Stempelringbrud er en af ​​de almindelige fejltilstande for stempelringe. Typisk er den første og anden kompressionsring mere tilbøjelige til at gå i stykker, med brud, der ofte forekommer nær ringgabet. En stempelring kan gå i stykker i flere segmenter, splintre i stykker eller endda forsvinde. Knækkede stempelringe fremskynder cylinderslid. I totakts dieselmotorer kan knækkede ringe blæses ind i udstødningsrøret eller skylleluftboksen og kan endda trænge ind i turboladerens turbineside, beskadige turbinebladene og forårsage alvorlige ulykker.

Nedenfor er de ni hovedårsager til stempelringbrud:

Almindelige årsager til stempelringbrud

Bortset fra materialefejl og dårlig fremstillingskvalitet er hovedårsagerne utilstrækkelig vedligeholdelse under drift og dårlig monteringskvalitet.

• 1. Utilstrækkelig frigang til ringgab
  Når ringspalten er mindre end den specificerede monteringsafstand, udvider metallet ved mellemrummet sig på grund af varme under drift uden tilstrækkelig plads. Dette får enderne af mellemrummet til at presse mod hinanden, hvilket skaber bøjningsspænding og fører til brud i nærheden af ​​mellemrummet.
• 2. Kulstofaflejringer i ringriller
  Dårlig forbrænding, overophedning af cylindervæggen, oxidation eller forbrænding af smøreolie kan forårsage alvorlig kulstofopbygning i cylinderen. Tunge kulstofaflejringer begrænser ringens bevægelse. Når ringen og cylindervæggen skraber olie- og metalpartikler af, blandes disse og danner under lækkende forbrændingsgasser lokale hårde kulstofaflejringer på den nederste overflade af ringrillen. Med hårdt kulstof under og periodisk gastryk over, oplever stempelringen bøjningstræthed og brud.
• 3. Cylinder Liner Wear Ridge
  Langvarig- relativ bevægelse mellem stempelsamlingen og cylinderforingen forårsager slitage og danner en kant i toppen af ​​foringen. Når stemplet når øverste dødpunkt (TDC), rammer den første stempelring denne kam og kan knække fra stødet.
• 4. Overdreven slid på ringriller
  Overdreven slitage på den nederste overflade af ringrillen skaber en tilspidset (klokke-formet) profil. I nærheden af ​​TDC tvinger gastrykket ringen mod denne skrå overflade, hvilket forårsager vridningsdeformation. Denne gentagne stress fører til træthedsbrud af den meget slidte ring.
• 5. Ringsnagging på havne
  I totaktsdieselmotorer knækker stempelringe ofte ved at gribe ind i skylle- eller udstødningsporte. Ringgabets område har den højeste spænding og oplever betydelig termisk udvidelse. Metallet mellem portene på cylinderforingen er også tilbøjelige til termisk deformation. Hvis ringspalten griber lidt fast i en bagbordskant under stempelbevægelsen, kan ringen snappe.
• 6. Radial udvidelse og kontraktionstræthed
  Når ringspændingen er utilstrækkelig, eller cylinderforingen er meget slidt, kan stempelringen ikke opretholde en tæt tætning mod cylindervæggen. Høj-gas siver ind i rillen og skubber ringen indad. Når stemplet falder, og cylindertrykket falder, springer ringen ud igen. Denne gentagne radiale bevægelse fører til træthedsbrud.
• 7. Brud på grund af overdreven slid og utilstrækkelig styrke
  Almindelige stempelringmaterialer som gråt støbejern, legeret støbejern og duktilt støbejern er sprøde. Støbefejl såsom intern porøsitet, revner eller adskillelse kan skabe svage punkter eller stresskoncentratorer. Under drift kan disse føre til stød eller træthedsbrud.
• 8. Alvorligt slid på cylinderforingen og trindannelse
  Skridt-lignende slid (skuldre) dannes ved den øverste og nederste dødpunktsposition. Betydeligt slid på plejlstangens store endelejer eller reparationer af de store/små endelejer kan ændre de oprindelige dødpunktspositioner. Under inertikræfter fører dette til stødkræfter, der kan bryde ringen.
• 9. Problemer med kompatibilitet med smøreolie og brændstof
  Nogle brændstoffer har højt svovlindhold. Under forbrændingen producerer de mere SO2 og SO3. Disse gasser forårsager ved høje temperaturer gaskorrosion direkte på metaller, hærder kulstofaflejringer og gummirester og øger slid på foringer og ringe. Hvis motoren kører uden at bruge den passende cylinderolie, der er formuleret til brændstoffet, eller hvis generel motorolie anvendes som erstatning, reduceres oliens evne til at neutralisere syrer dannet under forbrændingen. Dette fører til mere alvorlig sur korrosion af stemplet og ringene, hvilket ofte resulterer i brud på stempelringen.