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在汽紅內來回移動的活塞,必須負責許多工作。最主要的任務是將燃燒爆發所產生的氣體壓力毫不保留地接收後,再從上死點移動到下死點。但它的任務並非只有這樣。

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活塞需直接承受巨大的爆炸壓力,然後才能透過連趕將動力傳遞到曲軸、變速箱與輪胎上,所以活塞頂是活塞最辛苦的部分,多數活塞都採用輕量化鋁合金材質製成。

在進氣行程時,它負責吸入新鮮空氣(混合氣),而且在排氣行程時將燃燒後的氣體往排氣門推出。活塞經常會曝露在高溫的燃燒氣體與低溫的空氣之間,因此不得不要求它的耐熱性。而且,為了減低來回運動所造成的慣性力,輕量化也很重要,因此它主要會使用耐熱鋁合金來作為材料,一般為鍛造或鑄造製成,但以鍛造 活塞較密實,較堅固,且有較佳的熱通道,運轉時的溫度較低,為現代高性能引擎多採用的零件。

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這兩張圖都是改裝用的鍛造活塞,一張為自然進氣一拜改裝用的凸頂活塞,可進一部提高引擎壓縮比,另一張則是渦輪改裝用的凹頂活塞,可用來降低壓縮比,讓增壓值設定得更高。

依目的不同形狀也不同

活塞有各式各樣的形狀。最上端的部分稱為活塞頂,由於活塞頂要直接承受巨大的壓力,所以活塞頂是活塞最辛苦的部分。在活塞頂之下裝有第一壓縮環(像輪環狀的東西),而且活塞主要會藉由這個零件來把熱傳導給汽缸。活塞上面雖然乍看下是平坦的,但為了使空氣與燃料能確實混合,以及避免爆震(異常燃燒),所以活塞的設計者也下了不少的工夫在上面。另外其表面上也有一些缺角的部分,這是為了避開汽門的設計。在直噴式柴油引擎以及部分汽油引擎當中,有活塞旁也有燃燒室的類型。

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這組活塞為BMW E92 M3所使用的原廠鍛造活塞,由於引擎採用高壓縮比的自然進氣設定,因此活塞頂部出現些微凸出的形狀。

而位於活塞銷下方,將活塞與活塞桿連結的部分稱作活塞裙。在引擎運轉時,活塞越上方的部分溫度越高,熱膨脹也會跟著變大。另一方面,越往下溫度越低,就會因此導致活塞扭曲。為了避免發生這種情況,且能順利地將熱量由運作中的活塞傳導至汽缸體,便會將活塞的下部做成裙狀。

裝在活塞環溝裡的是活塞環。活塞環主要負責維持汽缸內壁與活塞之間的氣密性。活塞環有以封閉燃燒氣體為主的頂環、第二環,以及含有潤滑油的油環等種類。

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活塞環主要負責維持汽缸內壁與活塞之間的氣密性。活塞環有以封閉燃燒氣體為主的頂環、第二環,以及含有潤滑油的油環等種類,一般安裝時會把缺口錯開。

重點提示:

以活塞頂部形狀分:

a.平頂式(flat top):此式構造簡單,使用甚多。

b.凸頂式(dome top):高壓縮比自然進氣引擎使用較多,可提高汽油爆炸推力。

c.凹頂式(trough or dished top):直接噴射式汽柴油引擎使用,可增長噴油的距離及造成燃氣渦流,使油氣能更充分混合。另外,高增壓改裝引擎也會使用,以降低壓縮比,進而提高增壓值。

d.特殊頂式(irregular top):可容納汽門較大開啟位置及造成燃氣渦流之用,依廠家需求而不同。

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採用缸內直噴的引擎,其活塞頂部通常都會有如同碗狀的凹洞設計,目的在增長噴油的距離及造成燃氣渦流,使油氣能更充分混合。

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