Tłok silnika to element, który bezpośrednio odpowiada za zamianę energii chemicznej na mechaniczną, a jego praca jest kluczowa dla działania całego układu napędowego. Czy wiesz, co dokładnie dzieje się wewnątrz silnika, gdy tłok porusza się w cylindrze? A może zastanawiałeś się, jakie usterki mogą go spotkać? Sprawdź, co każdy kierowca powinien wiedzieć o tłokach, aby jego silnik działał bez zarzutu.
Co to jest tłok silnika?
Tłok silnika to jeden z najważniejszych elementów konstrukcyjnych silnika spalinowego, odpowiedzialny za przekształcanie energii chemicznej pochodzącej ze spalania paliwa na energię mechaniczną, która napędza pojazd. Tłok to ruchoma część, która porusza się wewnątrz cylindra, wykonując ruchy posuwisto-zwrotne. Jego głównym zadaniem jest przenoszenie siły powstałej w wyniku spalania mieszanki paliwowo-powietrznej na korbowód, a następnie na wał korbowy, co ostatecznie wprawia pojazd w ruch.
Tłoki silników spalinowych wykonuje się najczęściej z aluminium lub jego stopów, co zapewnia im lekkość i wysoką odporność na temperatury. Mają one zazwyczaj cylindryczny kształt, a ich wierzchołek może być płaski, wypukły lub wklęsły, co wpływa na sposób spalania mieszanki paliwowej. Tłoki są również wyposażone w pierścienie tłokowe, które pełnią kilka kluczowych funkcji. Pierścienie te uszczelniają przestrzeń między tłokiem a ścianami cylindra, zapobiegając przedostawaniu się gazów spalinowych do skrzyni korbowej oraz zapewniają odpowiednie smarowanie tłoka, co minimalizuje tarcie.
Złe smarowanie tłoka może prowadzić do jego przegrzania i poważnych uszkodzeń silnika.
Tłok musi wytrzymać ekstremalne warunki pracy, takie jak wysokie ciśnienie oraz temperatury sięgające nawet 2500°C podczas spalania mieszanki. Dlatego też materiały, z których jest wykonany, muszą charakteryzować się dużą wytrzymałością mechaniczną oraz odpornością na wysokie temperatury. Współczesne tłoki są projektowane z myślą o maksymalizacji efektywności energetycznej oraz minimalizacji emisji spalin, co jest szczególnie istotne w kontekście rosnących wymagań ekologicznych.
Jak działa tłok w silniku?
Tłok w silniku pełni kluczową rolę w przekształcaniu energii powstałej ze spalania paliwa na ruch obrotowy wału korbowego. Proces ten odbywa się w czterech podstawowych etapach, które razem tworzą cykl pracy silnika spalinowego. Te etapy to suw ssania, suw sprężania, suw pracy i suw wydechu. Każdy z nich wymaga precyzyjnej współpracy tłoka z innymi elementami silnika, takimi jak korbowód, wał korbowy i zawory.
Podczas suwu ssania tłok porusza się w dół cylindra, co powoduje obniżenie ciśnienia wewnątrz cylindra i zassanie mieszanki paliwowo-powietrznej przez otwarty zawór dolotowy. W tej fazie tłok oddala się od głowicy cylindra, a mieszanka wypełnia przestrzeń nad nim. Następnie następuje suw sprężania, w którym tłok porusza się w górę, sprężając mieszankę paliwowo-powietrzną. Wysokie ciśnienie i temperatura w tej fazie przygotowują mieszankę do zapłonu.
Suw pracy to moment, w którym dochodzi do zapłonu mieszanki. Iskra wytworzona przez świecę zapłonową powoduje eksplozję sprężonej mieszanki. Siła wybuchu gwałtownie wypycha tłok w dół, co jest głównym źródłem mocy silnika. Tłok przekazuje tę siłę przez korbowód na wał korbowy, który zamienia ruch posuwisto-zwrotny tłoka na ruch obrotowy, napędzając koła pojazdu.
Ostatnim etapem jest suw wydechu, kiedy tłok ponownie porusza się w górę, wypychając spaliny z cylindra przez otwarty zawór wydechowy. Proces ten przygotowuje cylinder na kolejny cykl pracy. Tłok nieustannie pracuje w ekstremalnych warunkach, co wymaga od niego nie tylko wytrzymałości, ale i precyzyjnej współpracy z innymi elementami silnika.
Nieodpowiednia synchronizacja tłoka z zaworami może prowadzić do poważnych uszkodzeń silnika.
Najczęstsze problemy związane z tłokami
Tłoki w silniku, mogą być źródłem wielu problemów, które w dłuższej perspektywie mogą prowadzić do poważnych uszkodzeń silnika. Jednym z najczęstszych problemów związanych z tłokami jest przegrzewanie. Tłok pracuje w ekstremalnych warunkach, gdzie wysoka temperatura i ciśnienie są na porządku dziennym. Przegrzanie może prowadzić do deformacji tłoka, co z kolei może spowodować jego zatarcie w cylindrze. W skrajnych przypadkach tłok może nawet pęknąć, co będzie miało katastrofalne skutki dla silnika.
Kolejnym problemem jest zużycie pierścieni tłokowych, które odpowiadają za uszczelnienie przestrzeni między tłokiem a cylindrem. Zużyte pierścienie tłokowe mogą prowadzić do utraty kompresji, co objawia się spadkiem mocy silnika, zwiększonym zużyciem paliwa oraz większą emisją spalin. W skrajnych przypadkach uszkodzone pierścienie mogą powodować, że olej silnikowy dostaje się do komory spalania, co prowadzi do powstawania dymu z wydechu.
Innym często spotykanym problemem jest zjawisko znane jako „stukowy” spalanie, które może być spowodowane nieprawidłowym działaniem tłoka lub niewłaściwym spalaniem mieszanki paliwowo-powietrznej. Stukowe spalanie charakteryzuje się niekontrolowanymi, gwałtownymi wybuchami w komorze spalania, co może uszkodzić tłok, a nawet inne elementy silnika. Problem ten często jest wynikiem używania paliwa o zbyt niskiej liczbie oktanowej lub nieprawidłowym ustawieniem zapłonu.
Uwaga! Zaniedbanie regularnej wymiany oleju silnikowego może znacząco przyspieszyć zużycie tłoków i innych kluczowych elementów silnika.
Warto również wspomnieć o problemach z powodu złego smarowania tłoka. Niedostateczne smarowanie prowadzi do zwiększonego tarcia, co z kolei może powodować nadmierne zużycie powierzchni tłoka oraz cylindra. Problemy te mogą pojawiać się w wyniku stosowania niskiej jakości oleju, braku regularnej wymiany oleju lub problemów z pompą oleju. Ważne jest, aby regularnie sprawdzać stan oleju i wymieniać go zgodnie z zaleceniami producenta, aby uniknąć poważnych awarii.
Zobacz również: Jak dbać o silnik benzynowy? Poradnik
fot.: Wikimedia Commons
