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Danni ai fermi perno del pistone

KS | Kolbenschmidt | Motorservice

Perché gli spinotti e gli alesaggi dei perni del pistone si rompono? Anche il foro del perno in corrispondenza degli anelli di sicurezza è deformato? Le estremità degli alesaggi del perno presentano inoltre danni notevoli su entrambi i lati del pistone? Il lato frontale del pistone ha una forma bombata a causa dell’usura? Questo articolo illustra le possibili cause.

Informazioni generali sui danni ai fermi perno del pistone

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Come fermo perno del pistone vengono utilizzati anelli di sicurezza o i cosiddetti anelli Seeger. Entrambe le tipologie si possono rompere durante il funzionamento o possono staccarsi o separarsi dalla scanalatura nel pistone.

La rottura degli anelli di sicurezza o delle estremità dell’anello è sempre da ricondurre a una sovrasollecitazione o a un trattamento inappropriato all’inserimento degli anelli di sicurezza. Gli anelli di sicurezza sono sollecitati in senso assiale solo se il perno del pistone subisce un movimento assiale. Un problema di allineamento della biella o un fusto della biella pendente e di solito asimmetrico rende non più paralleli l’asse del perno del pistone e dell’albero pistoni. Il perno del pistone urta in sequenza incredibilmente veloce contro i fermi perno del pistone ed estrae questi ultimi gradualmente dalla scanalatura. Successivamente questi vengono di nuovo spinti fino alla superficie di scorrimento cilindro, dove si consumano a causa dell’usura. Infine gli anelli di sicurezza si rompono. I pezzi si bloccano tra il pistone e il cilindro. Altri pezzi vengono scaraventati nella cavità degli alesaggi dei perni del pistone a causa della forza di massa, causando forti erosioni del materiale. Non di rado i frammenti raggiungono anche l’altro lato del pistone attraverso l’alesaggio interno del perno del pistone, causando gravi danni.

Danni ai pistoni dovuti a fermi perno rotti

Descrizione

  • Su entrambi i lati del pistone l’estremità degli alesaggi del perno presenta notevoli danni. I danni si estendono, in parte, fino allo spazio anulare (fig. 1).
  • Un anello di sicurezza nella scanalatura del perno è saltato e si è rotto.
  • Il secondo anello di sicurezza si è danneggiato.
  • A causa dell’assenza del fermo perno, il perno del pistone si è spostato verso l’esterno fino alla superficie di scorrimento cilindro.
  • Il lato frontale del perno del pistone si è usurato assumendo una forma bombata a causa del contatto prolungato con la superficie di scorrimento cilindro (fig. 2).
  • Il pistone è molto asimmetrico.
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Descrizione

  • Portanza asimmetrica del pistone (fig. 4).
  • Alesaggio del perno del pistone e perno del pistone rotti (fig. 5 e 6).
  • Foro del perno in corrispondenza degli anelli di sicurezza deformato.
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Valutazione

Durante il funzionamento i fermi perno, sviluppati come anelli di sicurezza o anelli Seeger, vengono estratti solo da una spinta assiale del perno del pistone. Il presupposto è che essi siano inseriti correttamente e non siano danneggiati.

La spinta assiale nel perno del pistone si presenta sempre quando, durante il funzionamento, l’asse del perno del pistone non è parallelo a quello dell’albero motore. Questo succede prevalentemente quando, a causa di una biella piegata, il pistone è molto inclinato. In caso di movimenti della corsa si presenta una spinta assiale variabile, a causa della quale l’anello di sicurezza nella direzione della pressione principale viene regolarmente estratto. L’anello di sicurezza saltato si blocca tra il perno del pistone che si sposta verso l’esterno, il pistone e la superficie di scorrimento cilindro.

Qui si usura e si rompe in più pezzi. A causa della loro forza di massa i pezzi colpiscono il materiale del pistone nel giro di poco tempo con i movimenti verso l’alto e il basso del pistone (fig. 2). Singoli frammenti si spostano anche attraverso il perno del pistone cavo, causando danni irreparabili sul lato opposto del pistone.

Possibili cause

  • Spinta assiale del perno del pistone con il motore in funzionamento a causa di:
    • Piegamento o torsione della biella.
    • Occhi della biella con alesaggio inclinato (mancato parallelismo degli assi).
    • Asse del cilindro non ortogonale rispetto all‘asse dell‘albero motore.
    • Gioco del cuscinetto di biella eccessivo, in particolare in combinazione con fusti della biella asimmetrici.
    • Perni di biella non paralleli rispetto all‘asse dell‘albero motore (errore di lavorazione).
  • Utilizzo di anelli di sicurezza vecchi o danneggiati.
  • Anelli di sicurezza montati in modo inappropriato.

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