Zadania i wymagania stawiane częściom układu korbowego silnika samochodowego.

TŁOK - Tłok stanowi ruchomą część komory spalania. Zadania to: utworzyć szczelne i suwliwe zamkniecie cylindra, przenieść za pośrednictwem korbowodu nacisk gazów na wał korbowy silnika.
Warunki pracy tłoka w cylindrze są bardzo niekorzystne. Jego denko przenosi wysokie ciśnienie, nagrzewa się do wysokiej temperatury i porusza się z dużą prędkością. Wysoka temp. tłoka pogarsza własności mechaniczne materiału, z którego jest wykonany tłok. Materiał na tłok powinien spełniać następujące wymagania: dobre przewodnictwo cieplne, dobre własności wytrzymałościowe w warunkach obciążeń stałych i zmiennych, maty wsp, rozszerzalności cieplnej, mała gęstość duża odporność na ścieranie.

PIERŚCIENIE TŁOKOWE - Pierścienie tłokowe służą do uszczelnienia tłoka w cylindrze, ułatwienia odpływu oleju z tłoka oraz rozprowadzenia i zgarniania oleju z gładzi cylindra . Warunki pracy pierścieni tłokowych są bardzo niekorzystne ze względu na znaczne obciążenia cieplne i mechaniczne. Na pierścienie a szczególnie na górny pierścień uszczelniający, działają wysokie ciśnienie i wysoka temp. spalin, a pomiędzy zewnętrzną powierzchnią pierścienia i tuleją cylindra panują warunki tarci półsuchego. Z tego też względu udział strat mechanicznych jest dość znaczny (straty mechaniczne wynikają z tarcia tłoka i pierścieni stanowić mogą 50-70% strat tarcia). Wymagania to: mały wsp. tarcia duża odporność na ścieranie znaczna wytrzymałość termiczna.

SWORZEŃ TŁOKOWY - worzeń tłokowy służy do przenoszenia nacisku tłoka na korbowód i jednocześnie umożliwia korbowodowi ruch wahadłowy. W czasie pracy sworzeń tłokowy podlega znacznym obciążeniom zmiennym co do wartości i kierunku. Wskutek małych wymiarów sworzeń podlega dużym naciskom jednostkowym. Warunki pracy pogarsza dosyć znaczne nagrzewanie się sworznia. Najważniejsze wymagania to: duża sztywność, duża wytrzymałość zmęczeniowa, odporność powierzchni na zużycie i korozję, mała masa.

KORBOWÓD - Korbowód jest łącznikiem przenoszącym siły wywierane na tłok przez ciśnienie gazów spalinowych ze sworznia tłokowego na wał korbowy. Przenosi on również siły wynikające z bezwładności elementów układu korbowego. Korbowód składa się z główki korbowodu, trzonu oraz stopy korbowodu. Duże znaczenie ma długość korbowodu, która wynika z kompromisu konstrukcyjnego. Krótszy korbowód pozwala na wykonanie silnika niższego i lżejszego, natomiast dłuższy daje mniejsze naciski na tłok. W najnowszych konstrukcjach silników dąży się do zwiększenia długości korbowodu kosztem zmniejszenia wysokości główki tłoka przy zachowaniu wysokości kadłuba.

WAŁ KORBOWY - Wał korbowy służy do zamiany ruchu posuwisto-zwrotnego tłoka i wahadłowego ruchu korbowodu na ruch obrotowy koła zamachowego. Na wal działają siły wynikające z ciśnienia gazów spalin w cylindrach, które przenoszone są na czopy korbowe wału za pośrednictwem tłoków i korbowodów, oraz siły bezwładności, powstające w skutek obracania się wału i ruchów posuwisto-zwrotnych tłoków i korbowodów. Główne wymagania, to duża sztywność i wytrzymałość zmęczeniowa. Można je uzyskać stosując duże średnice czopów głównych i korbowodowych z odpowiednim promieniem przejścia czopów w ramię korby oraz odpowiednio mocne ramiona korby.

PANEWKI - Panewka ma zapewnić bezzatarciową współpracę elementów układu korbowego silnika samochodowego. Na łożyskach ślizgowych ułożyskowany jest wał korbowy oraz korbowody. Łożyska ślizgowe pracują bezawaryjnie przy tarciu płynnym. Pewność ruchowa zależy wtedy przede wszystkim od pewności systemu smarowania, a w aspekcie materiałowo-konstrukcyjnym od podatności panwi i wytrzymałości zmęczeniowej stopu łożyskowego na działanie zmiennych ciśnień w warstwie tzw. filmu olejowego. Przy rozruchu silnika występuje tarcie mieszane które powoduje największe zużycie czopów i panwi, jest to najbardziej niekorzystny moment pracy panewki, dlatego pewność ruchowa w tym momencie zależy przede wszystkim od własności ślizgowych stopu łożyskowego. Łożyska ślizgowe pracują w szczególnie trudnych warunkach ze względu na działanie wysokich temperatur 100-180'C, oraz duże obciążenie dynamiczne, występujące już w momencie rozruchu, gdy nie utworzy się jeszcze klin smarny. Główne wymagania to: duża wytrzymałość mechaniczna, dobre własności ślizgowe, odporność na zatarcie, odporność na ścieranie i korozję.

Czytaj dalej...