Zadaniem mechanizmu tłokowo-korbowego silnika (nazywanego również mechanizmem lub układem korbowym) jest zamiana ruchu posuwisto-zwrotnego tłoka na ruch obrotowy wału korbowego silnika.
Mechanizm tłokowo-korbowy tworzą trzy podstawowe elementy:
- tłok,
- korbowód,
- wał korbowy,
Tłok porusza się wewnątrz cylindra i wykonuje ruch posuwisto-zwrotny. Stanowi on ruchomą część komory spalania – podczas pracy silnika spaliny naciskają na jego górną część (tzw. denko) powodując przemieszczenie się tłoka w dół i wykonanie pracy.
W celu uszczelnienia przestrzeni pomiędzy powierzchnią tłoka i cylindra stosuje się pierścienie tłokowe.
Tłok z korbowodem połączony jest za pomocą sworznia w kształcie walca. Sworzeń musi być zabezpieczony przed przypadkowym wysunięciem się z tłoka, aby podczas pracy silnika nie uszkodził powierzchni cylindra. Otwór na sworzeń wykonany w tłoku nazywamy piastą tłoka.
Korbowód łączy tłok z wałem korbowym silnika i wykonuje ruch złożony – zbliżony do ruchu wahadła, ale dodatkowo przemieszczającego się pionowo (tak samo jak tłok). Aby można było zamontować korbowód na wale jego dolna część (tzw. stopa) musi być dzielna.
Wał korbowy silnika pracuje wewnątrz skrzyni korbowej i osadzony jest na tzw. podporach za pośrednictwem łożysk ślizgowych.
Miejsce wału na którym osadzone są części nazywamy czopami. Wały korbowe posiadają dwa typy czopów:
- główne – które umożliwiają ułożyskowanie wału,
- korbowodowe, na których osadzone są korbowody.
Odległość pomiędzy osiami czopów głównych i korbowodowych stanowi ramię wykorbienia wału. Jego wielkość ma wpływ na skok tłoka, ściślej – skok tłoka jest dwukrotnie większy od ramienia wykorbienia. (temat powiązany)
Łożyska główne i korbowodowe są smarowane poprzez wytworzenie cienkiej warstwy oleju pomiędzy współpracującymi częściami, jest to tzw. film olejowy. Aby doprowadzić olej do tych miejsc wykonuje się kanały olejowe w kadłubie i wale korbowym.
Wał korbowy na początku i końcu posiada wykonane dodatkowe na przykład czopy, kołnierze, wielowypusty umożliwiające zamontowanie z jednej strony koła zamachowego, a z drugiej koła napędowego mechanizmu rozrządu i kół pasowych napędu osprzętu silnika (np. alternatora, pompy cieczy chłodzącej)
Skrzynia korbowa musi mieć odpowietrzenie potocznie nazywane odmą. Odpowietrzenie potrzebne jest do wyrównania zmian ciśnienia wywołanych ruchem elementów układu korbowego w zamkniętej przestrzeni. Część spalin wskutek nieszczelności między tłokiem a cylindrem przedostaje się do skrzyni korbowej. Ze względu na ich wysoką toksyczność muszą być ponownie spalone, a więc doprowadzone do układu dolotowego silnika.
Mechanizm tłokowo-korbowy silnika rzędowego sześciocylindrowego:
Mechanizm tłokowo-korbowy silnika widlastego ośmiocylindrowego:
Mechanizm tłokowo-korbowy silnika typu bokser (4 cylindry) :
Mechanizm tłokowo-korbowy silnika W16: