Wał korbowy - budowa, działanie

Wał korbowy jest to ostatni element układu tłokowo-korbowego. Zadaniem całego układu jest zamiana ruchu posuwisto-zwrotnego na ruch obrotowy. Wał korbowy najczęściej wykonany jest ze stali niestopowej wyższej jakości.

Budowa wału korbowego

Typowy wał korbowy składa się z następujących elementów

• rowek pod wpust ustalający położenie koła rozrządu,
• zaślepka otworu olejowego,
• czop główny,
• otwory olejowe,
• tarcza odrzutnika oleju,
• zaślepka drążenia czopa korbowego,
• powierzchnia współpracy z pierścieniem uszczelniającym,
• łożysko wałka sprzęgłowego,
• średnica osadzenia koła zamachowego,
• przeciwciężar,
• śruba mocująca przeciwciężar,
• średnica osadzenia kół rozrządu i ewentualnie napędów pomocniczych,
• powierzchnia współpracy z pierścieniem uszczelniającym,
• gwint pod nakrętkę mocowania kół pasowych,
• stożek osadzenia kół pasowych.

Obciążenie całego wału korbowego jest naprawdę bardzo duże, dlatego musi być on wykonany z najwyższej jakości materiałów. Działa na niego kilka rodzajów sił oraz dodatkowo musi on wytrzymywać naprężenia wynikające z odkształceń sprężystych wywołanych drganiami.

Siły jakie na niego działają to:

• ścinające,
• ściskające,
• rozciągające,
• zginające,
• skręcające.

Najważniejszymi częściami do opisu w wale korbowym są czopy główne. Ich zadaniem jest wyznaczanie osi obrotu wału. Czopy korbowe natomiast łączą ramionami czopy główne z korbowodami. Na czopach korbowych również osadzone są stopy korbowodów. Niemalże każdy z wałów korbowych ma inny kształt.

Wpływa na to kilka czynników m. in.:

• liczba i układ cylindrów,
• liczba czopów głównych wału,
• konstrukcja silnika,
• kolejność zapłonów.

W silnikach rzędowych czopów korbowych jest tyle ile cylindrów. W silnikach widlastych jest ich o połowę mniej, gdyż na jednym czopie korbowym osadzane są zazwyczaj stopy dwóch korbowodów. Jak w budowie każdego elementu w samochodzie, tak i również w budowie wału korbowego z biegiem lat wprowadzane są zmiany, a co za tym idzie, takie rozwiązania, które pozwalają na dłuższą żywotność danej części. Współcześnie wały korbowe są łożyskowane co każdy cylinder. Starsze silniki nie były tak mocno wysilone jak te współczesne, dlatego też stosowano tam łożyskowanie co drugi cylinder.

Co daje łożyskowanie co każdy cylinder? Uzyskuje się przez to większą sztywność całego układu. Dzieje się tak, ponieważ zmniejsza się odległość między punktami podparcia. Są też jednak wady zastosowania większej liczby łożysk. Główną wadą jest obniżenie sprawności silnika.

Jak wygląda i z czego się składa tylna część wału? Najczęściej zakończona jest ona kołnierzem do montowania koła zamachowego. Czasami zamontowany jest jeszcze jeden kołnierz, którego rolą jest odrzucanie oleju poprzez odwirowywanie oleju spływającego w okolicach tylnej ściany bloku cylindrów. Pomiędzy tymi kołnierzami znajduje się specjalne uszczelnienie. Przednie zakończenie wału korbowego służy do zamontowania napędu rozrządu, koła pasowego lub urządzeń pomocniczych, takich jak alternator czy też pompa wspomagania. Może być tam również filtr oleju lub tłumik drgań skrętnych.

Ramiona wału korbowego są celowo przedłużone, aby mogły one pełnić funkcję przeciwciężarów. Mają one za zadanie wyrównoważyć cały układ. Warte podkreślenia jest to, że mogą być one odlewane razem z wałem korbowym lub też przykręcane osobnymi śrubami. Wewnątrz ramion oraz czopów wału korbowego nawiercone są otwory i kanały. Dopływa nimi olej do miejsc, które wymagają smarowania.

Czopy korbowe oraz czopy główne posiadają łożyska ślizgowe. Ich plusy to przede wszystkim większa wytrzymałość na zmienne obciążenie oraz większa nośność. Smarowane są one olejem. Budowa łożyska ślizgowego jest dość prosta. Składa się ono przeważnie z dwóch panewek. Łożyska ślizgowe z jedną panewką mogą występować tylko czasami na pierwszym i ostatnim czopie głównym. Przy takim układzie są one wykonane w formie tulei.