Do trzepotania pierścieni może dojść szczególnie w przypadku silników benzynowych przy średnim obciążeniu i wysokiej prędkości obrotowej. Przez trzepotanie rozumie się tutaj zarówno podniesienie pierścienia tłokowego z dolnej płaszczyzny rowka, jak i zmniejszenie działania uszczelniającego pierścienia wskutek utraty przyłożenia promieniowego do ściany cylindra (zapadnięcie się). Obydwie te sytuacje pociągną za sobą stratę mocy i zwiększone zużycie oleju z powodu obniżenia lub zaniku funkcji uszczelniania.
OSIOWE TRZEPOTANIE PIERŚCIENIA
Osiowe trzepotanie pierścienia ma swój początek zwykle w zamku pierścienia. Zamek, z uwagi na swoje odkryte położenie, odznacza się szczególną tendencją do podnoszenia się z dolnej płaszczyzny przyłożenia, przy niekorzystnych warunkach pracy. Wpadający w drgania zamek wprowadza je wtedy falowo do całego pierścienia tłokowego.
UWAGA
Pierścienie o małej wysokości odznaczają się mniejszą skłonnością do drgań z uwagi na mniejsze siły bezwładnościowe. Wyższy nacisk na zamek przeciwdziała powstawaniu drgań.
Przyczyny osiowego trzepotania pierścieni
- Nadmierny luz wysokości
- Utrata naprężenia pierścienia (zużycie), a co za tym idzie, słabszy docisk zamka pierścienia, szczególnie w pierścieniach tłokowy o gruszkowatym rozkładzie nacisku promieniowego
- Styk mechaniczny tłoka z głowicą cylindra spowodowany błędami w naprawie, szczególnie w silnikach wysokoprężnych (Rys. 1)
- Spalanie stukowe powstające wskutek błędnych ustawień silnika (tworzenie mieszanki, zapłon) oraz wskutek niedostatecznej jakości paliwa (niska liczba oktanowa, dodatki do oleju napędowego)
- Zużyte rowki pierścieni tłokowych
- Zbyt niska objętość gazu na dnie rowka, spowodowana obecnością nagaru na dnie rowka (powód: zbyt wysokie temperatury spalania) i/lub niedostateczna jakość oleju silnikowego
PROMIENIOWE TRZEPOTANIE PIERŚCIENIA
Nadmierny wzrost ciśnienia gazów na powierzchnię bieżną pierścienia podczas spalania (Rys. 2) zakłóca na krótko proporcję sił, pierścień tłokowy podnosi się z powierzchni
bieżnej i nie uszczelnia prawidłowo. Stałe powtarzanie się tego procesu prowadzi do trzepotania pierścienia tłokowego.
Przyczyny promieniowego trzepotania pierścienia
- Zużyte pierścienie tłokowe (spadek promieniowej grubości ścianki), a co się z tym wiąże, spadek siły docisku pierścienia tłokowego do ściany cylindra i obniżona sztywność pierścienia
- Nieokrągłe otwory cylindrów i powiązane z tym zwiększone przenikanie ciśnienia spalania w szczelinie uszczelniającej pomiędzy powierzchnią bieżną pierścienia tłokowego a szczeliną pierścienia
- Ukośny ruch tłoka wskutek wygięcia korbowodu: Z uwagi na ruch skosem wewnątrz otworu cylindra, pierścień zakreśla lekko owalny tor. W ten sposób z jednej strony cylindra, tam, gdzie tłok gorzej przylega, zwiększona ilość gazów wpada w obręb progu ogniowego oraz pomiędzy pierścień tłokowy a ścianę cylindra
- Nadmierne wytarcie powierzchni bieżnej pierścienia tłokowego o baryłkowatym kształcie z uwagi na zbyt duży luz pionowy pierścienia
- Uszkodzone krawędzie pierścienia powstałe przez błędne honowanie (tworzenie płaszcza stalowego): Pierścień pęka na krawędziach i jest wystrzępiony (głównie w przypadku zwykłych pierścieni żeliwnych bez powłoki powierzchni bieżnej), gaz dostaje się do szczeliny uszczelniającej i podnosi pierścień tłokowy z powierzchni bieżnej.