La rottura delle fasce elastiche è una delle modalità di guasto più comuni delle fasce elastiche. Tipicamente, il primo e il secondo anello di compressione sono più soggetti a rotture, con fratture che spesso si verificano in prossimità dello spazio tra gli anelli. Una fascia elastica può rompersi in più segmenti, frantumarsi o addirittura scomparire. Le fasce elastiche rotte accelerano l'usura del cilindro. Nei motori diesel a due-tempi, gli anelli rotti possono finire nel tubo di scarico o nella scatola dell'aria e possono persino entrare nel lato della turbina del turbocompressore, danneggiando le pale della turbina e provocando gravi incidenti.

Di seguito sono elencate le nove principali cause di rottura delle fasce elastiche:

Cause comuni di rottura delle fasce elastiche

Oltre ai difetti dei materiali e alla scarsa qualità di produzione, le cause principali sono una manutenzione inadeguata durante il funzionamento e una scarsa qualità dell'assemblaggio.

• 1. Gioco dell'anello insufficiente
  Quando la distanza tra gli anelli è inferiore alla distanza di montaggio specificata, il metallo in corrispondenza della distanza si espande a causa del calore durante il funzionamento senza spazio sufficiente. Ciò fa sì che le estremità dello spazio premano l'una contro l'altra, creando sollecitazione di flessione e portando alla rottura in prossimità dello spazio.
• 2. Depositi di carbonio nelle scanalature degli anelli
  Una cattiva combustione, il surriscaldamento della parete del cilindro, l'ossidazione o la combustione dell'olio lubrificante possono causare un grave accumulo di carbonio nel cilindro. I pesanti depositi di carbonio limitano il movimento dell'anello. Quando l'anello e la parete del cilindro raschiano via olio e particelle metalliche, queste si mescolano e, sotto la fuoriuscita di gas di combustione, formano depositi localizzati di carbonio duro sulla superficie inferiore della scanalatura dell'anello. Con il carbonio duro nella parte inferiore e la pressione periodica del gas nella parte superiore, l'anello del pistone è soggetto a fatica da flessione e si rompe.
• 3. Cresta di usura della camicia del cilindro
  Il movimento relativo a lungo-termine tra il gruppo pistone e la camicia del cilindro provoca usura, formando una cresta nella parte superiore della camicia. Quando il pistone raggiunge il punto morto superiore (TDC), il primo anello del pistone urta questa cresta e può rompersi a causa dell'ammortizzatore.
• 4. Usura eccessiva delle gole degli anelli
  L'usura eccessiva sulla superficie inferiore della scanalatura dell'anello crea un profilo rastremato (a campana-). Vicino al PMS, la pressione del gas spinge l'anello contro questa superficie inclinata, provocando una deformazione torcente. Questa sollecitazione ripetuta porta alla rottura per fatica dell'anello eccessivamente usurato.
• 5. Squillo inceppato sulle porte
  Nei motori diesel a due-tempi, le fasce elastiche spesso si rompono impigliandosi nelle luci di scarico o di recupero. L'area del gap anulare ha la tensione più alta e sperimenta una significativa espansione termica. Anche il metallo tra le porte sulla camicia del cilindro è soggetto a deformazione termica. Se la fessura dell'anello si incastra leggermente sul bordo della porta durante il movimento del pistone, l'anello può spezzarsi.
• 6. Fatica da espansione e contrazione radiale
  Quando la tensione della fascia elastica è insufficiente o la camicia del cilindro è eccessivamente usurata, la fascia elastica non può mantenere una tenuta ermetica contro la parete del cilindro. Il gas ad alta-pressione fuoriesce nella scanalatura, spingendo l'anello verso l'interno. Quando il pistone scende e la pressione del cilindro diminuisce, l'anello ritorna indietro. Questo movimento radiale ripetuto porta alla rottura per fatica.
• 7. Rottura dovuta a usura eccessiva e resistenza insufficiente
  I comuni materiali delle fasce elastiche come la ghisa grigia, la ghisa legata e la ghisa duttile sono fragili. Difetti di fusione come porosità interna, crepe o segregazione possono creare punti deboli o concentratori di stress. Durante il funzionamento questi possono provocare urti o fratture per fatica.
• 8. Grave usura della camicia del cilindro e formazione di gradini
  Si formano gradini-di usura (spalle) nei punti morti superiore e inferiore. Un'usura significativa del cuscinetto della testa di biella o le riparazioni dei cuscinetti della testa di grande/piccolo possono alterare le posizioni del punto morto originale. Sotto le forze inerziali, ciò porta a forze di impatto che possono rompere l'anello.
• 9. Problemi di compatibilità di olio lubrificante e carburante
  Alcuni combustibili hanno un alto contenuto di zolfo. Durante la combustione producono più SO2 e SO3. Questi gas, ad alte temperature, provocano la corrosione direttamente sui metalli, induriscono i depositi carboniosi e i residui di gomma e aumentano l'usura delle camicie e degli anelli. Se il motore funziona senza utilizzare l'olio per cilindri appropriato formulato per il carburante, o se viene utilizzato olio motore generico come sostituto, la capacità dell'olio di neutralizzare gli acidi formati durante la combustione viene ridotta. Ciò porta ad una corrosione acida più grave del pistone e degli anelli, con conseguente frequente rottura dell'anello del pistone.