Pęknięcie pierścienia tłokowego jest jednym z najczęstszych rodzajów uszkodzeń pierścieni tłokowych. Zwykle pierwszy i drugi pierścień zaciskowy są bardziej podatne na pękanie, przy czym pęknięcia często występują w pobliżu szczeliny pierścieniowej. Pierścień tłokowy może rozbić się na kilka segmentów, rozbić się na kawałki lub nawet zniknąć. Pęknięte pierścienie tłokowe przyspieszają zużycie cylindra. W dwu{{4}suwowych silnikach wysokoprężnych zepsute pierścienie mogą zostać wdmuchnięte do rury wydechowej lub skrzynki powietrza przepłukującego, a nawet przedostać się po stronie turbiny turbosprężarki, uszkadzając łopatki turbiny i powodując poważne wypadki.

Poniżej znajduje się dziewięć głównych przyczyn pęknięcia pierścienia tłokowego:

Najczęstsze przyczyny pęknięcia pierścienia tłokowego

Oprócz wad materiałowych i złej jakości produkcji, głównymi przyczynami są niewłaściwa konserwacja podczas pracy i niska jakość montażu.

• 1. Niewystarczający luz pierścieniowy
  Gdy szczelina pierścieniowa jest mniejsza niż określony luz montażowy, metal w szczelinie rozszerza się pod wpływem ciepła podczas pracy bez wystarczającej ilości miejsca. Powoduje to, że końce szczeliny dociskają się do siebie, tworząc naprężenia zginające i prowadząc do pęknięcia w pobliżu szczeliny.
• 2. Nagar w rowkach pierścieniowych
  Złe spalanie, przegrzanie ścian cylindra, utlenianie lub spalanie oleju smarowego może powodować poważne gromadzenie się węgla w cylindrze. Ciężkie osady węgla ograniczają ruch pierścienia. Kiedy pierścień i ścianka cylindra zeskrobują cząstki oleju i metalu, mieszają się one i pod wyciekającymi gazami spalinowymi tworzą lokalne, twarde osady węgla na dolnej powierzchni rowka pierścienia. Przy twardym węglu pod spodem i okresowym ciśnieniu gazu powyżej pierścień tłokowy ulega zmęczeniu zginającemu i pęka.
• 3. Krawędź zużycia tulei cylindrowej
  Długotrwały-ruch względny pomiędzy zespołem tłoka a tuleją cylindrową powoduje zużycie, tworząc grzbiet na górze tulei. Kiedy tłok osiąga górny martwy punkt (GMP), pierwszy pierścień tłokowy uderza w ten grzbiet i może pęknąć pod wpływem uderzenia.
• 4. Nadmierne zużycie rowków pierścieniowych
  Nadmierne zużycie dolnej powierzchni rowka pierścieniowego tworzy zwężający się profil (-w kształcie dzwonu). W pobliżu GMP ciśnienie gazu dociska pierścień do tej nachylonej powierzchni, powodując odkształcenie skręcające. To powtarzające się naprężenie prowadzi do pęknięcia zmęczeniowego nadmiernie zużytego pierścienia.
• 5. Zadzieranie pierścienia w portach
  W dwusuwowych silnikach wysokoprężnych-pierścienie tłokowe często pękają, zaczepiając się o otwory przepłukujące lub wylotowe. Obszar szczeliny pierścieniowej charakteryzuje się najwyższym napięciem i ulega znacznej rozszerzalności cieplnej. Metal pomiędzy otworami tulei cylindrowej jest również podatny na odkształcenia termiczne. Jeśli szczelina pierścieniowa lekko zaczepi się o krawędź otworu podczas ruchu tłoka, pierścień może pęknąć.
• 6. Promieniowe zmęczenie rozciągające i skurczowe
  Gdy napięcie pierścienia jest niewystarczające lub tuleja cylindrowa jest nadmiernie zużyta, pierścień tłokowy nie jest w stanie zapewnić szczelnego połączenia ze ścianką cylindra. Gaz pod wysokim-ciśnieniem wycieka do rowka, popychając pierścień do wewnątrz. Gdy tłok opada i ciśnienie w cylindrze spada, pierścień wyskakuje. Ten powtarzający się ruch promieniowy prowadzi do pęknięcia zmęczeniowego.
• 7. Pęknięcie spowodowane nadmiernym zużyciem i niewystarczającą wytrzymałością
  Typowe materiały na pierścienie tłokowe, takie jak żeliwo szare, żeliwo stopowe i żeliwo sferoidalne, są kruche. Wady odlewu, takie jak porowatość wewnętrzna, pęknięcia lub segregacja, mogą powodować powstawanie słabych punktów lub koncentratorów naprężeń. Podczas pracy mogą one prowadzić do pęknięć udarowych lub zmęczeniowych.
• 8. Poważne zużycie tulei cylindrowej i tworzenie się uskoków
  W górnym i dolnym martwym punkcie tworzy się-podobny do zużycia krok (ramiona). Znaczące zużycie łożyska dużego końca korbowodu lub naprawy łożysk dużego/małego końca mogą zmienić pierwotne położenie martwego punktu. Pod działaniem sił bezwładności prowadzi to do powstania sił uderzenia, które mogą rozerwać pierścień.
• 9. Zagadnienia kompatybilności oleju smarowego i paliwa
  Niektóre paliwa mają wysoką zawartość siarki. Podczas spalania wytwarzają więcej SO2 i SO3. Gazy te w wysokich temperaturach powodują korozję gazową bezpośrednio na metalach, utwardzają osady węglowe i pozostałości gumy oraz zwiększają zużycie tulei i pierścieni. Jeśli silnik pracuje bez stosowania odpowiedniego oleju cylindrowego przeznaczonego do paliwa lub jeśli zamiast niego stosowany jest ogólny olej silnikowy, zdolność oleju do neutralizowania kwasów powstających podczas spalania jest zmniejszona. Prowadzi to do poważniejszej korozji kwasowej tłoka i pierścieni, często skutkując pęknięciem pierścienia tłokowego.