แหวนลูกสูบชุดเครื่องกำเนิดไฟฟ้าดีเซล ฟังก์ชั่นแหวนแก๊ส และหลักการทำงาน?

แหวนลูกสูบเป็นแหวนเปิดโลหะยืดหยุ่น ซึ่งสามารถแบ่งออกเป็นสองประเภท: แหวนแก๊สและแหวนน้ำมันตามหน้าที่ติดตั้งที่ปลายด้านบนของหัวลูกสูบมีวงแหวนอากาศ 2 ถึง 4 วง และปลายล่างคือวงแหวนน้ำมัน 1 ถึง 2 วง
หน้าที่ของวงแหวนแก๊สคือเพื่อให้แน่ใจว่ามีการปิดผนึกระหว่างลูกสูบกับผนังกระบอกสูบ และป้องกันไม่ให้ก๊าซแรงดันสูงที่ส่วนบนของลูกสูบรั่วไหลเข้าไปในห้องข้อเหวี่ยงเมื่อซีลไม่ดีแก๊สในจังหวะอัดจะรั่วมากขึ้นซึ่งจะลดแรงดันเมื่อสิ้นสุดการอัดซึ่งจะทำให้สตาร์ทเครื่องยนต์สันดาปภายในได้ยากการรั่วไหลของก๊าซอุณหภูมิสูงเข้าไปในห้องข้อเหวี่ยงจะทำให้อุณหภูมิของลูกสูบเพิ่มขึ้นและน้ำมันจะถูกออกซิไดซ์และเสื่อมสภาพเนื่องจากความร้อนนอกจากฟังก์ชั่นการปิดผนึกแล้ว วงแหวนแก๊สยังมีบทบาทในการถ่ายเทความร้อนอีกด้วยความร้อนส่วนใหญ่ที่ดูดซับโดยด้านบนของลูกสูบจะถูกส่งไปยังผนังกระบอกสูบผ่านวงแหวนแก๊ส (เนื่องจากหัวลูกสูบไม่ได้สัมผัสกับผนังกระบอกสูบ) จากนั้นจึงนำออกไปโดยตัวกลางทำความเย็นภายนอก
แหวนแก๊ส โดยเฉพาะแหวนแก๊สวงแรก นอกเหนือจากการเคลื่อนที่เชิงเส้นตรงแบบลูกสูบความเร็วสูงไปตามแนวผนังกระบอกสูบกับลูกสูบแล้ว ยังได้รับผลกระทบจากแรงดันของอุณหภูมิสูงและก๊าซแรงดันสูง และสภาวะการหล่อลื่นที่ไม่ดี ซึ่งช่วยลดประสิทธิภาพทางกล คุณสมบัติของวงแหวนแก๊สความยืดหยุ่นจะลดลง และจะทำให้น้ำมันหล่อลื่นเป็นคาร์บอน และอาจทำให้เกิดการดึงกระบอกสูบและอากาศรั่วด้วยซ้ำดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีแหวนแก๊สควรมีแรงยืดหยุ่นเพียงพอที่จะทำให้วงแหวนล้อมรอบใกล้กับผนังกระบอกสูบในขณะนี้ เป็นไปไม่ได้ที่ก๊าซแรงดันสูงจะรั่วไหลผ่านพื้นผิวสัมผัสระหว่างวงแหวนแก๊สกับผนังกระบอกสูบก๊าซที่กระทำที่ปลายด้านบนของแหวนจะกดแหวนอย่างแน่นหนาในร่องแหวนลูกสูบ เพื่อให้หน้าล่างสัมผัสกับร่องแหวนอย่างใกล้ชิดก๊าซที่เข้ามาระหว่างด้านในของวงแหวนและร่องของวงแหวนจะกดออกด้านนอก ทำให้วงแหวนติดกับผนังกระบอกสูบแน่นมากขึ้นดังนั้นจึงสามารถป้องกันการรั่วไหลของก๊าซแรงดันสูงได้โดยใช้แรงยืดหยุ่นของตัววงแหวนแก๊สและแรงดันของแก๊ส
แหวนลูกสูบมักทำจากเหล็กหล่อสีเทาหรือเหล็กหล่อโลหะผสมคุณภาพสูงเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพการทำงานของวงแหวนแก๊สวงแรกและปรับปรุงความต้านทานการสึกหรอ จึงมักมีการชุบชั้นโครเมียมที่มีรูพรุนหรือชั้นโมลิบดีนัมบนพื้นผิวของวงแหวนแก๊สวงแรกในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา วงแหวนแก๊สวงแรกก็ทำจากเหล็กดัดหรือเหล็กกล้าเช่นกันในสถานะอิสระ เส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกของวงแหวนจะมีขนาดใหญ่กว่าเส้นผ่านศูนย์กลางของกระบอกสูบเล็กน้อยหลังจากติดตั้งในกระบอกสูบแล้ว แหวนลูกสูบจะสร้างแรงยืดหยุ่นและกดกับผนังกระบอกสูบ และควรสงวนช่องว่างไว้ที่ช่องเปิด (เรียกว่าช่องว่างปลายหรือช่องว่างเปิด แหวนลูกสูบของเครื่องยนต์สันดาปภายใน โดยปกติจะมีช่องว่างในการเปิด 0.4~0.8 มม.) เพื่อป้องกันไม่ให้แหวนลูกสูบติดอยู่ในกระบอกสูบเมื่อได้รับความร้อนและขยายออกหลังจากติดตั้งแหวนลูกสูบในร่องแหวนแล้ว ควรมีช่องว่างในทิศทางความสูงด้วย (เรียกว่าระยะห่างด้านข้าง ระยะห่างด้านข้างของแหวนลูกสูบของเครื่องยนต์สันดาปภายในมักจะอยู่ที่ 0.08-0.16 มม.)เมื่อติดตั้งแหวนลูกสูบบนลูกสูบ ช่องเปิดของแหวนแต่ละวงควรเซประมาณ 120°~180° และช่องเปิดแหวนลูกสูบควรเซมากกว่า 45 จากรูเบาะนั่งพินลูกสูบเพื่อป้องกันการรั่วซึมหลังจากแหวนลูกสูบ ถูกติดตั้งอยู่ในกระบอกสูบปรากฏการณ์ก๊าซ
เพื่อปรับปรุงสภาพการทำงานของแหวนลูกสูบและทำให้แหวนลูกสูบและกระบอกสูบพอดีขึ้น แหวนลูกสูบบางตัวใช้ส่วนที่แตกต่างกัน ดังนั้นจึงควรให้ความสนใจเป็นพิเศษระหว่างการติดตั้งรูปร่างหน้าตัดพื้นฐานของวงแหวนแก๊สเป็นรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าวงแหวนสี่เหลี่ยมนั้นง่ายต่อการผลิตและใช้กันอย่างแพร่หลาย แต่ประสิทธิภาพการทำงานค่อนข้างต่ำ และไม่สามารถตอบสนองความต้องการที่แข็งแกร่งยิ่งขึ้นของเครื่องยนต์ได้วงแหวนอัดทั่วไปนี้สามารถติดตั้งได้อย่างอิสระในร่องวงแหวนแก๊สเครื่องยนต์บางรุ่นใช้โครงสร้างวงแหวนทรงกรวยพื้นผิวการทำงานของวงแหวนถูกทำให้เป็นมุมเรียว 0.5° ถึง 1.5 เพื่อให้พื้นผิวสัมผัสระหว่างพื้นผิวการทำงานของวงแหวนกับผนังกระบอกสูบลดลง และการวิ่งเข้าจะเร็วขึ้นมุมกรวยยังมีฟังก์ชั่นการขูดน้ำมันอย่างไรก็ตาม การสึกหรอของวงแหวนกรวยเกิดขึ้นอย่างรวดเร็ว ซึ่งส่งผลต่ออายุการใช้งานติดตั้งโดยให้ด้านที่ทำมุมคว่ำลง
เครื่องยนต์สันดาปภายในบางรุ่นใช้วงแหวนบิดส่วนหนึ่งของขอบด้านบนของวงกลมด้านในหรือขอบล่างของวงกลมด้านนอกของวงแหวนที่บิดเบี้ยวถูกตัดออกเพื่อสร้างส่วนที่เป็นขั้นบันไดส่วนประเภทนี้ไม่สมมาตรทั้งภายในและภายนอกหลังจากที่วงแหวนถูกโหลดเข้าไปในกระบอกสูบและถูกบีบอัด ภายใต้การกระทำของแรงภายในที่ไม่สมมาตร จะเกิดการเอียงของส่วนที่มีนัยสำคัญ เพื่อให้พื้นผิวด้านนอกของวงแหวนก่อตัวเป็นพื้นผิวเรียวโดยด้านบนเล็กและด้านล่างใหญ่ ซึ่งช่วยลด ขนาดของแหวนพื้นที่สัมผัสของผนังกระบอกสูบทำให้แหวนวิ่งได้ง่ายและส่งผลให้น้ำมันขูดลงด้านล่างยิ่งไปกว่านั้น ใบหน้าส่วนบนและล่างของแหวนยังสัมผัสกับใบหน้าส่วนบนและล่างของร่องแหวนในตำแหน่งที่สอดคล้องกัน ซึ่งไม่เพียงแต่เพิ่มประสิทธิภาพการปิดผนึกเท่านั้น แต่ยังป้องกันไม่ให้แหวนลูกสูบเคลื่อนที่ขึ้นและลงด้วย ร่องและทำให้เกิดน้ำมันปั๊มและการสึกหรอเมื่อติดตั้งวงแหวนจำเป็นต้องคำนึงถึงทิศทางขึ้นและลงไม่สามารถติดตั้งแบบย้อนกลับได้การตัดด้านในควรอยู่ด้านบน และการตัดด้านนอกควรอยู่ด้านล่างสำหรับเครื่องยนต์สันดาปภายในบางรุ่นที่มีภาระความร้อนสูง เพื่อปรับปรุงความสามารถในการป้องกันการโค้กของวงแหวนแก๊ส มักใช้วงแหวนสี่เหลี่ยมคางหมูช่องว่างที่ตรงกันระหว่างหน้าด้านท้ายของแหวนและร่องแหวนจะเปลี่ยนไปตามการแกว่งด้านข้างของลูกสูบภายใต้การกระทำของแรงด้านข้าง ซึ่งสามารถบดขยี้การสะสมของคาร์บอนในร่องแหวน และป้องกันไม่ให้แหวนลูกสูบติดกาวและติดอยู่วงแหวนนี้สามารถติดตั้งได้ตามต้องการเหมือนกับวงแหวนแก๊สธรรมดา
นอกจากนี้ยังมีรูปแบบของวงแหวนหน้ากระบอกแหวนแก๊ส พื้นผิวการทำงานเป็นส่วนโค้งนูน และทิศทางด้านบนและด้านล่างเป็นรูปลิ่มกับผนังกระบอกสูบ ง่ายต่อการวิ่ง ประสิทธิภาพการหล่อลื่นที่ดี และการปิดผนึกที่แข็งแกร่งวงแหวนดังกล่าวมักใช้เพื่อเสริมความแข็งแกร่งให้กับเครื่องยนต์สันดาปภายในเช่นเดียวกับวงแหวนอัดทั่วไป วงแหวนนี้สามารถติดตั้งได้อย่างอิสระในร่องวงแหวนแก๊ส