Prawidłowa odpowiedź to „zmęczenia materiału”, bo w mechanizmie tłokowo-korbowym śruby korbowodowe pracują pod bardzo silnymi, cyklicznie zmieniającymi się obciążeniami rozciągająco-ściskającymi. Przy każdym obrocie wału korbowego śruba jest na chwilę mocniej dociągana, a potem trochę odciążana. Te zmiany naprężeń, powtarzane tysiące razy na minutę, prowadzą właśnie do zjawiska zmęczeniowego pękania materiału, nawet jeśli naprężenia są niższe niż wytrzymałość statyczna stali. Moim zdaniem to jest jedno z kluczowych zagadnień przy zrozumieniu, czemu w silnikach tak ważna jest jakość śrub i prawidłowy moment dokręcania. W praktyce warsztatowej oznacza to, że śruby korbowodowe traktuje się jako elementy wysoko obciążone dynamicznie i zazwyczaj jednorazowe – producenci często zalecają ich bezwzględną wymianę przy remoncie silnika, zwłaszcza gdy są to śruby rozciągane do granicy plastyczności (tzw. TTY – torque to yield). W instrukcjach serwisowych podawane są dokładne procedury dokręcania: najpierw momentem, później dociągnięcie o kąt, żeby zapewnić odpowiednie wstępne rozciągnięcie śruby i równomierne przenoszenie sił. Dobra praktyka jest też taka, żeby zawsze sprawdzać, czy nie ma śladów mikropęknięć, zarysowań gwintu, nadmiernego wydłużenia. Z mojego doświadczenia wynika, że lekceważenie zmęczenia materiału w tych elementach kończy się często katastrofalną awarią – urwany korbowód, zniszczony blok, w najgorszym razie złom całego silnika. Dlatego w silnikach wysokoprężnych, wyczynowych czy mocno doładowanych temat zmęczeniowej wytrzymałości śrub korbowodowych jest absolutnie kluczowy, a projektanci dobierają stal, obróbkę cieplną i powierzchniową właśnie pod kątem odporności na zmęczenie.
W mechanizmie tłokowo-korbowym śruby korbowodowe nie są niszczone głównie przez starzenie, erozję czy zwykłe zużycie mechaniczne, tylko przez zmęczenie materiału wynikające z cyklicznego obciążania. Łatwo się pomylić, bo w praktyce warsztatowej często mówi się ogólnie, że „materiał się zużył” albo „śruba się wyrobiła”, ale z technicznego punktu widzenia chodzi tu o zupełnie inne zjawiska niż w odpowiedziach błędnych. Starzenie materiału kojarzy się z tym, że stal po prostu „stara się” z upływem lat i sama z siebie traci właściwości. W przypadku śrub korbowodowych tak to nie działa – jeśli silnik stoi nieużywany, śruby się od samego czasu nie rozpadną. Problem pojawia się dopiero, gdy działają na nie zmienne obciążenia, czyli kolejne suw sprężania, pracy, bezwładności korbowodu i tłoka przy wysokich obrotach. To jest typowa sytuacja dla pękania zmęczeniowego, gdzie kluczowa jest liczba cykli, a nie kalendarzowy wiek elementu. Zużycie erozyjne dotyczy głównie elementów, po których przepływa medium z cząstkami stałymi lub kroplami pod dużą prędkością, np. łopatki turbosprężarki, kanały dolotowe czy wylotowe, końcówki wtryskiwaczy. Śruba korbowodowa nie pracuje w strumieniu spalin ani paliwa, nie jest „bombardowana” cząstkami, więc erozja nie jest tu dominującym mechanizmem zniszczenia. Zużycie mechaniczne kojarzymy z tarciem dwóch powierzchni względem siebie, jak w łożyskach, tłok–cylinder, sworzeń–korbowód. Śruba korbowodowa jest elementem złącznym, pracuje głównie na rozciąganie, a jej gwint i główka nie powinny się ślizgać podczas normalnej pracy silnika. Owszem, może dojść do uszkodzenia gwintu przy wielokrotnym montażu lub niewłaściwym dokręcaniu, ale to raczej błąd montażowy niż typowe „zużycie eksploatacyjne”. Typowy błąd myślowy polega na patrzeniu na każdą awarię śruby jak na zwykłe zużycie albo „przerdzewienie”. W rzeczywistości w silniku dominują obciążenia zmienne, które powodują inicjację mikropęknięć w miejscach karbów (np. u podstawy łba śruby, w gwincie), a potem ich stopniowy rozwój aż do nagłego złamania. Dlatego producenci tak mocno podkreślają w dokumentacji dobór odpowiedniej klasy śrub, przestrzeganie momentów dokręcania i nieużywanie ponownie śrub, które pracowały w silniku przez długi czas, szczególnie przy wysokich obrotach i obciążeniach.