Układ korbowo tłokowy
Układ korbowy składa się z tłoka, korbowodu i wału korbowego z kołem zamachowym. Zadaniem układu korbowego jest zamiana ruchu posuwisto-zwrotnego tłoka na ruch obrotowy wału korbowego.
Tłok ma kształt walca zamkniętego od góry denkiem. W tłoku można wyróżnić : denko, część uszczelniającą, część prowadzącą oraz obsadę sworznia tłoka. Denka tłoków mają rozliczne kształty: od zupełnie płaskich, stosowanych w silnikach czterosuwowych z zapłonem iskrowym, przez lekko wypukłe, stosowane w silnikach cztero i dwusuwowych z zapłonem iskrowym, do zaopatrzonych w różne garby, których zadaniem jest odpowiednie kierowanie strumieniem świeżej mieszanki.
Tłoki silników z zapłonem samoczynnym mają często denka wklęsłe. Niekiedy wnęka w denku tłoka bywa większych rozmiarów i spełnia rolę komory spalania. Tłoki wykonane są najczęściej ze stopów lekkich, wyjątkowo z żeliwa.
Na powierzchni walcowej tłoka, w pobliżu denka ,znajduje się część uszczelniająca z wytoczonymi rowkami pierścieni. W górnych rowkach umieszcza się pierścienie uszczelniające, a w dolnych zgarniające nadmierną ilość oleju ze ścianki cylindra. W rowkach dolnych znajdują się otwory, przez które olej zgarniany z gładzi cylindra przedostaje się do wnętrza tłoka, a następnie ścieka do miski olejowej. Liczba pierścieni uszczelniających i zgarniających może być różna, zależnie od typów i rodzajów silników. W silnikach dwusuwowych występują wyłącznie pierścienie uszczelniające.
Sworzeń tłoka jest to wałek wykonany z wysokowartościowej stali stopowej. Służy on do przegubowego połączenia tłoka z korbowodem. Środkowa część sworznia osadzona jest w główce korbowodu, a końce osadzone są w tłoku.
Za względu na sposób osadzenia rozróżnia się następujące rodzaje sworzni:
Pływające, swobodnie obracające się zarówno w tłoku, jak i w główce korbowodu,
Zaciśnięte w korbowodzie, obracające się tylko w tłoku,
Zaciśnięte w tłoku, obracające się tylko w główce korbowodu.
Sworzeń jest najczęściej zabezpieczony z obu końców rozprężonymi pierścieniami lub za pomocą tzw. ślizgaczy (korków wykonanych z miękkiego materiału i wciśniętych oba końce sworznia), żeby nie mógł uszkodzić ścianki cylindra, wysunąwszy się z tłoka. Pierścienie tłoka wykonane są z szarego żeliwa o drobnoziarnistej strukturze. Materiał ten oznacza się sprężystością i odpornością na ścieranie. W nowoczesnych silnikach pierścienie pokrywa się warstwą chromu (niekiedy tylko pierścień górny). Porowata i twarda warstwa chromu powoduje lepszą przyczepność oleju, dzięki czemu polepszają się warunki smarowania i znacznie zmniejsza zużycie pierścieni.
Korbowód łączy tłok z wałem korbowym. Zadaniem jego jest przenoszenie na wał korbowy sił wywieranych na tłok, a powstałych wskutek spalenia mieszanki oraz zmiana ruchu posuwisto-zwrotnego tłoka na ruch obrotowy wału korbowego. Korbowód jest odkuty z wysokogatunkowej stali stopowej.
W główce korbowodu ułożyskowany jest sworzeń tłoka, obracający się w tulejce brązowej. Przez otwór lub szczelinę w główce przedostaje się olej, który smaruje sworzeń. W główce korbowodu, w przypadku zastosowania łożysk tocznych jest jednolity, nie dzielony i wówczas wał korbowy musi być rozbieralny (głównie w silnikach dwusuwowych i silnikach z zapłonem samoczynnym). W przypadku stosowania łożysk ślizgowych (panewek) łeb korbowodu jest dzielony, skręcany na śruby, obejmujący łożysko korbowodu.
Śruby korbowodu oraz ich nakrętki muszą być starannie zabezpieczone przed odkręceniem. Śruby korbowodów zalicza się do najbardziej odpowiedzialnych elementów konstrukcyjnych silnika.
Wał korbowy odkuty jest ze stali stopowej. Przejmuje on za pośrednictwem korbowodu siły powstałe w skutek ciśnienia gazów działających na poszczególne tłoki, zapewnia poruszanie się tłoków w czasie suwów pomocniczych i napędza różne mechanizmy pomocnicze. W rzędowych silnikach o średnicy mocy między dwoma czopami głównymi znajdują się dwa czopy korbowodów(wykorbienia). W silnikach o dużych mocach między dwoma czopami głównymi znajduje się zawsze jeden czop korbowodu. Kolejność zapłonu(lub wtrysku paliwa) ma ścisły związek z konstrukcją wału korbowego. Czterosuwowym rzędowym silniku czterocylindrowym stosuje się zwykle kolejność 1-2-4-3 lub 1-3-4-2 a w silniku sześciocylindrowym 1-5-3-6-2-4 lub 1-4-2-6-3-5-.
W celu zmniejszenia obciążenia łożysk czopów głównych stosuje się przeciwciężary równoważące siły odśrodkowe, działające na odcinku wału między dwoma sąsiednimi czopami głównymi.
Czopy wału korbowego, przeszlifowanie są z dużą dokładnością co zapewnia dużą gładkość. Od czopów głównych olej doprowadzony jest kanalikami do czopów korbowych. Między ostatnim łożyskiem wału a kołem zamachowym znajduje się odrzutnik oleju, który zapobiega przedostawaniu się oleju ze skrzyni korbowej do sprzęgła.
Łożyska ślizgowe są to najczęściej wymienne wkładki stalowe powleczone cienką warstwą stopu łożyskowego. Stop łożyskowy, najczęściej cynowy, a w ciężkich silnikach brązowy, jest odporny na duże naciski, charakteryzuje go dobra przyczepność do materiału wkładki i niewielka twardość, plastyczność, wysoka temperatura, niski współczynnik tarcia i dobra zwilżalność olejem.
Zależnie od grubości wkładek rozróżnia się panewki grubościenne i cienkościenne. Aby zapobiec obracaniu się panewek w gniazdach, unieruchamia się je za pomocą tłoków(grubościenne) lub występów(cienkościenne).
Jedno z łożysk głównych, przejmujące siły poosiowe, łożysko oporowe, ma pierścieniowe obrzeże wylane stopem łożyskowym.
Łożyska toczne stosowane rzadziej, wymagają rozbieralnego wału korbowego. Są to najczęściej łożyska igiełkowe, rzadziej kulkowe, a w silnikach ciężkich- wałeczkowe. Na kołnierzu wału korbowego osadzone jest koło zamachowe, wykonane z żeliwa lub stali. Koło to zapewnia równomierną pracę silnika. Czołowa powierzchnia koła spełnia rolę tarczy oporowej sprzęgła samochodu. Na obrzeżu koła zamachowego osadzony jest zwykle wieniec zębaty, współpracujący z kołem zębatym rozrusznika i umożliwiający uruchomienie silnika