专利名称：一种材料截面轮廓向内侧凸出的气门弹簧的制作方法
技术领域：
本实用新型属于弹簧，具体的说是一种材料截面轮廓向内侧凸出的气门弹簧。
背景技术：
在发动机的运转中，气门弹簧的作用是与配气凸轮配合，在整个配气过程中保证气门按照配气凸轮轮廓形状确定的运动规律开启和关闭。基于产品的使用特点，决定了气门弹簧需要拥有很高的疲劳寿命。气门弹簧1常用的材料其截面形状是圆形的(参见图1)，在弹簧受力(如压力)时， 弹簧材料内侧所受的应力要大于外侧的应力，其应力分布参见图2，图2中中间剖面线部分为弹簧材料的圆形截面2，圆形截面2周围呈放射状分布的箭头为弹簧受力时应力的方向， 箭头的长度为应力的相对大小，从图中可见，应力在截面圆周各个部位的大小不同，尤其是内侧最大、外侧最小，应力的分布形成一个椭圆，这种应力分布不均的现象，会导致弹簧内侧早于外侧达到疲劳寿命，造成弹簧材料的性能不能完全发挥，且弹簧的疲劳寿命较短。
发明内容本实用新型要解决的技术问题和提出的技术任务是克服现有技术用圆形截面材料制得的气门弹簧寿命较低的缺陷，提供一种材料截面轮廓向内侧凸出的气门弹簧。为解决本实用新型提出的技术问题，本实用新型采用的技术方案是一种材料截面轮廓向内侧凸出的气门弹簧，其由线材绕制成螺旋状，其特征是所述线材的截面轮廓的内侧部分的曲率半径小于外侧部分的曲率半径使线材的整个截面轮廓呈向内侧凸出状(可简称该截面为卵形截面)。尤其是，所述线材的截面轮廓的内侧顶端位置的曲率半径最小。所述线材的截面轮廓的内侧部分为椭圆的一部分，且其长轴方向与弹簧的直径方向一致；所述线材的截面轮廓的外侧部分为圆的一部分；所述的内侧部分与外侧部分平滑过渡。本实用新型通过将弹簧材料的截面形状由圆形改为卵形，可在材料截面面积相等的前提下，有效地改变弹簧工作时内外侧的应力分布情况，降低弹簧内侧的应力，使弹簧材料截面的应力分布由偏心圆变成近似的同心圆，从而使弹簧材料的性能得以充分利用，提高了弹簧的使用寿命。
图1为圆形截面弹簧材料制成的气门弹簧。图2为图1所示气门弹簧在受力时材料截面上的应力分布示意图。图3为本实用新型卵形截面弹簧材料制成的气门弹簧。图4为图3所示气门弹簧在受力时材料截面上的应力分布示意图。图中标号说明1-圆形截面材料制得的气门弹簧，2-圆形截面，3-卵形截面材料制得的气门弹簧，4-卵形截面，5-内侧部分，6-外侧部分，7-截面轮廓的内侧顶端。
具体实施方式
以下结合说明书附图对本实用新型做进一步说明。如图3、4所示，本实用新型的材料截面轮廓向内侧凸出的气门弹簧3，由线材绕制成螺旋状，线材的截面轮廓的内侧部分5的曲率半径小于外侧部分6的曲率半径使线材的整个截面轮廓呈向内侧凸出状(可简称该截面为卵形截面4)。进一步的，线材的截面轮廓的内侧顶端位置7的曲率半径最小。线材的截面轮廓的内侧部分5为椭圆的一部分，且其长轴方向与弹簧的直径方向一致；线材的截面轮廓的外侧部分6为圆的一部分；内侧部分5 与外侧部分6平滑过渡。在弹簧受力(如压力)时，该卵形截面弹簧材料内侧所受的应力相对于圆形截面弹簧材料有所减小，其应力分布参见图4，图4中中间剖面线部分为该弹簧材料的卵形截面 4，卵形截面4周围呈放射状分布的箭头为弹簧受力时应力的方向，箭头的长度为应力的相对大小，从图中可见，应力在截面圆周各个部位的大小趋于一致，应力的分布趋近为圆形， 较为均勻，由于降低了材料截面上的最大应力点，从而可以有效地提高材料的应力设计水平，充分发挥弹簧材料的潜能，做到了产品的轻量化设计，并延长弹簧的疲劳寿命。
权利要求1.一种材料截面轮廓向内侧凸出的气门弹簧(3)，其由线材绕制成螺旋状，其特征是 所述线材的截面轮廓的内侧部分(5)的曲率半径小于外侧部分(6)的曲率半径使线材的整个截面轮廓呈向内侧凸出状。
2.根据权利要求1所述的一种材料截面轮廓向内侧凸出的气门弹簧，其特征是所述线材的截面轮廓的内侧顶端位置(7)的曲率半径最小。
3.根据权利要求1或2所述的一种材料截面轮廓向内侧凸出的气门弹簧，其特征是 所述线材的截面轮廓的内侧部分(5)为椭圆的一部分，且其长轴方向与弹簧的直径方向一致；所述线材的截面轮廓的外侧部分(6)为圆的一部分；所述的内侧部分(5)与外侧部分 (6)平滑过渡。
专利摘要本实用新型公开了一种材料截面轮廓向内侧凸出的气门弹簧，现有技术用圆形截面材料制得的气门弹簧寿命较低，本实用新型由线材绕制成螺旋状，其特征是所述线材的截面轮廓的内侧部分的曲率半径小于外侧部分的曲率半径使线材的整个截面轮廓呈向内侧凸出状(可简称该截面为卵形截面)。本实用新型通过将弹簧材料的截面形状由圆形改为卵形，可在材料截面面积相等的前提下，有效地改变弹簧工作时内外侧的应力分布情况，降低弹簧内侧的应力，使弹簧材料截面的应力分布由偏心圆变成近似的同心圆，从而使弹簧材料的性能得以充分利用，提高了弹簧的使用寿命。
文档编号F16F1/04GK201953875SQ201020540718
公开日2011年8月31日 申请日期2010年9月25日 优先权日2010年9月25日
发明者王卫刚 申请人:浙江美力科技股份有限公司