Quebras de pistão e de anel do pistão
Informação acerca do diagnóstico
Porque é que o pistão está partido ao meio? Como surgem as quebras de fadiga de cubo? Qual é a diferença entre uma ruptura por força e uma fratura por fadiga? Um forte desgaste axial visível da primeira ranhura do anel pode dever-se a que causas? Fique sabendo as respostas nesta postagem.
No funcionamento do motor podem ocorrer quebras de pistão devido a uma quebra forçada ou fratura por fadiga.
Uma quebra forçada (Fig. 1) sempre é causada por um corpo estranho, que colide com o pistão durante o funcionamento. Corpos estranhos podem ser partes rompidas da biela, do virabrequim, das válvulas ou similares. A quebra forçada do pistão também pode ocorrer através da entrada de água ou combustível no cilindro.
As superfícies de fratura da quebra forçada têm aspecto cinza, sem marcas de atrito e não mostram linhas de eixo. O pistão quebra de forma impactante sem desenvolvimento de ruptura.
Em uma quebra por fadiga (Fig. 2) aparecem linhas de eixo na superfície de fratura, que mostram a origem e a continuidade gradativa da ruptura. As superfícies de fratura muitas vezes apresenta marcas de atrito brilhantes. A causa da fratura por fadiga é uma sobrecarga no material do pistão.
As sobrecargas ocorrem devido a:
- combustão detonante,
- trepidações fortes do pistão, p. ex., quando o cabeçote do pistão bate contra o cabeçote,
- falhas de material,
- folga excessiva do corpo.
Deformações excessivas do pino de pistão devido a sobrecarga (flexão e deformação oval) resultam em fissuras de cubo ou fissuras no apoio. As rupturas por fadiga, além disso, podem ser causadas por fissuras de tensões térmicas nas superfícies do pistão.
- Formação de uma assim chamada fratura de clivagem até a superfície do pistão. Consequência: Partição do pistão em duas partes (Fig. 1).
- Fissura de fadiga de cubo no eixo central do furo do pino de pistão (Fig. 2 e 3).
As quebras de fadiga de cubo surgem devido a sobrecarga mecânica. Através da sobrecarga constante do material do pistão ocorrem cada vez mais esforços alternantes de tensão e dobra e de fadiga do material. Uma alimentação deficiente de óleo favorece uma quebra: Uma fissura inicial no cubo de pino de pistão avança então mesmo com uma carga normal. Na sequência o pistão se parte.
- Falhas de combustão, em especial a combustão impactante devido a atraso da ignição.
- Aplicação excessiva ou incorreta de assistência de arranque na partida a frio.
- Com o motor parado, o cilindro foi inundado com água, combustível ou óleo (golpe de líquido).
- Aumentos de potência (p. ex. chiptuning) utilizando o pistão de série.
- Pino de pistão incorreto ou de redução de peso. Devido à deformação oval do pino de pistão, o alojamento do pino é submetido a um esforço excessivo.
- Sinais de colisão na superfície do pistão (Fig. 1), na superfície plana do cabeçote e nas duas válvulas (sem figura).
- Quebra no sentido do pino de pistão decorrente detrepidações e força excessiva.
- Corpo do pistão quebrado na ranhura inferior do anel lubrificador, as superfícies de fratura têm características de fratura por fadiga (Fig. 2).
- Folga excessiva na bronzina de biela ou uma bronzina de biela gasta, em especial, associadas a sobrevelocidades fortes em descidas.
- Medida da folga muito pequena (distância mínima entre a superfície do pistão e o cabeçote) no ponto morto superior do pistão. As causas podem ser:
- Pistão com altura de compressão incorreta. Na revisão do motor muitas vezes é retificada a superfície plana do bloco de cilindros. Se após o processamento forem usados pistões com a altura de compressão original, a protusão do pistão pode ser muito grande. Por isso, são oferecidos pistões com altura de compressão reduzida para o caso de reparo. Assim a protusão do pistão fica dentro da faixa de tolerância especificada pelo fabricante de motores.*
- Espessura insuficiente da vedação do cabeçote. Muitos fabricantes preveem vedações do cabeçote com diferente espessura para o mesmo motor: Por um lado, paracompensar adições de tolerâncias de componentes na produção, por outro lado, para poder adaptar a protusão do pistão em reparos. Portanto, em caso de reparos vale o seguinte: Usar somente vedações do cabeçote com espessura de material especificada. Com isto é garantido que a medida da folga especificada seja atingida após o reparo. Se o bloco de cilindros for retrabalhado ou substituído em um reparo, a espessura da vedação deve ser redefinida segundo a dimensão do fabricante de motores com base na protusão do pistão.
* A Motorservice fornece pistões para muitos motores diesel, com altura de compressão reduzida (KH-). Ver detalhes no catálogo Motorservice "Pistons and Components".
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Uma verificação da mobilidade, na qual o motor frio é girado manualmente, não é uma garantia que o pistão não vai bater contra o cabeçote em temperatura de operação. Motivo: Devido à dilatação térmica os pistões e a biela se alongam. Isto reduz a distância entre a superfície do pistão e o cabeçote. Sobretudo em motores de veículos comerciais com grandes alturas de compressão ocorrem alterações consideráveis de medidas. Estas reduzem a mobilidade do pistão em vários décimos de milímetro no ponto morto superior. |
