Ringstegbrüche
Beschreibung
- Ringstegbruch auf einer Kolbenseite zwischen dem ersten und zweiten Verdichtungsring (Abb. 1).
- Bruch, ausgehend vom oberen Nutgrund schräg ins Kolbenmaterial. Austritt im darunter liegendem Nutgrund (Abb. 2).
- Bruch verbreitert sich nach unten.
- Keine Kolbenfresser oder Überhitzungserscheinungen.
Beurteilung
Ursache für Stegbrüche sind keine Materialfehler, sondern Materialüberlastungen. Sie unterscheiden sich nach drei Ursachen:
1. Klopfende Verbrennung:
Die Oktanzahl des Kraftstoffs reichte nicht für alle Betriebsund Belastungszustände des Motors (siehe Kapitel „Allgemeines über Kolbenschäden durch Verbrennungsstörungen an Ottomotoren“).
Ringstegbrüche durch klopfende Verbrennung treten meistens auf der Druckseite auf. Ursache einer klopfenden Verbrennung beim Dieselmotor ist ein Zündverzug.
Ringstegbrüche durch klopfende Verbrennung treten meistens auf der Druckseite auf. Ursache einer klopfenden Verbrennung beim Dieselmotor ist ein Zündverzug.
2. Flüssigkeitsschläge:
Bei stehendem oder laufendem Motor gelangt Flüssigkeit (Wasser, Kühlmittel, Öl oder Kraftstoff) unbeabsichtigt in den Verbrennungsraum. Da sich Flüssigkeiten nicht komprimieren lassen, werden Kolben und Kurbeltrieb im Verdichtungstakt enorm belastet. Folge: Ringstegbrüche, Nabenbrüche oder Pleuel- und Kurbelwellenschäden.
Abb. 3 zeigt einen Bruchverlauf bei klopfender Verbrennung und bei Flüssigkeitsschlägen: Die Kraft, die den Bruch verursacht und von oben auf den Ringsteg einwirkt, erweitert die Bruchflächen nach unten.
Abb. 3 zeigt einen Bruchverlauf bei klopfender Verbrennung und bei Flüssigkeitsschlägen: Die Kraft, die den Bruch verursacht und von oben auf den Ringsteg einwirkt, erweitert die Bruchflächen nach unten.
3. Einbaufehler:
Nicht richtig zusammengespannte Kolbenringe erfordern bei der Montage der Kolben einen höheren Kraftaufwand. Durch das gewaltsame Einpressen oder Einklopfen des Kolbens werden die Ringstege durch feine Haarrisse vorgeschädigt. Die Ringstege brechen in umgekehrter Richtung, weil der Druck in diesem Fall von unten kommt (Abb. 4).
Mögliche Ursachen
Klopfende Verbrennung bei Ottomotoren:
- Unzureichend klopffester Kraftstoff. Die Kraftstoffqualität muss dem Verdichtungsverhältnis des Motors entsprechen, d. h. die Oktanzahl des Kraftstoffs muss den Oktanbedarf des Motors in allen Betriebszuständen abdecken.
- Dieselkraftstoff im Benzin und dadurch eine Herabsetzung der Oktanzahl des Kraftstoffs.
- Zu hohes Verdichtungsverhältnis durch übermäßiges Abschleifen der Motorblock- und Zylinderkopfplanfläche z. B. bei Motorüberholung/Tuning.
- Zu früher Zündzeitpunkt.
- Zu mageres Gemisch und dadurch erhöhte Verbrennungstemperaturen.
- Zu hohe Ansauglufttemperaturen durch z. B. ungenügende Motorraumbelüftung oder falsches Umschalten der Ansaugluftklappe auf Sommerbetrieb (speziell bei älteren Vergasermotoren).
Klopfende Verbrennung bei Dieselmotoren:
- Schlecht zerstäubende oder undichte Einspritzdüsen.
- Zu niedriger Abspritzdruck der Einspritzdüsen.
- Zu niedriger Verdichtungsdruck durch falsche Zylinderkopfdichtungen, zu geringe Kolbenüberstände, undichte Ventile oder schadhafte bzw. verschlissene Kolben.
- Defekte Zylinderkopfdichtungen.
- Beschädigungen an der Vorkammer.
- Unsachgemäßer oder übermäßiger Einsatz von Anlasshilfen (Starthilfespray) beim Kaltstart.
- Defekter Turbolader.
Bei Flüssigkeitsschlägen:
- Unbeabsichtigtes Ansaugen von Wasser beim Durchfahren von Gewässern oder durch Hochspritzen größerer Wassermengen voraus- oder vorbeifahrender Fahrzeuge.
- Volllaufen des Zylinders bei stehendem Motor mit:
- Wasser, durch undichte Zylinderkopfdichtung oder Risse in Bauteilen.
- Kraftstoff, durch undichte Einspritzdüsen (nur Ottomotor mit Einspritzsystem). Der Restdruck im Einspritzsystem entleert sich durch die undichte Düse in den Zylinder.