แหวนสูบเครื่องยนต์ (Cylinder rings)

แหวนสูบ คือชิ้นส่วนหนึ่งของเครื่องยนต์ ติดตั้งอยู่ที่บริเวณร่องบาก ด้านข้างส่วนบนของลูกสูบ ทำหน้าที่เป็นซีลกั้นระหว่างปลอกสูบ (Cylinder liner) กับลูกสูบ (Piston) เพื่อกันไม้ให้อากาศที่เกิดจากการจุดระเบิดในห้องเผาไหม้ รั่วไหล ผ่านเข้าไป ในห้องเครื่อง ซึ่งเป็นสาเหตุ ให้กำลังเครื่องตก

ในขณะที่ลูกสูบกำลังทำงาน แหวนสูบ ก็จะเคลื่อนที่ตามไปด้วย การเคลื่อนที่ของแหวนสูบ จะทำให้เกิดการกวาดน้ำมันเครื่อง ที่หล่อลื่นอยู่บริเวณนั้น ไม่ให้หลุดลอด เข้าไปในห้องเผาไหม้ มากจนเกินไป อีกทั้ง ยังช่วยระบายความร้อน (ส่งต่อความร้อน) จากลูกสูบ ไปยังผนังกระบอกสูบ เพื่อที่จะระบายความร้อนออกไปให้กับน้ำหล่อเย็น บริเวณผนังกระบอกสูบด้วย

ดังนั้น หากแหวนสูบเสียหาย หรือแตกหัก ก็อาจส่งผลให้กำลังเครื่องตกลง เพราะเมื่อจังหวะที่ลูกสูบ กำลังทำงานในจังหวะอัด ก็จะมีอากาศเล็ดลอดออกมา ทำให้การทำงานไม่ได้เต็มประสิทธิภาพ นอกจากนี้ อาจทำให้มีเขม่าสะสมอยู่บริเวณห้องเผาไหม้ เนื่องจากน้ำมันหล่อลื่น เข้าไปร่วมเผาไหม้ในห้องเผาไหม้ด้วย ซึ่งอาจส่งผลให้หัวเทียนบอด (เพราะมีเขม่าในห้องเผาไหม้มาก) หรือการชิงจุดระเบิดก่อนเวลาอันควร

แหวนลูกสุบจะถูกประกอบไว้ในร่องแหวนลูกสูบ ขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางภายนอกของแหวนลูกสูบจะใหญ่กว่าลูกสูบเองเล็กน้อยเมื่อประกอบเข้ากับลูกสูบคุณสมบัติในการยืดและหดตัวของแหวน ฯ ทำให้มันขยายตัวเพื่อที่จะแนบให้สนิทกับผนังกระบอกสูบ

แหวนลูกสูบต้องทำด้วยโลหะที่ทนต่อการสึกหรอสูงจำพวกเหล็กหล่อพิเศษชุบโครเมี่ยม เพื่อว่าแหวนลูกสูบจะไม่ขูดให้กระบอกสูบเป็นรอย จำนวนแหวนลูกสูบแปรผันไปตามชนิดของเครื่องยนต์ โดยปรกติจะมีจำนวนสามถึงสี่แหวนต่อลูกสูบหนึ่งลูก

แหวนลูกสูบมีหน้าที่ที่สำคัญสามประการคือ

• ป้องกันส่วนผสมอากาศและเชื้อเพลิงรั่วออกจากช่องว่างระหว่างลูกสูบกับกระบอกสูบ กับห้องเพลาข้อเหวี่ยง ในระหว่างจังหวะอัดและจุดระเบิด
• ป้องกันน้ำมันเครื่องที่หล่อลื่นด้านข้างของลูกสูบกับกระบอกสูบ มิให้เล็ดรอดเข้าไปในห้องเผาไหม้
• ถ่ายเทความร้อนจากลูกสูบไปสู่ผนังกระบอกสูบ เพื่อช่วยให้ลูกสูบเย็นลง

1. แหวนอัด

แหวนอัดแหวนอัดนี้ป้องกันการรั่วของส่วนผสมอากาศและเชื้อเพลิงและแก๊สที่เกิดจากห้องเผาไหม้ระหว่างจังหวะอัด และจุดระเบิดมิให้ลงสู่ห้องเพลาข้อเหวี่ยงจำนวนของแหวนอัดนี้ขึ้นอยู่กับชนิดของเครื่องยนต์
ประกอบด้วย “แหวนอัดตัวบน” และ “แหวนอัดตัวที่สอง” แหวนอัดจะมีลักษณะเป็นเทเปอร์ ดังนั้นขอบล่างของมันจึงสัมผัสกับผนังกระบอกสูบ

การออกแบบเช่นนี้เพื่อให้เกิดการสัมผัสที่แนบสนิทกันเป็นอย่างดี ระหว่างแหวนและกระบอกสูบ นอกจากนั้นยังทำหน้าที่กวาดน้ำมันเครื่องออกจากผนังกระบอกสูบได้อย่างมีประสิทธิภาพสำคัญแหวนลูกสูบจะมีหมายเลข “1” หรือ”2″ อยู่บนตัวมัน หมายเลข “1” มีความหมายว่า แหวนตัวบน และหมายเลข “2” คือแหวนตัวที่สองดังนั้นการประกอบจึงต้องให้หมายเลขนี้หงายขึ้นด้านบน

2. แหวนกวาดน้ำมัน

แหวนกวาดน้ำมันแหวนกวาดน้ำมันกวาด ทำให้เกิดฟิล์มของน้ำมันที่จำเป็นต่อการหล่อลื่นผิวระหว่างลูกสูบ และผนังกระบอกสูบ และกวาดน้ำมันส่วนที่เกินออก เพื่อป้องกันมิให้น้ำมันหลุดเข้าไปในห้องเผาไหม้ แหวนกวาดน้ำมันบางครั้งเรียกว่า แหวนที่สาม มีอยู่ด้วยกันสองชนิดคือ แหวนกวาดน้ำมันแบบรวมกับแบบสามชิ้น ซึ่งแบบสามชิ้นนั้นเป็นที่นิยมใช้มากกว่า

2.1 แหวนกวาดน้ำมันแบบรวม

แหวนชนิดนี้จัดให้มีรูน้ำมันไหลกลับ ที่มีขนาดเท่ากันอยู่โดยรอบมากมาย รวมทั้งรูน้ำมันก็ถูกจัดให้อยู่ตามร่องแหวนกวาดนี้ด้วยน้ำมันส่วนที่เกินจะถูกกวาดออก โดยแหวนกวาด โดยไหลเข้าไปในรูเหล่านี้ และไหลกลับเข้าสู่ด้านในของลูกสูบ

2.2 แหวนกวาดน้ำมันแบบสามชิ้น

ประกอบด้วย แผ่นกวาดด้านข้าง เพื่อกวาดน้ำมันส่วนเกินออก และแหวนขยายซึ่งดันให้แผ่นกวาดด้านข้างแนบสนิทกับกระบอกสูบ และร่องแหวน แหวนกวาด น้ำมันแบบสามชิ้นนี้ ทำหน้าที่เช่นเดียวกับแบบรวม

ช่องว่างปากแหวนแหวนลูกสูบ จะขยายตัวเมื่อร้อนในลักษณะเดียวกับลูกสูบ ด้วยเหตุนี้แหวนลูกสูบจึงมีปากตัดที่เดียว และเมื่อประกอบเข้าภายในกระบอกสูบจะเหลือช่องว่างที่เหมาะสม ซึ่งเรียกว่า ช่องว่างปากแหวน ระยะช่องว่างนี้จะแปรผันไปขึ้นอยู่กับชนิดของเครื่อง แต่ปกติจะอยู่ในช่วง 0.2 ถึง 0.5มม.(0.008 ถึง 0.020 นิ้ว) ที่อุณหภูมิปกติ

ถ้าระยะช่องว่างปากแหวนมากเกินไป จะทำให้กำลังอัดของเครื่องยนต์ตกถ้าระยะปากแหวนแคบเกินไป สามารถทำให้เครื่องยนต์ติดได้ เพราะว่าปลายของแหวนจะติดกัน เนื่องจากการขยายตัวจากความร้อน ทำให้แหวนโก่งขึ้น ทำให้ผนังของกระบอกสูบชำรุด