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活塞環輪廓及汽缸壁表面品質對引擎性能及磨潤特性之影響

為了解決高轉速引擎的問題，作者林鴻文 這樣論述：

本文主要探討活塞環的幾何形狀與汽缸壁表面品質特性對於引擎磨潤行為的影響，並企圖改變活塞環幾何形狀與汽缸壁表面品質,以改善其耐磨耗能力、降低機油消耗率與洩漏損失率。實驗規劃則利用田口式參數設計法，將活塞環(壓縮環、刮油環)輪廓形狀與汽缸壁的搪磨交叉角及面粗度做改變，以找出影響機油消耗率與洩漏損失率的特性因子，並作為後續實驗規劃的依據。各種影響因子的評估則使用引擎試驗機與實車進行測試，並使用掃描式電子顯微鏡(SEM)與能量分散光譜儀(EDS)作表面磨損分析，以找出主要的磨耗機構，並評估活塞環幾何形狀與油膜形成能力之關係，以期能增加磨潤效果及降低引擎動力之摩擦損失。 試驗的結果

顯示，活塞環幾何外觀尺寸的減小，會造成活塞與活塞環間配合間隙變大而改變其顫動情形，使機油消耗率明顯的增加。利用田口式參數設計法分析，可以確定影響機油消耗率的最主要因子為刮油環角度，而汽缸壁面粗度、壓縮環幾何輪廓僅為次要因子。最後，依最適參數的水準組合進行驗證實驗，其結果顯示機油消耗率確實能有效的減小。 綜合實驗結果可以確定，活塞環(壓縮環)幾何形狀以圓弧形接觸面設計可減少洩漏損失率，並有助於潤滑油膜厚度的增加使活塞環與汽缸壁的磨耗量明顯的降低;汽缸壁表面品質的要求，對面粗度而言，太粗糙或過於平整的表面對機油消耗量均有不良之影響，並且搪磨角度變小，有助於擠壓項油膜的形成能使潤

滑效果增加，減小磨耗的產生。