Tłok

Tłok to walcowy element przesuwający się w górę i w dół wewnątrz cylindra silnika i jest częścią najbardziej bezpośrednio odpowiedzialną za zamianę energii spalanego paliwa na ruch mechaniczny. Gdy mieszanka paliwowo-powietrzna nad nim zapala się, gwałtownie rozprężające się gazy z dużą siłą napierają na denko tłoka, wpychając go w dół gładzi cylindra. Ten ruch posuwisty jest pierwszym ogniwem łańcucha, który ostatecznie wprawia koła w ruch.

Tłok nie działa samodzielnie, lecz jako część ściśle współpracującego zespołu. Jego ruch w dół przenoszony jest przez korbowód połączony z tłokiem sworzniem przechodzącym przez piasty w jego dolnej części. Dolny koniec korbowodu łączy się z wałem korbowym, którego rozmieszczone z mimośrodem czopy zamieniają posuwisty ruch tłoka na obrót. W silniku wielocylindrowym tłoki podnoszą się i opadają w precyzyjnie zgranej kolejności, tak by suwy pracy nakładały się na siebie, a wał korbowy obracał się płynnie.

Uszczelnienie ma kluczowe znaczenie dla działania tłoka i jest to zadanie pierścieni tłokowych osadzonych w rowkach wytoczonych na jego obwodzie. Górne pierścienie uszczelniające zapobiegają przedmuchom wysokociśnieniowych gazów spalania obok tłoka do skrzyni korbowej, co marnowałoby moc, a dolny pierścień zgarniający usuwa nadmiar oleju ze ścianki cylindra i odprowadza go do miski olejowej, pozostawiając jedynie cienką warstwę do smarowania. Zużyte pierścienie zdradzają się utratą kompresji i przypalaniem oleju.

Większość współczesnych tłoków odlewa się lub kuje ze stopu aluminium, wybranego, ponieważ jest lekki i skutecznie odprowadza ciepło od denka, co ma znaczenie, bo tłok znosi skrajne i gwałtownie zmienne temperatury oraz przyspieszenia. Tłoki kute są mocniejsze i preferowane w silnikach wysokoosiągowych i turbodoładowanych, a tłoki odlewane są tańsze i wystarczające do zwykłego użytku. Denko może mieć ukształtowane misy lub wybrania na zawory, by kontrolować geometrię komory spalania i uniknąć uderzenia w zawory.

Objętość, którą tłok zakreśla, przesuwając się od dolnego do górnego położenia suwu, określa pojemność skokową danego cylindra, a zsumowanie jej dla wszystkich cylindrów daje całkowitą pojemność silnika, jedną z najbardziej podstawowych jego cech. Położenie tłoka w górnym punkcie jego ruchu względem objętości komory pomaga też wyznaczyć stopień sprężania, który silnie wpływa na sprawność i na paliwo wymagane przez silnik.

W praktyce tłok jest elementem zużywalnym pracującym w trudnym środowisku, a jego stan, podobnie jak stan pierścieni i gładzi cylindra, to kluczowy wskaźnik kondycji silnika. Zrozumienie go rozjaśnia działanie silnika spalinowego, bo tłok jest ruchomym sercem, w którym ciśnienie staje się mocą.