Rottura del pistone causata dall’urto del cielo contro la testata
Descrizione del danno
- Si vedono tracce di urti sul cielo del pistone (fig. 1), sulla superficie piana della testata e su entrambe le valvole (senza fig.).
- In seguito alle vibrazioni e all’effetto della forza si è sviluppata una rottura nella direzione del perno del pistone.
- Il mantello si è rotto nella scanalatura inferiore dell’anello di lubrificazione, le superfici delle fratture presentano le caratteristiche delle fratture di fatica (fig. 2).
Valutazione
La causa è la sequenza incredibilmente rapida di forti colpi durante l’urto del cielo contro la testata. Il pistone vibra a tal punto che si formano cricche. Inoltre il pistone nel cilindro si angola e urta contro la parete del cilindro insieme al mantello. Nei pistoni con anello raschiaolio inferiore (fig. 2) il mantello si rompe quasi sempre nel settore della scanalatura inferiore dell’anello di lubrificazione.
Possibili cause
- Gioco troppo elevato nel supporto della biella o cuscinetto di biella consumato, in particolare in combinazione con marce in discesa con numero di giri eccessivo.
- La cosiddetta misura dell’interstizio (ovvero la distanza minima tra il cielo del pistone e la testata) nel punto morto superiore del pistone era troppo bassa. Possibili cause:
- Pistoni con altezza di compressione errata. Alla revisione del motore, in molti casi la superficie piana del monoblocco viene rifinita. Se, dopo i lavori, si utilizzano pistoni con l’altezza di compressione originale, la sporgenza pistone può essere troppo elevata. In caso di riparazione vengono quindi offerti pistoni con altezza di compressione inferiore. In questo modo la sporgenza pistone rientra nel range di tolleranza stabilito dal produttore del motore*.
- Spessore insufficiente della guarnizione testata. Molti produttori prevedono guarnizioni testata con spessori diversi per lo stesso tipo di motore: da un lato, questo è necessario per compensare le addizioni delle tolleranze del componente durante la produzione, dall’altro per poter effettuare un adattamento della sporgenza pistone in fase di riparazione. Durante le riparazione occorre: utilizzare solo guarnizioni della testata con lo spessore del materiale prescritto. Solo così si garantisce il raggiungimento della misura dell’interstizio prescritta dopo la riparazione. Lo spessore della guarnizione va nuovamente stabilito secondo le condizioni del produttore del motore sulla base della sporgenza pistone se il monoblocco è stato ritoccato o sostituito nell’ambito di una riparazione.
ATTENZIONE
Un controllo della libertà di movimento effettuato manualmente facendo ripetutamente girare il motore nello stato freddo non garantisce che il pistone non urti contro la testata con la macchina a temperatura di esercizio. Motivo: a causa del loro riscaldamento, il pistone e la biella subiscono una dilatazione lineare. Si riduce così la distanza tra il cielo del pistone e la testata. Soprattutto nei motori di veicoli commerciali con altezze di compressione elevate si verificano rilevanti modifiche delle misure che riducono di altri decimi di millimetro la libertà di movimento del pistone nel punto morto superiore.