更新於 2024/09/16閱讀時間約 2 分鐘

活塞環(Piston Ring)、搪線&連桿

  • 活塞是發動機中的主要配件之一:
  1. 它與活塞環、活塞銷等零件組成活塞組
  2. 與氣缸蓋等共同組成燃燒室
  3. 承受燃氣作用力,並通過活塞銷和連杆把動力傳給曲軸,以完成內燃發動機的工作過程

活塞環

  • 環狀合金鑄鐵,其上有一缺口
  • 嵌入活塞環槽之前其外徑大於汽缸內徑
  • 當活塞裝入汽缸後,活塞環則與汽缸壁緊密貼合而成為正圓形
  • 各活塞環之缺口必須錯開,以免造成引擎漏氣或過多機油流至燃燒室內
  • 活塞環由兩個壓縮環一個刮油環一組
  • 其功用分別為密封燃燒室、將活塞的熱傳至汽缸壁、將適量的機油攜帶至活塞與汽缸壁間,並且刮除汽缸壁上過多的機油。
  • 活塞環分為氣環油環
多數汽油機活塞環的上兩道為氣環,第三道為油環
  • 活塞環在高溫、高壓、高速和潤滑極其困難的條件下工作(尤其是第一道環)
長期以來,活塞環一直是發動機上使用壽命最短的零件
  • 活塞環工作時受到氣缸中高溫高壓燃氣的作用,溫度很高(特別是第一道環溫度可高達600K),活塞環在氣缸內隨活塞一起作高速運動,加上高溫下機油可能變質,使環的潤滑條件變壞,難以保證良好的潤滑,因而磨損嚴重。
  • 由於氣缸壁的錐度和橢圓度,活塞環隨活塞往復運動時,沿徑向會產生一張一縮運動,使環受到交變應力而容易折斷
要求活塞環彈性好,強度高、耐磨損

氣環
  • 作用:密封和導熱(主要為密封作用,因為密封是傳熱的前提)
  • 密封即是封閉氣缸中的高壓燃氣,防止竄入油底
  • 導熱是指活塞上部70%-80%的熱量通過氣環傳導給缸壁
  • 如果密封性不好,高溫燃氣將直接從氣缸表面流入曲軸箱
由於環面和氣缸壁面貼合不嚴而不能很好散熱,外圓表面吸收附加熱量而導致活塞和氣環燒壞。
  • 活塞環在高溫、高壓、高速和潤滑極其困難的條件下工作(尤其是第一道環 )
  • 活塞環工作時受到氣缸中高溫高壓燃氣的作用,溫度很高(特別是第一道環)
  • 活塞環在氣缸內隨活塞一起作高速運動,加上高溫下機油可能變質,使環的潤滑條件變壞,難以保證良好的潤滑,因而磨損嚴重。

油環
  • 上行布油、下行刮油
一則減少活塞、活塞環和氣缸的磨損,二則防止機油竄入燃燒室。

搪線

  • 正常的汽缸壁上會有加工留下的搪線(以螺旋狀分佈)
  • 若活塞與汽缸產生不正常摩擦,汽缸壁上會產生與活塞運動方向平行的深刻刮痕
  • 或是在活塞頂座、活塞裙上留下痕跡,這樣的引擎是必須要搪缸並更換活塞
  • 更嚴重的「縮缸」則是活塞與汽缸壁卡死,以致引擎無法運轉。

連桿

  • 多為鋁合金鍛造而成。
  • 兩端分別連結活塞曲軸
  • 連結活塞者稱為小端
  • 引擎運轉時,連桿小端隨活塞做上下運動
  • 連結曲軸者稱為大端。
  • 連桿大端隨曲軸作圓周擺動運動,要承受很大的應力
  • 連桿斷面都設計成H型,以提高抗彎曲強度
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