El trencament dels anells del pistó és un dels modes de fallada habituals dels anells del pistó. Normalment, el primer i el segon anells de compressió són més propensos a trencar-se, i sovint es produeixen fractures a prop del buit de l'anell. Un anell de pistó pot trencar-se en diversos segments, trencar-se en trossos o fins i tot desaparèixer. Els anells de pistó trencats acceleren el desgast del cilindre. En els motors dièsel de dos-temps, els anells trencats poden bufar al tub d'escapament o a la caixa d'aire d'eliminació, i fins i tot poden entrar al costat de la turbina del turbocompressor, danyant les pales de la turbina i causant accidents greus.

A continuació es mostren les nou causes principals de trencament dels anells del pistó:

Causes habituals de trencament dels anells del pistó

A part dels defectes del material i la mala qualitat de fabricació, les principals causes són un manteniment inadequat durant el funcionament i una mala qualitat del muntatge.

• 1. L'espai lliure de l'anell és insuficient
  Quan la bretxa de l'anell és menor que la distància de muntatge especificada, el metall de la bretxa s'expandeix a causa de la calor durant el funcionament sense espai suficient. Això fa que els extrems de la bretxa es pressionin l'un contra l'altre, creant una tensió de flexió i provocant un trencament a prop de la bretxa.
• 2. Dipòsits de carboni a les ranures de l'anell
  La mala combustió, el sobreescalfament de la paret del cilindre, l'oxidació o la crema d'oli lubricant poden provocar una acumulació severa de carboni al cilindre. Els dipòsits pesats de carboni restringeixen el moviment dels anells. Quan l'anell i la paret del cilindre raspen l'oli i les partícules metàl·liques, aquestes es barregen i, amb fuites de gasos de combustió, formen dipòsits localitzats de carboni dur a la superfície inferior de la ranura de l'anell. Amb carboni dur a sota i pressió de gas periòdica a sobre, l'anell del pistó experimenta fatiga de flexió i es trenca.
• 3. Cresta de desgast de la camisa del cilindre
  El moviment relatiu-a llarg termini entre el conjunt del pistó i el revestiment del cilindre provoca un desgast, formant una cresta a la part superior del revestiment. Quan el pistó arriba al punt mort superior (PMS), el primer anell del pistó impacta aquesta cresta i pot trencar-se del xoc.
• 4. Desgast excessiu de les ranures dels anells
  Un desgast excessiu a la superfície inferior de la ranura de l'anell crea un perfil cònic (en forma de campana-). Prop del PMS, la pressió del gas força l'anell contra aquesta superfície inclinada, provocant una deformació de torsió. Aquesta tensió repetida condueix a la ruptura per fatiga de l'anell excessivament desgastat.
• 5. Enganxament d'anell als ports
  En els motors dièsel de dos-temps, els anells dels pistons sovint es trenquen enganxant-se als ports d'escapament o d'escapament. L'àrea de la bretxa de l'anell té la tensió més alta i experimenta una expansió tèrmica important. El metall entre els ports del revestiment del cilindre també és propens a la deformació tèrmica. Si l'espai de l'anell s'enganxa lleugerament a la vora del port durant el moviment del pistó, l'anell es pot trencar.
• 6. Fatiga per Expansió i Contracció Radial
  Quan la tensió de l'anell és insuficient o el revestiment del cilindre està excessivament desgastat, l'anell del pistó no pot mantenir un segellat hermètic contra la paret del cilindre. El gas d'alta pressió-es filtra a la ranura, empenyent l'anell cap a dins. A mesura que el pistó baixa i la pressió del cilindre baixa, l'anell torna a sortir. Aquest moviment radial repetit condueix al trencament per fatiga.
• 7. Trencament per un desgast excessiu i una resistència insuficient
  Els materials habituals dels anells de pistó com el ferro colat gris, el ferro colat d'aliatge i el ferro colat dúctil són fràgils. Els defectes de fosa com ara la porositat interna, les esquerdes o la segregació poden crear punts febles o concentradors d'estrès. Durant el funcionament, poden provocar fractures per impacte o per fatiga.
• 8. Desgast greu del revestiment del cilindre i formació de pas
  Formes de pas-com el desgast (espatlles) a les posicions de punt mort superior i inferior. El desgast important del coixinet de la biela o les reparacions dels coixinets dels extrems grans/petits poden alterar les posicions originals del punt mort. Sota forces inercials, això condueix a forces d'impacte que poden trencar l'anell.
• 9. Problemes de compatibilitat d'oli lubricant i combustible
  Alguns combustibles tenen un alt contingut de sofre. Durant la combustió, produeixen més SO2 i SO3. Aquests gasos, a altes temperatures, provoquen la corrosió del gas directament sobre els metalls, endureixen els dipòsits de carboni i els residus de goma i augmenten el desgast dels revestiments i anells. Si el motor funciona sense utilitzar l'oli de cilindre adequat formulat per al combustible, o si s'utilitza oli de motor general com a substitut, la capacitat de l'oli per neutralitzar els àcids formats durant la combustió es redueix. Això condueix a una corrosió àcida més severa del pistó i els anells, que sovint provoca el trencament dels anells del pistó.