, dass bei einem Defekt an der Oberfläche der Ventilfeder die größte Spannungskonzentration an dem Defekt entsteht, was zu einem vorzeitigen Bruch der Feder führen kann.
Bruchursachen
Die Ursache für einen Bruch der Ventilfeder kann neben Herstellungsfehlern auch zu frühzeitigen Schäden durch unsachgemäßen Gebrauch führen. Die häufigsten Ursachen sind folgende:
(1) Auf der Oberfläche der Feder sind Lochfraß und Korrosionsnarben vorhanden. Durch unsachgemäße Lagerung bildet sich auf der Oberfläche der Feder eine Korrosionsgrube. Wenn die Feder einem großen Drehmoment ausgesetzt wird, kann es leicht zu einer Spannungskonzentration in der Grube kommen, die schließlich zu einem Ermüdungsbruch der Feder führen kann.
Die Qualitätsprüfungsmethode der neuen Ventilfeder: Die Feder wird in den Schraubstock eingespannt und auf die minimale Länge komprimiert, so dass möglichst kein Spalt zwischen den Ringen entsteht, und 48 Stunden lang aufbewahrt. Wenn an der Oberfläche der Feder ein Defekt vorliegt, bricht sie nach dieser Kompressionsbehandlung. Dies liegt daran, dass sich die inneren Spannungen der Feder in der Nähe des Defekts stark konzentrieren und zum Bruch der Feder führen.
Die Stärke der Ventilfederelastizität kann durch die Vergleichsmethode ermittelt werden. Die Methode besteht darin, zunächst eine alte Ventilfeder mit einer neuen Ventilfeder und einer neuen Ventilfeder in Reihe zu verbinden und diese mit einer Stahlscheibe zu trennen. Üben Sie dann einen bestimmten Druck auf eine Ventilfeder aus und beobachten Sie den Kompressionsgrad der alten und neuen Feder. Sollte die Elastizität der alten Feder nicht ausreichen, muss diese zunächst nach unten gedrückt werden.
(2) Die Mittellinie der Feder ist schief. Wenn die beiden Endflächen der Ventilfeder nicht senkrecht zur Mittellinie der Feder sind, arbeitet die Feder lange Zeit mit hoher Geschwindigkeit und es kann aufgrund von Ermüdung leicht zu einem Bruch des Metallmaterials kommen. Die Methode zur Überprüfung der Rechtwinkligkeit der Ventilfeder besteht darin, die Feder zunächst vertikal auf die Platte zu legen, sich mit einem rechteckigen Lineal auf den unteren Kreis der Feder zu stützen und dann die Feder zu drehen, um den maximalen Abstand zwischen der obersten Feder und dem rechteckigen Lineal zu messen. Normalerweise beträgt der Neigungsabstand der Ventilfeder zur Vertikalen 1,0–1,5 mm. Wird dieser Wert überschritten, ist es am besten, ihn durch einen neuen zu ersetzen.
(3) Kanalisierung der Ventilführung oder Lockerung des Nockenwellenlagers. Wenn sich die Ventilführung während des Gebrauchs bewegt, kann dies dazu führen, dass die Ventilfeder aufgrund der Biegebeanspruchung beim Zusammendrücken bricht. Lockere Nockenwellenlager können dazu führen, dass die Ventilfedern mitschwingen und brechen.
(4) Unsachgemäßer Betrieb oder Installation. Wenn sich die Drehzahl während des Betriebs des Dieselmotors häufig und plötzlich ändert, nimmt die Häufigkeit des Zusammendrückens und Ausfahrens der Ventilfeder plötzlich zu, was zu Ermüdungsbrüchen führt.
(5) Ventilfedern sind nicht wie erforderlich montiert. Bei der Montage von Ventilfedern gelten bei manchen Modellen besondere Anforderungen. Beim Isuzu 6BBl-Dieselmotor muss beispielsweise die blaue Seite der Feder zur oberen Ebene des Zylinderkopfes zeigen. Andernfalls besteht die Gefahr, dass die Feder bricht.
Notfallreaktion
Wenn beim Autofahren festgestellt wird, dass die Ventilfeder des Dieselmotors gebrochen ist, kann die gebrochene Feder zuerst entfernt werden, und dann wird die Arbeitsfläche der beiden Enden der Feder wieder eingebaut, nachdem sie einander gegenüberstehen. Wenn die Feder in mehrere Segmente zerbrochen ist, können die Einstellschrauben der Einlass- und Auslassventile des Zylinders entfernt werden, um das Ventil geschlossen zu halten, und dann kann die Hochdruckölleitung der Kraftstoffeinspritzpumpe, die zum Zylinder führt, entfernt werden, sodass kein Kraftstoff in den Zylinder eingespritzt werden kann und das Auto weiter zum Ziel fahren kann.
