Tłoki kute i korbowody: co sprawdzić przed zakupem

Tłoki i korbowody przenoszą ciśnienie spalania na wał korbowy i pracują pod dużymi, powtarzalnymi siłami. Ten poradnik odpowiada na pytania: czym tłok kuty różni się od odlewanego, na co patrzeć, wybierając korbowody, i dlaczego luzy oraz momenty podajemy wyłącznie według instrukcji producenta konkretnego zestawu.

Bezpieczeństwo i przepisy. Wiele części z tej kategorii jest przeznaczonych do silników sportowych lub użytku poza drogami publicznymi. Modyfikacje mogą wymagać zmian w dokumentach pojazdu lub dodatkowego badania technicznego i mogą skutkować utratą gwarancji producenta pojazdu. Przebudowa dolnej części silnika wymaga obróbki i pomiarów, a błąd kończy się zwykle awarią silnika. Zalecamy montaż w wykwalifikowanym warsztacie. Nie podajemy tu luzów ani momentów dokręcania: obowiązuje instrukcja producenta zestawu.

Jak pracuje układ korbowo-tłokowy

Gazy spalania naciskają na denko tłoka, tłok przez korbowód obraca wał korbowy. Korbowód pracuje w trudnych warunkach: jest ściskany, gdy tłok idzie w dół, rozciągany, gdy tłok idzie w górę, i obciążany poprzecznie (ścinanie i zginanie) przez to, że leży pod kątem do osi cylindra. Do typowych przyczyn awarii należą zbyt wysokie obroty (rozciąganie), uderzenie tłoka w zawór, kłopoty ze smarowaniem łożysk i błędy montażu. Zerwany korbowód często rozbija blok.

W praktyce tłoki, pierścienie, korbowody i ich śruby dobiera się jako jeden zestaw, a razem z nimi sprawdza łożyska i smarowanie.

Tłoki: odlewane, hipereutektyczne, kute

Tłoki wykonuje się zwykle ze stopów aluminium, odlewanych lub kutych. W silnikach wyścigowych stosuje się kute, a czasem tłoki toczone z kęsa, które nie zależą od rozmiaru dostępnych odkuwek.

W silnikach z doładowaniem, podtlenkiem azotu lub wysokimi obrotami preferuje się tłoki kute. W tabelach producenta tłoków (Mahle) stopy kute mają inne luzy: stop 2618 wymaga większego luzu między tłokiem a cylindrem niż 4032. Wiąże się z tym efekt uboczny: na zimnym silniku tłok może stukać, aż silnik się nagrzeje (tzw. piston slap). To cecha konstrukcji, nie wada egzemplarza, ale warto o niej wiedzieć przed zakupem.

Luzy, pierścienie i obróbka cylindrów

Luz tłoka, szczelina zamka pierścieni i obróbka cylindra tworzą jeden układ, który ustala się wspólnie.

• Luz tłoka w cylindrze podaje producent tłoka i zależy od stopu oraz konstrukcji. Nie przenoś wartości z innego zestawu.
• Szczelina zamka pierścienia zależy od zastosowania. Producent zaznacza, że większe luzy są zwykle potrzebne przy doładowaniu, podtlenku azotu i innych ciężkich zastosowaniach, a wartość ostateczną ustala budujący silnik. Zbyt mała szczelina grozi poważną awarią silnika.
• Honowanie cylindrów wykonuje się według rodzaju pierścieni, zwykle z użyciem płyty dociskowej (Carrillo wymaga jej, chyba że otwory śrub nie są częścią cylindra), a po obróbce blok trzeba bardzo dokładnie umyć. W rowkach honowania zostaje materiał, którego nie widać, a który skraca życie pierścieni.
• Rodzaj pierścieni ma znaczenie: pierścienie chromowane nie są zgodne z cylindrami powlekanymi Nikasilem.

Korbowody: materiał, belka, wymiary

Korbowody wykonuje się najczęściej ze stali. W zastosowaniach sportowych spotyka się też aluminium, tytan i korbowody toczone z kęsa. Producenci oferują stal chromowo-molibdenową 4340, kutą lub toczoną, a wersje tytanowe są lżejsze. W ofercie Eagle belka I to tańsza konstrukcja do silników wolnossących, a belka H służy do większych mocy. To podział z oferty jednego producenta, a nie ogólna reguła: sam kształt belki nie przesądza o wytrzymałości.

Najważniejsze jest jednak dopasowanie wymiarów do silnika i do tłoka. Niektórzy producenci kodują je w oznaczeniu: rozstaw osi otworów (długość korbowodu), średnicę otworu małej główki pod sworzeń oraz średnicę otworu dużej główki pod łożysko na czopie korbowym.

Producenci oferują też wersje lżejsze i wzmocnione. Masa korbowodów i tłoków wpływa na wyważenie, więc omów dobór z warsztatem.

Śruby korbowodów

Śruby korbowodu trzymają pokrywę przy dużych siłach rozciągających, a ich dokręcanie ma własne zasady:

• Wartość podaje producent korbowodu, nie producent śrub. Jeśli wartości się różnią, obowiązuje ta od producenta korbowodu.
• Smar pod łbem i na gwintach. Producenci wymagają smaru pod łbem i na gwincie, a podane wartości dotyczą wskazanego smaru. Bez niego dokręcaj wyłącznie według wydłużenia. Zobacz poradnik Szpilki czy śruby głowicy: moment, smar, kolejność.
• Metoda. Preferowany jest pomiar wydłużenia śruby, możliwy do wykonania na korbowodzie. Alternatywą jest moment z kątem. Producent odradza samą metodę momentu oraz rozpoczynanie wkręcania kluczem udarowym.
• Naprzemienne dokręcanie. Śruby dokręca się w stopniach, na przemian jedną i drugą, nigdy jednej strony do końca przy luźnej drugiej.

Montaż i typowe błędy

• Brak numeracji. Przed demontażem oznacz korbowód i pasującą do niego pokrywę numerami, nigdy metalowym stemplem.
• Odwrócone pierścienie. Pierścienie mają znaki (kropka lub laser), które układa się do góry; przy braku znaku obowiązuje instrukcja pierścieni. Odwrócony drugi pierścień pompuje olej do komory spalania.
• Brak sprawdzenia szczeliny zamka. Szczelinę mierzy się w cylindrze, a pierścień dopasowuje budujący silnik tylko wtedy, gdy jest za mała.
• Kolizja korbowodu z blokiem. W niektórych silnikach o małej średnicy cylindra i długim skoku korbowód może zahaczać o blok lub o inne elementy. Sprawdza się to przed końcowym myciem i montażem, a belki korbowodu nie wolno modyfikować.
• Luzy łożysk. Wyznacza je przede wszystkim łożysko, a nie otwór korbowodu.

Montaż zalecamy w wykwalifikowanym warsztacie, który zmierzy luzy. Ten poradnik nie zastępuje instrukcji producenta.

Jak dobrać zestaw

• Silnik i wersja: średnica cylindra, skok, długość korbowodu, średnica sworznia i wysokość kompresji muszą odpowiadać silnikowi. Producenci podają je w tabelach zastosowań razem ze stopniem sprężania, stopem i zalecanym luzem.
• Planowane obciążenie: producent zaleca kontakt z działem technicznym, szczególnie gdy silnik ma pracować z mocą wielokrotnie wyższą niż fabrycznie.
• Rodzaj stopu tłoka: wpływa na luz i zachowanie silnika na zimno.
• Komplet: tłoki, pierścienie, sworznie i korbowody dobieraj jako zestaw.
• Dokumenty: instrukcje producenta z luzami i dokręcaniem.

Co zmienić razem

• Szpilki i śruby. Zobacz poradnik Szpilki czy śruby głowicy.
• Uszczelka pod głowicę. Zobacz kategorię Uszczelki.
• Panewki i smarowanie. Zobacz Dół silnika i smarowanie.
• Doładowanie. Zobacz poradnik „Jak dobrać turbosprężarkę”.

Lista kontrolna przed zakupem

• Znam silnik (model, wersja, rocznik) i jego wymiary: średnicę cylindra, skok, długość korbowodu.
• Wiem, jakie obciążenie planuję, i omówiłem je z warsztatem lub producentem.
• Zestaw obejmuje tłoki, pierścienie, sworznie i korbowody dobrane do siebie.
• Mam instrukcje z luzami, szczeliną zamków i dokręcaniem śrub korbowodów.
• Zaplanowałem obróbkę cylindrów i dokładne mycie bloku.
• Wiem, jak zmiana wpłynie na dokumenty pojazdu, badanie techniczne i gwarancję.

Zobacz kategorię Układ korbowo-tłokowy →

FAQ

Czy tłoki kute są zawsze lepsze od odlewanych?

Nie. Preferuje się je w silnikach z doładowaniem, podtlenkiem lub wysokimi obrotami, ale odlewane hipereutektyczne mają mniejszą rozszerzalność i dlatego są powszechne w silnikach seryjnych.

Dlaczego kute tłoki bywają głośne na zimnym silniku?

Stop 2618 mocniej się rozszerza, więc wymaga większego luzu. Do czasu nagrzania silnika tłok może stukać. To cecha tego rozwiązania.

Jaka powinna być szczelina zamka pierścieni?

Nie podajemy wartości, bo zależy od pierścieni, średnicy cylindra i zastosowania. Producent zaznacza, że przy doładowaniu i podtlenku azotu jest zwykle większa, a wartość końcową ustala budujący silnik.

Czy mogę dokręcić śruby korbowodu według wartości producenta śrub?

Jeśli korbowody pochodzą od innego producenta niż śruby, obowiązuje wartość od producenta korbowodów.

Czy kute tłoki i korbowody zwiększą moc silnika?

Nie obiecujemy takiego efektu. Te elementy służą do przenoszenia większych obciążeń. Wynik zależy od całego projektu i kalibracji, a sprawdza go pomiar na hamowni.

Czy mogę użyć ich w silniku drogowym?

Zależy od kraju i zmian w pojeździe. Przebudowa silnika może wymagać zmian w dokumentach lub badania technicznego. Zapytaj stację kontroli pojazdów.

Powiązane kategorie: Silnik i turbo, Układ korbowo-tłokowy, Dół silnika i smarowanie