Szczegóły konstrukcyjne tłoków silnika spalinowego

Tłok silnika spalinowego pracuje w niesłychanie trudnych warunkach, przy bardzo wysokiej temperaturze i pod dużym, zmiennym cyklicznie obciążeniem. Dlatego musi posiadać wiele ważnych cech konstrukcyjnych. Denko tłoka, czyli ta jego część, która spotyka się bezpośrednio z płomieniem w chwili po zainicjowaniu zapłonu, musi być odpowiednio grube. Nie jest to spowodowane jedynie przenoszeniem przez nie wielkich sił, wywieranych przez gazy spalinowe, ale także koniecznością szybkiego odprowadzenia ciepła do tej części tłoka, z której zostanie ono odebrane przez chłodzone ścianki cylindra.

Część prowadząca tłoka, zwana także (popularnie) jego płaszczem, ma za zadanie zarówno utrzymywanie tłoka we właściwej pozycji bez względu na jego położenie w cylindrze, jak i odprowadzanie od niego ciepła do ścianek cylindra. W części tej znajdują się piasty tłoka, w których jest osadzony sworzeń tłoka. Piasty tłoka łożyskują sworzeń tłokowy. Są one bardzo grube, a przez to odpowiednio sztywne, aby móc przenosić wielkie siły, wywierane na tłok przez gazy spalinowe. Piasty powinny być bardzo dobrze związane z denkiem tłoka i są dodatkowo połączone z nim specjalnymi żebrami, stanowiącymi monolit zarówno z denkiem, jak i z piastami tłoka.

Część pierścieniowa tłoka znajduje się pomiędzy denkiem tłoka i jego częścią prowadzącą. Są w niej wykonane specjalne rowki, w których znajdują się pierścienie tłokowe. W niektórych tłokach w każdym z rowków znajduje się niewielki kołek oporowy, uniemożliwiający obracanie się pierścienia w czasie pracy. Ma to istotne znaczenie w silnikach dwusuwowych, gdzie tłok otwiera i zamyka otwory dolotowe i wylotowe.

Odwiedź nasz serwis Eksploatacja auta

Od liczby pierścieni, zamontowanych na tłoku zależy jakość uszczelnienia pomiędzy nim a ściankami cylindra. Im więcej pierścieni, tym uszczelnienie lepsze. Ale jednocześnie im więcej pierścieni tym większe tarcie występujące pomiędzy tłokiem i cylindrem. Tarcie to może przekroczyć nawet 50% wszystkich oporów mechanicznych, jakie istnieją w silniku na skutek tarcia. Przyjmuje się, że średnie straty jego mocy, wynikające z oporów tarcia pierścieni o gładź cylindra wynoszą około 7% całkowitej mocy silnika. Dlatego w większości niewielkich silników spalinowych stosuje się tylko dwa pierścienie uszczelniające i jeden pierścień zgarniający. Jedynie w silnikach o dużej średnicy cylindrów liczba pierścieni uszczelniających z konieczności musi być nieco większa. Czasem, w silnikach z zapłonem samoczynnym stosuje się zamiast jednego, dwa pierścienie zgarniające, ale w takim przypadku nie posiadają one żadnych sprężyn wspomagających, które zwiększałyby siłę tarcia pomiędzy nimi i ściankami cylindra.

Zobacz też: Parametry silnika spalinowego