Pistón roto por fractura violenta o fractura por fatiga durante el funcionamiento del motor.
La fractura violenta(Figura. 1) siempre se desencadena por impurezas, que chocan con el pistón durante la operación. Las impurezas pueden ser partes rotas de bielas, cigüeñal, válvulas o algo así. Incluso si entra agua o combustible en el cilindro, causará la fractura violenta de los pistones.
(Figura 1)
La superficie de fractura violenta aparece gris, sin rectificar y sin líneas de cuadrícula. El pistón se rompió de repente sin señal.
Cuando ocurre una fractura por fatiga (Figura 2), aparecen líneas de cuadrícula en la superficie de la fractura, lo que indica el final de la fractura y el progreso por etapas. La superficie de la fractura a menudo está brillantemente rectificada. La causa de la fractura por fatiga es la sobrecarga del pistón.
Sobrecarga, porque:
· Quema por detonación
· El pistón vibra fuertemente, como cuando el pistón corre hacia la culata
· Material equivocado
· El espacio de la falda es demasiado grande
(Figura 2)
La deformación excesiva de la falda del pistón por sobrecarga (torsión y deformación elíptica) provoca grietas en la brida o grietas en el soporte. La fractura por fatiga también puede ser causada por grietas por tensión térmica en la cabeza del pistón.
Rotura de pistón
El pistón se rompe en la brida del pasador del pistón
Explicación
El pistón se rompe desde la brida del pasador del pistón hasta la cabeza del pistón
La consecuencia es: el pistón se divide en dos partes.
(Figura 1)
Grieta por fatiga de la brida en el eje central del orificio del pasador del pistón (Figuras 2 y 3)
(Figura 2)
(Figura 3)
Evaluación
La fractura por fatiga de la brida es causada por una sobrecarga mecánica. Debido a la sobrecarga continua del pistón, la tensión de flexión alterna y la fatiga del material son fuertemente causadas. El suministro insuficiente de aceite promueve la fractura: pequeñas grietas en la brida de la falda del pistón incluso bajo carga normal. La consecuencia es un pistón partido.
Posibles razones
• Errores de combustión, especialmente combustión súbita provocada por retraso en el encendido.
• Uso excesivo o inadecuado de auxiliares de arranque durante el arranque en frío.
• El cilindro está lleno de agua, combustible o lubricante cuando el motor está parado (golpe de líquido).
• Mayor potencia en el uso de pistones de serie (ej. modificación de viruta).
• Pasador de pistón incorrecto o reducido. La deformación elíptica de la falda del pistón provoca una presión excesiva sobre el rodamiento articulado.
Fractura del pistón causada por el arranque del pistón hacia la culata
Marcas de colisión en la cabeza del pistón (Figura 1), marcas de colisión en el plano de la culata y las dos válvulas.
(Figura 1)
El pasador del pistón se rompe en la dirección del pasador del pistón debido a vibraciones y efectos fuertes.
• La falda del pistón en la ranura del anillo de aceite está rota y la superficie de fractura tiene características de fractura por fatiga (Figura 2)
(Figura 2)
Evaluación
La razón es que las partes superiores del pistón golpean la culata de forma rápida y continua. El pistón tembló y crujió. Además, el pistón del cilindro se curva y golpea contra la pared del cilindro junto con el faldón. Para pistones equipados con un anillo de aceite inferior (Figura 2), la falda a menudo se rompe en la ranura del anillo de aceite inferior.
Posibles razones
• El espacio en el soporte de la biela es demasiado grande o la biela está desgastada, especialmente cuando se gira hacia abajo demasiado rápido.
• El tamaño del punto muerto superior del pistón es demasiado pequeño (distancia mínima entre la cabeza del pistón y la cabeza del cilindro). posible porque
1, el pistón tiene una altura de compresión incorrecta. La cara del extremo del bloque de cilindros a menudo se recorta durante la revisión del motor. Si se utiliza un pistón con la altura de compresión original después del mecanizado, el pistón puede sobresalir demasiado. Por lo tanto, se proporciona un pistón con una altura de compresión reducida para mantenimiento. De esta forma, la protuberancia del pistón permanece dentro de las tolerancias especificadas por el fabricante del motor.
2, el grosor de la junta de la culata es insuficiente. Muchos fabricantes configuran juntas de culata con diferentes espesores para un mismo motor. Por un lado, para equilibrar el aumento de las tolerancias de los componentes durante la producción, por otro lado, para ajustar la protuberancia del pistón durante el mantenimiento.
Por lo tanto, al reparar, es aplicable usar solo juntas de culata con un espesor de material especificado. Esto asegura que el tamaño del espacio especificado después de las reparaciones. Si el bloque de cilindros se repara o reemplaza durante el proceso de reparación, el grosor del material de sellado debe volver a determinarse de acuerdo con el tamaño de fábrica por medio de la protuberancia del pistón.
Nota:
La prueba de flexibilidad realizada girando manualmente el motor frío no puede garantizar que el pistón a la temperatura de funcionamiento no golpee contra la culata. Razón: La expansión térmica hace que el pistón y la biela se extiendan. Esto acorta la distancia entre la cabeza del pistón y la culata del cilindro. Especialmente para motores de vehículos comerciales con altas alturas de compresión del pistón, los cambios dimensionales son significativos. Esto reduce la flexibilidad del pistón en el punto muerto superior en algunas décimas de milímetro.
Cavidades de material en la zona del segmento del pistón (rotura del segmento del pistón)
Explicación
• Hasta la cavidad de material macizo de la cabeza del pistón en la zona superior del segmento de la primera ranura del segmento.
• Fuerte desgaste axial de la primera ranura del anillo.
• Fuerte daño mecánico de la cabeza del pistón.
• Faldón de pistón con desgaste mate.
(Figura 1)
(Figura 2)
Evaluación
Las impurezas en la cámara de combustión conducen a un fuerte desgaste axial de la ranura, especialmente en la primera ranura anular. Por lo tanto, la suciedad también se deposita en la ranura anular, provocando entonces un mayor desgaste en el anillo del pistón y la ranura anular. Por lo tanto, la holgura de la altura del anillo es cada vez mayor. El segmento del pistón, que está muy debilitado en su sección transversal, ya no resiste la presión de combustión y se rompe. El anillo de pistón roto, por lo tanto, se mueve hacia la ranura que crece rápidamente casi sin resistencia, y golpea continuamente y causa agujeros. Al acercarse continuamente a la cavidad en la cabeza del pistón, la parte rota del anillo del pistón entrala cámara de combustión y sigue causando daños.
Posibles razones
• Las impurezas que ingresan a la cámara de combustión provocan un fuerte desgaste axial de la ranura anular y el anillo del pistón.
• Cuando hay un fuerte desgaste radial del anillo del pistón sin desgaste axial, la causa puede ser un desgaste mixto por fricción debido a la inmersión del combustible.
• Cuando la ranura del anillo y el anillo del pistón no están desgastados, cuando el motor se repara por poco tiempo, a menudo ocurre el error de montaje del pistón. Cuando el anillo del pistón se presiona en la ranura anular no lo suficientemente profundo, se romperá cuando se inserte el pistón. Esto puede ocurrir cuando se usa una herramienta de instalación incorrecta o dañada o cuando la banda de sujeción del anillo del pistón no rodea y aprieta correctamente el pistón.
• Los espacios entre anillos demasiado grandes provocan aleteo en los anillos. La razón desencadenante es que la ranura anular del pistón se ha desgastado, pero solo se instala un nuevo juego de anillos de pistón durante el proceso de reparación del motor. Una holgura excesiva hace que el anillo del pistón se mueva y se rompa. La razón concebible es también el juego de anillos de pistón incorrecto. La altura del anillo demasiado pequeña hace que el juego axial en la ranura sea demasiado grande.
• Pistones que no se ajustan al propósito de uso. Por razones de alta carga y vida útil, los anillos de pistón para motores diesel están equipados con insertos de ranura de anillo de pistón de hierro fundido que contienen níquel. Los motores diesel con una estructura que estipula una vida útil más corta a menudo están equipados con pistones sin insertos de ranura para anillos de pistón por razones de costo, como maquinaria agrícola. Si el pistón sin anillo de la ranura del anillo del pistón debe completar una potencia operativa más alta, la resistencia al desgaste de la ranura del anillo es insuficiente.
