民國115年 高考三級 輪機技術 內燃機

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題目

請說明柴油機活塞環槽磨損之原因及再生修理之方法。(25 分)

參考解答(AI 生成,非官方)

  • 一、磨損原因—機械作用:活塞環在環槽內隨燃燒壓力往復衝擊(ring hammering)、環與槽面相對滑動、環背氣壓推擠,使槽上下端面磨成階梯狀、槽寬增大、槽面呈喇叭形;環槽間隙(side clearance)過大後衝擊加劇,形成惡性循環。
  • 二、磨損原因—熱與腐蝕:燃燒高溫使槽面金屬軟化、積碳(carbon deposit)與硬質粒子研磨;高硫燃油燃燒生成硫酸造成腐蝕磨耗;潤滑不足或鹼價偏低;冷啟動與低負荷運轉使缸壁溫度低於露點,均加速磨損。
  • 三、磨損原因—裝配與操作:活塞環開口間隙不足、環彈力過大、缸套失圓、爆震或異常燃燒、超負荷運轉、磨合不良、活塞材質與環硬度不匹配、掃氣中含磨料,均可能導致環槽異常磨耗。
  • 四、再生修理方法:①加大環槽並換用加厚(oversize)活塞環;②環槽鑲環(ring groove insert),以耐熱合金環鑲入後加工至標準尺寸;③槽面堆銲(build-up welding)後車削或銑削復原;④鍍硬鉻或氮化處理提高耐磨性;⑤複合式活塞更換活塞冠(piston crown);⑥磨損嚴重或產生裂紋者直接換新活塞。
  • 五、量測與檢驗:以環槽樣板(groove gauge)與厚薄規量測天地間隙及環背間隙,檢查槽面平面度與平行度;修理後須確認環槽尺寸、環與槽配合間隙、活塞環開口間隙符合廠家規範,並做著色探傷(dye penetrant test)。
  • 六、限制與建議:加大環槽會降低活塞環強度與槽肩厚度,鑲環須注意材質熱膨脹與固定方式,堆銲須控制熱輸入避免變形;應依磨損量與經濟性選擇工法,並以定期量測建立磨耗趨勢,作為歲修決策依據。

AI 依官方試題文字產生的參考解答,非考選部公告答案,內容僅供備考參考。

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