曲柄连杆机构#

定义#

曲柄连杆机构是往复式内燃机中实现动力转换的核心运动部件，作为发动机能量转换的关键枢纽，直接参与发动机工作循环的全过程，负责将燃料燃烧产生的热能转化为机械能，并通过曲轴输出动力。其核心功能是完成活塞往复运动与曲轴旋转运动的双向转换，保证发动机连续工作循环的实现。

工作原理#

四冲程循环中的能量转换#

曲柄连杆机构在发动机四个冲程中执行不同职能：

• 作功冲程：燃料燃烧产生的高温高压气体作用于活塞顶部，推动活塞下行，通过连杆带动曲轴旋转，将气体压力能转化为曲轴转矩输出，对外输出机械能。
• 压缩/进气/排气冲程：依靠飞轮转动惯性（储存作功冲程的动能）及连杆连接，带动活塞上行，完成气缸内气体压缩、进气准备或废气排出，为下一次燃烧作功创造条件。

运动传递机制#

• 活塞：在气缸内做上下往复运动，承受气体压力与惯性力。
• 连杆：连接活塞与曲轴，实现直线运动与旋转运动的转换，传递力与力矩。
• 曲轴：将活塞的直线运动转化为连续旋转，输出稳定扭矩，驱动车辆行驶。

核心功用#

动力转换核心#

• 能量转换枢纽：将燃料燃烧的热能（气体压力）转化为曲轴旋转的机械能，实现“热能→机械能”的关键转换。
• 扭矩输出保障：通过连杆传递活塞下行力，使曲轴获得连续旋转动力，满足车辆行驶所需扭矩。

循环驱动保障#

• 维持工作循环：在非作功冲程中，依靠曲柄连杆机构的惯性（如飞轮转动惯性），带动活塞完成进气、压缩、排气等辅助动作。
• 结构功能载体：作为气缸体的密封边界（活塞环配合），同时提供燃烧场所（气缸盖与活塞顶部形成的密闭空间）。

功能分点说明#

• 气体压力转转矩：燃烧气体压力推动活塞下行，通过连杆臂长放大力臂，将活塞推力转化为曲轴旋转扭矩。
• 直线运动转旋转：活塞上下运动经连杆“十字头”结构，转化为曲轴偏心轴的圆周运动，实现动力输出。

专家提示#

• 高负荷工况适配：在重卡发动机（如11升以上排量柴油机）中，曲柄连杆机构需承受更高缸压（部分机型峰值缸压可达220Bar），需关注活塞销与连杆衬套的耐磨性，建议通过缸内压力传感器监测动态负载。
• 维护关键点：定期检查连杆螺栓预紧力（推荐扭矩范围需参考《内燃机设计规范》），避免因衬套磨损导致活塞偏磨，引发发动机异响或动力衰减。

（注：因原始内容未提供图片，此处建议插入“曲柄连杆机构结构示意图”，标注：活塞-连杆-曲轴运动关系分解图）