Tłok silnika spalinowego: części, materiały i zużycie

Od góry licząc, element ma denko, strefę pierścieniową z rowkami, płaszcz i dwie piasty na sworzeń. Od wewnątrz denko wzmacnia ożebrowanie, które zwiększa sztywność i pomaga odprowadzać ciepło.

Denko może być płaskie, wypukłe albo z wgłębieniem, a jego kształt wpływa na stopień sprężania i przebieg spalania. W dieslu z wtryskiem bezpośrednim większa część mieszanki spala się właśnie we wgłębieniu wyprofilowanym w denku, dlatego ten element różni się od silnika do silnika.

Przy denku, w rowkach, siedzą zwykle trzy pierścienie: dwa uszczelniające i jeden zgarniający olej. Najdalej od denka pracuje pierścień olejowy, który zdejmuje nadmiar oleju ze ścianki cylindra, żeby nie trafił do komory spalania. Pierścienie robi się z żeliwa szarego, sferoidalnego lub stopowego, często z powłoką chromu na powierzchni roboczej.

Pierścienie mają drugie zadanie: odbierają ciepło z tłoka i przekazują je ściance cylindra. Szczegóły opisuje osobny poradnik o pierścieniach tłokowych.

Płaszcz prowadzi całość w cylindrze i przenosi na ściankę siły boczne, które powstają, gdy korbowód odchyla się od osi. To część najbardziej narażona na ścieranie. Przez dużą powierzchnię styku płaszcz jest też główną drogą, którą ciepło z tłoka wędruje do układu chłodzenia.

Górna część tłoka nagrzewa się mocniej niż dolna, więc zimny płaszcz ma kształt lekko stożkowy. Dopiero w pełni rozgrzany silnik daje przekrój zbliżony do walca. Ten kompromis wynika z różnic temperatury między górą a dołem.

Dawniej odlewano je z żeliwa. Było ciężkie i słabo przewodziło ciepło. Dziś stosuje się stopy aluminium z dodatkiem krzemu, a także magnezu, miedzi i niklu. Lżejsze tłoki to mniejsze siły bezwładności, więc cały układ korbowy pracuje z mniejszym obciążeniem. Krzem obniża rozszerzalność cieplną.

Gdy krzemu jest więcej niż 12,5%, stop nazywa się nadeutektycznym i jest twardszy, ale mniej ciągliwy. Tłoki kute, mocniejsze od odlewanych, trafiają głównie do silników sportowych.

Zużyte pierścienie i tłoki obniżają szczelność komory spalania. Silnik, który bierze olej, dymi i traci ciśnienie sprężania, wymaga diagnozy, bo ten sam obraz dają także nieszczelne zawory i uszczelka pod głowicą. Pomiar sprężania pokazuje, że cylinder przecieka. Nie wskazuje, którędy. Różnicę między stopniem a ciśnieniem sprężania opisuje hasło o stopniu sprężania.

Żeby dostać się do tłoków, trzeba rozebrać silnik. Ocena ich stanu i naprawa to sprawa warsztatu. Tłok ślizga się po gładzi cylindra albo po tulei w bloku silnika, a przez korbowód napędza wał korbowy.