Tại sao các rãnh vòng găng piston của động cơ bị vỡ (Ringland failure)
Sự hư hỏng của Ringland là khi nhiệt độ và áp lực quá mức đột ngột làm cho ringland bị nứt vỡ. Ringland bị vỡ không còn đỡ cho vòng găng đúng cách, điều này làm cho khí đốt bị đẩy thổi xuống bể chứa dầu bôi trơn, sẽ thường xuyên sinh áp lực cho bể dầu. Điều này đến lượt nó gây ra sự cháy dầu bôi trơn quá mức từ sự kết hợp của việc thổi nó qua hệ thống PCV, đốt cháy dầu trên thành xi lanh và làm cạn bớt dầu trong bể dầu
Tại sao nhiệt độ và áp suất tăng quá mức đột ngột: Do sự tư kích nổ gây ra tổn hại vật lý cho piston. Bất cứ điều gì thúc đẩy sự phát nổ như nhiên liệu có chỉ số octan thấp, có tạp chất trong hỗn hợp nhiên liệu, thiếu sự điều chỉnh thích hợp trong động cơ, động cơ vận hành với cường độ căng quá mức kéo dài có thể có khả năng gây ra sự cố cho landring
Với nhiệt độ và áp suất tăng cao quá mức đột ngột như vậy sẽ gây ra hiệu ứng "Jackhammering". Hiệu ứng này sẽ phá vỡ ringland ngay lập tức hoặc góp phần vào sự hư hỏng trong tương lai do độ mỏi kim loại và ứng suất kéo dài. Điều này là do vật liệu không có khả năng hấp thụ năng lượng thông qua biến dạng hoặc uốn cong (biến dạng dẻo), kết hợp với sự gia tăng nhanh chóng của ứng suất do kích nổ.
Khe hở vòng găng piston cũng là một mối quan tâm ngày càng tăng với các động cơ gần đây. Khe hở được thu hẹp từ nhà máy chế tạo khiến cho vòng găng chịu nén chính dễ bị xòe ra bó kẹt. Sự bó kẹt xảy ra khi vòng nóng lên và giãn nở tràn hết cỡ xy lanh. Vòng sau đó uốn cong và đặt một điểm tải lên các vành đại của ringland. Khi đủ ứng suất, điều này có thể làm phá vỡ hoàn toàn ringland, hoặc góp phần vào sự hư hỏng của nó.
Vậy thì bản thân Piston của Subaru STI có yếu quá để gây ra nứt vỡ ringland không??? Câu trả lời là Piston không yếu, nhưng lại giòn
Mặc dù kích nổ là thứ gây hại cho piston, nhưng điều quan trọng cần biết là EJ20 (EJ207 / EJ205), EJ25 (EJ255 / EJ257) và FA20 đều có piston giòn do lựa chọn vật liệu và thiết kế của Subaru. Các piston được đúc hợp kim nhôm-silicon (Al-Si) hypereutectic; một sự lựa chọn vật liệu rất phổ biến cho động cơ hiện đại. Các động cơ đã được chứng minh tốt như 2JZGTE, 4G63, SR20DET, RB26DETT, LSX, K-Series và các loại khác đều sử dụng hợp kim Al-Si.
Tuy nhiên, hợp kim Al-Si có thể thay đổi tùy thuộc vào tỷ lệ phần trăm silicon trong vật liệu. Subaru đã chọn một hợp kim "hypereutectic" là hỗn hợp silicon cao (12 +%). Điều này làm cho piston có độ giãn nở nhiệt cực thấp, và cho phép động cơ Subaru vận hành với một khe hở cực kỳ kín khít. Hàm lượng silicon cao cũng làm cho piston cứng chắc hơn đáng kể so với bản thân nhôm. Ví dụ, hợp kim silicon 9% (tính bằng khối lượng.) có độ cứng cao hơn 14% so với hợp kim silicon 7%. Độ cứng này cũng có cái giá phải trả: cứng quá thì giòn.
Khi ta dùng búa tạ và đập vào một chiếc móc thép, thép chỉ đơn giản là biến dạng dưới áp lực của búa đập vào, và để lại vết lõm. Khi bạn lấy búa tạ tương tự và đập vào một kính cửa sổ, khối búa sẽ phá vỡ kính cửa sổ. Đó là bởi vì vật liệu cửa sổ phản ứng với cú đập bằng cách phá vỡ chứ không phải biến dạng. Khi bạn thêm silicon vào nhôm, nó sẽ hoạt động giống tương tự với kính cửa sổ.
Và sự giật kích nổ đủ lớn cũng sẽ có tác dụng như một tay búa giáng xuống hết sức
CÁC KHUYẾN CÁO GIẢM THIỄU NỨT VỠ RINGLAND:
Tinh chỉnh ECU thận trọng
Nâng cấp bộ làm mát khí nạp thật lớn
Nâng cấp bộ nén khí nạp công suất lớn hơn
Chạy nhiên liệu có chỉ số octan cao
Chạy bằng xăng Ethanol
Tìm cách giảm nhiệt độ họng hút gió vào động cơ (air intake manifold)
Nâng cấp thông thoáng dòng thoát khí xả
Giảm thiểu độ bẩn trong dầu bôi trơn (dầu bẩn lọt vào buồng đốt gây kích nổ bậy
)