Korbowód

Korbowód to smukły element, który w tłokowym silniku spalinowym stanowi ogniwo pośrednie między tłokiem a wałem korbowym. Jego istnienie rozwiązuje podstawowy problem geometryczny: tłok porusza się prostoliniowo w górę i w dół wzdłuż gładzi cylindra, podczas gdy silnik musi przekazać na koła ruch obrotowy. Bez mechanizmu zamieniającego jeden rodzaj ruchu na drugi energia uwolniona podczas spalania nie dałaby się wykorzystać jako użyteczny moment obrotowy. Każdy cylinder klasycznego silnika ma własny korbowód, więc jednostka czterocylindrowa ma ich cztery, a widlasta ósemka V8 osiem.

Pod względem budowy korbowód dzieli się na trzy strefy. Stopa (główka mniejsza) obejmuje sworzeń tłokowy, który zawiasowo łączy korbowód z tłokiem; trzon, czyli długie ramię, przenosi obciążenia; a większa główka korbowodu obejmuje czop korbowy wału. Główka korbowodu jest dzielona na dwie połówki skręcane śrubami, dzięki czemu można ją nasunąć na czop wykorbiony względem osi wału, a między korbowodem a czopem leży cienka panewka ślizgowa zasilana olejem pod ciśnieniem. Gdy tłok opada podczas suwu pracy, korbowód popycha czop korbowy w bok, a ponieważ czop jest przesunięty względem osi wału, ruch liniowy zamienia się w parę sił obracającą wał. Ten sam mechanizm działa odwrotnie w pozostałych suwach, gdy bezwładność wału ciągnie tłok z powrotem ku górze.

Obciążenia, jakim podlega korbowód, są duże i nieustannie się odwracają. W każdym cyklu jest on na przemian ściskany podczas spalania i rozciągany w chwili wyhamowywania tłoka w górnym położeniu, przy czym to drugie obciążenie gwałtownie rośnie wraz z prędkością obrotową. Korbowód musi być więc bardzo wytrzymały i sztywny na ściskanie, aby nie uległ wyboczeniu, a zarazem możliwie lekki, ponieważ jego masa zwiększa siły bezwładności, które silnik musi przenieść. To napięcie między wytrzymałością a niską masą wyznacza całą jego konstrukcję.

Większość korbowodów kuje się ze stali, co daje doskonały stosunek wytrzymałości do masy, natomiast w silnikach wyczynowych i sportowych stosuje się kute korbowody z aluminium lub tytanu, aby ograniczyć masę elementów ruchomych, a w tanich, masowo produkowanych silnikach benzynowych spotyka się korbowody spiekane lub z pękanymi główkami, co zapewnia tanią i precyzyjną produkcję. Charakterystyczny przekrój dwuteownika lub kształtu H zapewnia maksymalną sztywność przy minimalnej ilości materiału.

Ponieważ korbowód leży w samym sercu toru przenoszenia sił, jego awaria należy do najbardziej katastrofalnych. Pęknięty lub wyrwany korbowód, najczęściej skutek przekroczenia maksymalnych obrotów, braku oleju na panewce główki korbowodu lub uderzenia hydraulicznego, potrafi przebić blok silnika. Takie uszkodzenie niemal zawsze oznacza pełny remont kapitalny lub wymianę silnika, dlatego w praktyce tak wielkie znaczenie ma zasilanie olejem oraz przestrzeganie ograniczeń obrotów.