Männänrenkaan rikkoutuminen on yksi yleisimmistä männänrenkaiden vikatiloista. Tyypillisesti ensimmäinen ja toinen puristusrengas ovat alttiimpia rikkoutumaan, ja murtumia esiintyy usein lähellä rengasväliä. Männänrengas voi hajota useisiin osiin, särkyä palasiksi tai jopa kadota. Rikkoutuneet männänrenkaat nopeuttavat sylinterin kulumista. Kaksitahtisissa dieselmoottoreissa rikkoutuneita renkaita voidaan puhaltaa pakoputkeen tai huuhteluilmalaatikkoon ja jopa turboahtimen turbiinin puolelle, vaurioittaen turbiinin siipiä ja aiheuttaen vakavia onnettomuuksia.

Alla on yhdeksän pääasiallista syytä männänrenkaan rikkoutumiseen:

Männänrenkaan rikkoutumisen yleisiä syitä

Materiaalivirheiden ja huonon valmistuslaadun lisäksi tärkeimmät syyt ovat riittämätön huolto käytön aikana ja huono kokoonpanolaatu.

• 1. Riittämätön rengasväli
  Kun rengasvälys on pienempi kuin ilmoitettu asennusvälys, raon metalli laajenee lämmön vaikutuksesta käytön aikana ilman riittävästi tilaa. Tämä saa raon päät painautumaan toisiaan vasten, jolloin syntyy taivutusjännitystä ja seurauksena on murtuminen raon lähellä.
• 2. Hiilijäämät rengasurissa
  Huono palaminen, sylinterin seinämän ylikuumeneminen, hapettuminen tai voiteluöljyn palaminen voivat aiheuttaa vakavaa hiilen kertymistä sylinteriin. Raskaat hiilikertymät rajoittavat renkaan liikettä. Kun rengas ja sylinterin seinämä raaputtavat pois öljy- ja metallihiukkasia, nämä sekoittuvat ja muodostavat vuotavien palamiskaasujen alla paikallisia kovia hiilikerrostumia rengasuran alapintaan. Kun alapuolella on kovaa hiiltä ja yläpuolella ajoittainen kaasunpaine, männänrengas kärsii taivutusväsymisestä ja rikkoutuu.
• 3. Sylinterin sisäosan kulumisharja
  Pitkäaikainen{0}}suhteellinen liike mäntäkokoonpanon ja sylinterin vuorauksen välillä aiheuttaa kulumista ja muodostaa harjanteen vuorauksen yläosaan. Kun mäntä saavuttaa yläkuolokohdan (TDC), ensimmäinen männänrengas iskee tähän harjanteeseen ja voi rikkoutua iskun vaikutuksesta.
• 4. Rengasurien liiallinen kuluminen
  Rengasuran alapinnan liiallinen kuluminen luo kapenevan (kello{0}}muotoisen) profiilin. Lähellä TDC:tä kaasunpaine pakottaa renkaan tätä kaltevaa pintaa vasten aiheuttaen kiertyviä muodonmuutoksia. Tämä toistuva rasitus johtaa liian kuluneen renkaan väsymismurtumiseen.
• 5. Ring takertuu portteihin
  Kaksitahtisissa{0}}dieselmoottoreissa männänrenkaat rikkoutuvat usein tarttumalla huuhtelu- tai pakoaukkoon. Rengasraon alueella on suurin jännitys ja lämpölaajeneminen on merkittävää. Myös sylinterin vuorauksen aukkojen välinen metalli on altis lämpömuodonmuutokselle. Jos rengasrako tarttuu hieman vasempaan reunaan männän liikkeen aikana, rengas voi katketa.
• 6. Säteittäinen laajenemis- ja supistumisväsymys
  Kun renkaan kireys on riittämätön tai sylinterin vaippa on liian kulunut, männänrengas ei pysty pitämään tiivistä tiivistystä sylinterin seinää vasten. Korkeapaineinen-kaasu vuotaa uraan työntäen rengasta sisäänpäin. Kun mäntä laskeutuu ja sylinterin paine laskee, rengas ponnahtaa takaisin ulos. Tämä toistuva säteittäinen liike johtaa väsymismurtumiseen.
• 7. Rikkoutuminen liiallisesta kulumisesta ja riittämättömästä lujuudesta
  Tavalliset männänrengasmateriaalit, kuten harmaavalurauta, seosvalurauta ja pallografiittivalurauta, ovat hauraita. Valuvirheet, kuten sisäinen huokoisuus, halkeamat tai erottuminen, voivat luoda heikkoja kohtia tai jännityskeskittimiä. Ne voivat käytön aikana aiheuttaa isku- tai väsymismurtumia.
• 8. Sylinterin vuorauksen voimakas kuluminen ja askelmien muodostuminen
  Askel-kuin kuluma (olkapäät) muodostuu ylä- ja alakuolokohtaan. Kiertokangon ison pään laakerin merkittävä kuluminen tai isojen/pienten päätylaakerien korjaukset voivat muuttaa alkuperäisiä kuollutta kohtaa. Inertiavoimien alaisena tämä johtaa iskuvoimiin, jotka voivat rikkoa renkaan.
• 9. Voiteluöljyn ja polttoaineen yhteensopivuusongelmat
  Joissakin polttoaineissa on korkea rikkipitoisuus. Palamisen aikana ne tuottavat enemmän SO2:ta ja SO3:a. Nämä kaasut aiheuttavat korkeissa lämpötiloissa kaasukorroosiota suoraan metalleihin, kovettavat hiilikerrostumia ja kumijäämiä sekä lisäävät vuorausten ja renkaiden kulumista. Jos moottori toimii ilman sopivaa polttoaineelle tarkoitettua sylinteriöljyä tai jos sen korvikkeena käytetään yleistä moottoriöljyä, öljyn kyky neutraloida palamisen aikana muodostuvia happoja heikkenee. Tämä johtaa männän ja renkaiden vakavampaan happamaan korroosioon, mikä usein johtaa männänrenkaan rikkoutumiseen.