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Segni di grippaggio dovuti al funzionamento a secco

KS | Kolbenschmidt | Motorservice

Cosa accade quando pistone, fasce elastiche e superficie di scorrimento cilindro sfregano l’uno contro l’altro in assenza di lubrificazione? Cosa causa i punti di grippaggio sul mantello del pistone? Perché nei motori raffreddati ad aria è indispensabile che i deflettori dell’aria vengano montati a regola d’arte? Quali conseguenze possono avere un funzionamento del motore con troppo arricchimento e disturbi di combustione? Lo scoprirete qui.

Informazioni generali sui segni di grippaggio dovuti al ciclo a secco

I segni di grippaggio dovuti al ciclo a secco si possono presentare anche in caso di gioco sufficiente tra il cilindro e il pistone. In questo caso il velo di olio si interrompe, spesso solo in settori limitati, a causa della temperatura elevata o di un ingolfamento. In questi punti le superfici non lubrificate del pistone, delle fasce elastiche e della superficie di scorrimento cilindro sfregano una sull’altra. Nel giro di poco tempo questo porta a segni di grippaggio con una superficie molto usurata. 

Fenomeni simili si presentano se non c’è olio a sufficienza, cioè se non c’è più la pellicola lubrificante tra il pistone e il cilindro.

I tratti caratteristici dei segni di grippaggio dovuti al ciclo a secco sono i seguenti:

Con un velo di olio completamente distrutto:

si formano continui segni di grippaggio fortemente limitati soprattutto sul mantello del pistone. Tali segni presentano una superficie fortemente usurata e di colore scuro.

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In caso di mancanza di olio:

essi sono identici ai segni di grippaggio dovuti al ciclo a secco descritti sopra fino alla coloratura della superficie. La superficie dei punti di grippaggio è pressoché grezza e non di colore scuro. Poiché la mancanza di olio si presenta su tutta la superficie del cilindro, anche nello stadio iniziale si rilevano,spesso punti di grippaggio sia sul lato mandata, sia su quello di contropressione.

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Segni di grippaggio dovuti al ciclo a secco sul mantello del pistone

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  • Sul lato di mandata, sul mantello del pistone, sono presenti punti di grippaggio che talvolta si estendono fino allo spazio della fascia elastica.
  • Sul lato opposto del mantello si presentano leggeri punti di controgrippaggio.
  • La superficie dei punti di grippaggio è chiara ed è pressoché grezza.

Valutazione

Tra il pistone e l’alesaggio del cilindro c’era una forte mancanza di lubrificazione. La superficie pressoché grezza dei punti di grippaggio mostra che, al momento dei segni di grippaggio, il velo di olio era sì ancora presente, ma era notevolmente ridotto. A causa del danno limitato, in questo caso si può trattare di una mancanza di olio temporanea o di un danno allo stadio iniziale. Se si continua a far funzionare il motore i danni sarebbero sicuramente ancora più gravi.

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AVVERTENZA

Con questo tipo di grippaggio dovuto al ciclo a secco, il punto danneggiato sul pistone si trova sempre nella zona del mantello del pistone, quindi dove si delineerebbe la normale portanza con un pistone non danneggiato in funzione.

Possibili cause

Lubrificazione insufficiente dovuta a:

  • Quantità troppo bassa di olio motore.
  • Pressione dell’olio troppo bassa nel motore (pompa dell‘olio, valvola di sovrappressione, ecc.): Nei punti di appoggio dell’albero motore fuoriesce troppo poco olio. Per questo motivo la superficie di scorrimento cilindro, lubrificata soprattutto tramite iniezione e centrifugazione dell’olio dall‘albero motore, non è lubrificata a sufficienza con olio lubrificante.
  • Avaria dello spruzzatore d‘olio per il raffreddamento pistone.

Segni di grippaggio su un lato dovuti al mantello del pistone, senza punti di contropressione

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  • Sul lato mandata del pistone sono presenti forti segni di grippaggio di colore scuro con una superficie fortemente usurata.
  • Il lato opposto del mantello del pistone non presenta alcun danno.
  • Nello stadio iniziale questo fenomeno normalmente non si presenta nello spazio della fascia elastica.

Valutazione

In questo caso si tratta di tipici segni di grippaggio dovuti al ciclo a secco. Il danno si presenta solitamente sul lato mandata, di rado sul lato di contropressione. Questo danno si presenta se la pellicola lubrificante si interrompe solo su una metà del cilindro. La causa è una mancanza di lubrificazione limitata dal punto di vista spaziale o un surriscaldamento del lato interessato del cilindro. La mancanza di gioco è da escludersi quale causa del problema, poiché non sono presenti punti di contropressione nonostante i forti segni di grippaggio sul lato opposto.
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Possibili cause

  • Interruzione parziale del raffreddamento dovuto alla mancanza di refrigerante, alle bolle d’aria, ai depositi di sporco o ad altri problemi del circuito di raffreddamento.
  • Nei cilindri con alette, a causa dei depositi di sporco all’esterno del cilindro si può verificare un surriscaldamento locale del cilindro e, quindi, un’interruzione della pellicola lubrificante.
  • Nei motori raffreddati ad aria: deflettori dell’aria difettosi, mancanti o montati in modo errato.
  • Avaria dello spruzzatore d‘olio per il raffreddamento pistone.
  • Pressione dell’olio troppo bassa: lubrificazione insufficiente del lato mandata del cilindro in caso di bielle con spruzzatori d‘olio.
  • La diluizione olio o qualità di olio non adatte allo scopo possono portare dapprima a una lubrificazione insufficiente sul lato mandata del cilindro fortemente sollecitato.

Segni di grippaggio dovuti al ciclo a secco causato da ingolfamento

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ll mantello del pistone presenta punti di frizione sottili e nettamente delimitati in orizzontale al posto di una normale portanza.

Valutazione

Il carburante non combusto che si condensa sulla superficie di scorrimento cilindro ha diluito o eroso il velo di olio portante. Per questo si ha un ciclo a secco tra i partner di scorrimento pistone e alesaggio cilindro. Di conseguenza si formano punti di frizione stretti e oblunghi. Lo spazio della fascia elastica non è danneggiato.

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AVVERTENZA

Il punto danneggiato si trova sempre nel settore in cui il mantello del pistone svolge la funzione di sostegno nel cilindro. Con un pistone non danneggiato in funzione la normale portanza si delinea qui.

Possibili cause

  • Motore lubrificato eccessivamente e disturbi di combustione a causa di difetti nella preparazione della miscela o nell’impianto di accensione.
  • Compressione insufficiente e, quindi, combustione non completa.
  • Dispositivo di avviamento a freddo difettoso o azionato troppo a lungo (motori a carburazione).
  • Diluizione olio causata da frequente esercizio su brevi tratti o da una lubrificazione eccessiva.

Segni di grippaggio dovuti alla testa del pistone su pistoni diesel

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  • La testa del pistone si è coperta localmente di segni di grippaggio con centro sul bordo della superficie.
  • La superficie dei punti di grippaggio è ruvida e usurata, talvolta si strappano pezzi di materiale di dimensioni maggiori.

Valutazione

A causa di un difetto sull’iniettore, il carburante non polverizzato è stato spruzzato fino alla parete del cilindro, riducendo in questo punto il velo di olio fino al ciclo a secco totale. Il bordo della superficie presentava segni di grippaggio così evidenti che si è verificata una saldatura temporanea con la parete delcilindro. Questo ha portato allo strappo di pezzi dalla testa delpistone.

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Possibili cause

  • Iniettori non a tenuta, gocciolanti, sporchi o errati.
  • Ago dell’iniettore bloccato a causa del corpo iniettore contratto (coppia di serraggio errata).
  • Momento dell’iniezione errato (inizio mandata).

Segni di grippaggio dovuti al ciclo a secco causato da fasce elastiche bruciate

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  • Sulle superfici di scorrimento delle fasce elastiche sono presenti scanalature dovute al grippaggio e macchie di bruciatura (fig. 1 e 2).
  • Gli alesaggi (non rappresentati) presentano scanalature longitudinali.
  • Nello stadio iniziale: si vedono i primi segni di grippaggio sul bordo della superficie (fig. 3 – in alto a destra).
  • Nello stadio avanzato: le zone usurate si sono estese su tutto il pistone (fig. 4).
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Valutazione

Questi danni si presentano preferibilmente nella fase di rodaggio con una forte sollecitazione se le fasce elastiche non hanno raggiunto ancora il loro pieno effetto ermetizzante (soprattutto sui pistoni diesel). I gas di combustione che fluiscono sulle fasce elastiche riscaldano eccessivamente le fasce stesse e la parete del cilindro, causando un’interruzione della lubrificazione. 

Ma anche disturbi di combustione e temperature elevate o un raffreddamento insufficiente del pistone e della parete del cilindro possono compromettere o distruggere la pellicola lubrificante. Questo significa innanzitutto un ciclo a secco per le fasce elastiche. Per questo si formano le cosiddette «macchie di bruciatura». Sulle parti non lubrificate del cilindro deve scorrere anche il cilindro, cosa che innanzitutto causa i primi segni di grippaggio sul bordo della superficie e, nello stadio successivo del danno, punti di grippaggio su tutto il mantello del pistone (fig. 4).

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Fig. 3
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Fig. 4

Possibili cause

  • Eccessiva sollecitazione del motore durante la fase di rodaggio.
  • La struttura della superficie levigata del cilindro non era ottimale per una buona aderenza dell’olio motore (torsione dei fili in grafite, formazione dell’involucro di lamiera, ruvidità troppo bassa e/o angolo di levigatura errato).
  • Olio lubrificante non adatto (qualità di olio e viscosità errate).
  • La temperatura sulle superfici di scorrimento cilindro era troppo elevata (malfunzionamenti nell‘impianto di raffreddamento o depositi nei canali di raffreddamento vicini ai cilindri).
  • Disturbi di combustione e, di conseguenza, temperature elevate durante la combustione (miscela povera, accensioni per incandescenza, iniettori gocciolanti o non a tenuta).
  • Alimentazione di olio insufficiente delle superfici di scorrimento cilindro a causa di una lubrificazione tramite iniezione e centrifugazione dell’olio insufficiente dei cuscinetti della biella e dell’albero motore.

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