Korbowody, czyli konstrukcja i działanie układu korbowego - część 2

Korbowód jest elementem łączącym tłok z wałem korbowym. Złożoność ruchu, jaki wykonuje, powoduje działanie na niego sił o kilku kierunkach.

W wyniku przenoszenia sił gazowych od tłoka do czopu wału korbowego oraz sił bezwładności korbowód podlega siłom rozciągania, ściskania, zginania oraz wyboczenia. Tak złożony stan obciążeń powoduje, że ten element układu korbowego wymaga odpowiedniej konstrukcji i właściwej technologii wykonania.

Korbowody odkuwa się ze stali niestopowej do ulepszania cieplnego lub ze stali stopowych. Odkuwane są one razem z pokrywą lub oddzielnie. Następnie poddawane są obróbce cieplnej, a potem mechanicznej. Podczas obróbki mechanicznej pokrywa zostaje odcięta lub odłamana. Odłamanie pozwala na bardziej precyzyjne ponowne złączenie pokrywy ze stopą korbowodu za pomocą śrub.

Podobnie jak w przypadku tłoka, korbowód można podzielić na kilka głównych części. Począwszy od góry pierwsza jest główka, następnie trzon, stopa i pokrywa stopy. W książkach technicznych bywają jednak różnice w nazewnictwie. Na przykład główka nazywana jest łbem. Znowu w innej publikacji nie występuje termin stopa, a zamiast niego jest właśnie łeb. W artykule będę stosował się do najczęściej spotykanego przeze mnie nazewnictwa, które zarazem wydaje się najbardziej logiczne – główka, trzon, stopa.

W główkę korbowodu zazwyczaj wciśnięta jest tuleja ślizgowa, zwana panewką sworznia tłokowego, wykonana przeważnie z brązu. Jeśli mamy do czynienia ze sworzniem tłokowym pływającym (może się obracać względem główki korbowodu oraz względem piasty tłoka) lub sworzniem wciskanym w piastę i obracającym się tylko względem główki korbowodu, potrzebne jest smarowanie powierzchni współpracujących.

Smarowanie może odbywać się za pośrednictwem oleju pod ciśnieniem, który dostaje się przez otwór w trzonie korbowodu lub poprzez mgłę olejową.

Trzon łączy główkę korbowodu z jego stopą. Przeważnie ma on dwuteowy przekrój. W uproszczeniu jest to kształt rzymskiej cyfry I. Jest on korzystny z punktu widzenia wytrzymałości na zginanie i wyboczenie oraz względnie niewielkiej masy.

Stopa korbowodu służy do zamocowania go na wale korbowym – obejmuje czop. Może być dzielona prostopadle do osi trzonu, lub skośnie. Ukośna płaszczyzna podziału umożliwia zastosowanie większej średnicy czopa wału korbowego. Co więcej, dzięki takiemu podziałowi stopki korbowód ma mniejszą szerokość, a tym samym możliwy jest jego demontaż przez tuleję cylindra. Korbowody z niedzieloną stopą używane są głównie w silnikach dwusuwowych. Ich montaż wymaga rozebrania wału korbowego.

Niezwykle ważnym elementem korbowodu są śruby łączące stopkę z jej pokrywą. Ze względu na ograniczenie wymiarów mają one niewielką średnicę, więc sposób ich obróbki musi być starannie dobrany. Przy podziale ukośnym wkręcane są one przeważnie w materiał stopy.

Stopa wyposażona jest jeszcze w łożysko ślizgowe, zwane panewką korbowodową (złożoną z dwóch półpanewek). Umożliwia ona współpracę czopu wału korbowodowego ze stopą korbowodu.

Stosowane w panewkach zamki (np. jako wyfrezowane rowki) mają na celu wskazanie właściwego osadzenia półpanewek przy niesymetrycznym ich wykonaniu (np. gdy w jednej z nich jest wykonany otwór lub kanał olejowy). Przy składaniu pokrywy stopy korbowodu należy pamiętać, że ułożenie półpanewek oraz zamków względem siebie jest ściśle określone.