Wał korbowy

Wał korbowy to główny element obrotowy silnika, który zbiera osobne impulsy od poszczególnych tłoków i łączy je w jeden, ciągły ruch obrotowy na wyjściu. Stanowi ostatnie ogniwo mechaniczne, zanim moc opuści silnik przez koło zamachowe lub tarczę napędową, a stamtąd trafi do sprzęgła bądź przemiennika momentu i ostatecznie na koła. W istocie to właśnie ten element sprawia, że seria niewielkich wybuchów zamienia się w płynny, użyteczny ruch obrotowy.

Wał osiąga to dzięki swojemu charakterystycznemu, wykorbionemu kształtowi. Czopy główne leżą na osi wału i obracają się w łożyskach głównych wkręconych w blok silnika, wyznaczając oś obrotu. Pomiędzy nimi znajdują się czopy korbowe, przesunięte względem tej osi o stałą odległość; właśnie do nich mocowane są główki korbowodów. Gdy tłok zostaje wepchnięty w dół cylindra, jego korbowód naciska na czop korbowy i, ponieważ czop jest przesunięty, wywiera na wał moment obrotowy, podobnie jak stopa na pedale roweru obraca zębatkę napędową. Wielkość tego przesunięcia to promień wykorbienia, a jego podwojona wartość równa się skokowi tłoka, jednemu z dwóch wymiarów, które wraz ze średnicą cylindra wyznaczają pojemność skokową silnika.

Panowanie nad kolejnością i rozłożeniem tych impulsów ma kluczowe znaczenie dla kultury pracy. Czopy korbowe rozmieszcza się pod starannie dobranymi kątami, tak aby cylindry zapalały w kolejności równomiernie rozkładającej suwy pracy i równoważącej siły. Naprzeciw czopów korbowych kuje się lub odlewa ciężkie przeciwciężary, które równoważą bezwładność wirujących główek korbowodów i tłumią drgania nieodłączne dla maszyn o ruchu posuwisto-zwrotnym; bez nich silnik mocno by wibrował. Tłumik drgań skrętnych na przedniej kole pasowym dodatkowo poskramia drgania, które inaczej powodowałyby zmęczenie materiału wału.

Wały korbowe zwykle kuje się ze stali, co zapewnia wytrzymałość w wymagających i wysilonych silnikach, albo odlewa z żeliwa sferoidalnego tam, gdzie pozwalają na to koszty i niższe obciążenia. Ich czopy są precyzyjnie szlifowane i utwardzane powierzchniowo, a osadza się je na cienkich panewkach ślizgowych zasilanych olejem pod ciśnieniem przez kanały wywiercone wewnątrz wału. Nos wału korbowego napędza też zwykle pasek lub łańcuch rozrządu, który utrzymuje synchronizację wałków rozrządu i zaworów z położeniem tłoków.

W eksploatacji wał korbowy jest niezwykle trwały, ale całkowicie zależy od czystego oleju pod ciśnieniem; spadek ciśnienia oleju szybko wyciera panewki główne i korbowodowe oraz może zarysować lub zatrzeć czopy. Nadmierny luz osiowy, zużyte łożysko oporowe czy pęknięcie zmęczeniowe to poważne usterki, a tradycyjnym sposobem naprawy przy zużyciu jest przeszlifowanie czopów na wymiar naprawczy i dobranie do nich grubszych panewek.