曲軸的工作原理是怎樣的

曲軸的工作原理是承受連桿傳來的力，將其轉變為轉矩后通過自身輸出，以此驅動發動機其他附件工作。在發動機運行中，燃料燃燒產生的氣體壓力推動活塞做往復直線運動，經活塞銷、連桿傳遞到曲軸，曲軸便把這種往復運動轉化為旋轉運動。而且在這一過程中，曲軸還得承受多種力帶來的彎曲和扭轉載荷 。

具體而言，曲軸受到的旋轉質量的離心力，是由于曲軸自身以及與之相連的一些部件在高速旋轉時，因質量分布而產生的向外甩的力。這種力會讓曲軸有向外擴張、偏離原有旋轉軌跡的趨勢。

周期變化的氣體慣性力，源自燃料燃燒后氣體的膨脹和收縮等周期性變化。當氣體迅速膨脹推動活塞時，會通過連桿對曲軸施加一個強大的力，而在氣體狀態改變的不同階段，這個力的大小和方向也在不斷變化，這就形成了周期變化的氣體慣性力，不斷沖擊著曲軸。

往復慣性力則是由活塞、活塞銷等部件的往復運動產生。這些部件在氣缸內高速地來回運動，在加速和減速過程中會產生慣性力，通過連桿傳遞給曲軸。

為了更好地應對這些復雜的工況和載荷，曲軸在設計和制造上也有諸多考量。曲軸軸頸常作成中空，這樣既能減小質量，降低旋轉時的離心力，又能在一定程度上減輕自身重量，提升發動機的整體效率。每個軸頸表面還開有油孔，這些油孔能讓潤滑油順暢地到達需要潤滑的部位，保證曲軸與連桿大頭軸瓦等關鍵部位的良好潤滑，減少磨損，延長使用壽命。而且，為減少應力集中，主軸頸、曲柄銷與曲柄臂的連接處采用過渡圓弧連接，使力的傳遞更加平穩，避免因應力過于集中而導致部件損壞。

曲軸的工作原理雖然看似復雜，但它卻是發動機能夠穩定運行、輸出動力的關鍵所在。它巧妙地將活塞的往復運動轉化為旋轉運動，同時又能承受各種復雜的力的作用，為發動機及整個機械系統源源不斷地提供動力 ，是汽車發動機領域一項極為精妙的設計。

（圖/文/攝：太平洋汽車 整理于互聯網）