The korbowód jest kluczowym elementem silników spalinowych, odgrywającym kluczową rolę w przekształcaniu ruchu liniowego tłoka w ruch obrotowy wału korbowego. Choć jego funkcjonalność może wydawać się prosta, długość korbowodu ma znaczący wpływ na osiągi silnika.
Jednym z głównych czynników wpływających na długość korbowodu jest współczynnik skoku silnika. Współczynnik skoku to stosunek długości skoku (odległości, jaką pokonuje tłok) do średnicy otworu (średnicy cylindra). Przełożenie to ma bezpośredni wpływ zarówno na charakterystykę mocy, jak i momentu obrotowego silnika.
Wraz ze wzrostem długości korbowodu współczynnik skoku maleje. Krótszy korbowód zmniejsza drogę przesuwu tłoka dla danej średnicy otworu. Skutkuje to niższymi prędkościami tłoków i mniejszymi stratami tarcia, co prowadzi do poprawy wydajności silnika. Dodatkowo krótszy korbowód pozwala na zastosowanie lżejszego tłoka, zmniejszając całkowitą masę ruchu posuwisto-zwrotnego. W rezultacie silnik może obracać się na wyższych obrotach i szybciej reagować na pedał gazu.
I odwrotnie, dłuższy korbowód zwiększa współczynnik skoku. Sprzyja to wyższym prędkościom tłoka i zwiększa czas przebywania w górnym martwym punkcie (TDC) i dolnym martwym punkcie (BDC), poprawiając wydajność spalania. Dłuższe korbowody oferują również korzyści w postaci zmniejszonego nacisku bocznego na ścianki cylindrów, co pozwala na lepszą trwałość silnika i mniejsze zużycie cylindra.
Ponadto długość korbowodu wpływa na stosunek skoku korbowodu silnika, który określa kątowość korbowodu. Kątowość drążka odnosi się do kąta drążka względem linii środkowej wału korbowego podczas obrotu silnika. Krótszy korbowód powoduje większą kątowość, podczas gdy dłuższy korbowód ją zmniejsza. Optymalna kątowość tłoczyska ma kluczowe znaczenie, aby zminimalizować obciążenie boczne tłoka, pierścieni tłokowych i ścianek cylindrów, zapewniając niezawodne działanie silnika.
Należy zauważyć, że zmiana długości korbowodu ma konsekwencje wykraczające poza współczynnik skoku i kątowość korbowodu. Zmiana długości korbowodu wpływa na czas przebywania tłoka silnika w GMP i GMP, wpływając na rozrząd zaworowy, stopień sprężania oraz dynamikę przepływu dolotowego i wydechowego. Zmiany te mogą znacząco wpłynąć na dostarczanie mocy silnika, zużycie paliwa i ogólną charakterystykę wydajności.
Dlatego producenci dokładnie uwzględniają długość korbowodu podczas projektowania silników, biorąc pod uwagę różne czynniki, takie jak przeznaczenie, pożądana moc wyjściowa, pojemność skokowa silnika i docelowe parametry zużycia paliwa. W zastosowaniach wymagających wysokich osiągów można zastosować regulowane korbowody, umożliwiające tunerom i kierowcom wyścigowym precyzyjne dostrojenie osiągów silnika w oparciu o określone wymagania.
Podsumowując, długość korbowodu ma ogromny wpływ na osiągi silnika. Zrozumienie zależności pomiędzy długością korbowodu, współczynnikiem skoku, kątowością korbowodu i innymi charakterystykami silnika ma kluczowe znaczenie dla optymalizacji dostarczania mocy, charakterystyki momentu obrotowego i ogólnej wydajności. Niezależnie od tego, czy chodzi o samochód sportowy, ciężarówkę, czy nawet mały silnik, wybór najodpowiedniejszej długości korbowodu ma kluczowe znaczenie dla osiągnięcia pożądanych wyników.