汽車引擎的曲軸

汽車引擎的基本構造之中,曲軸是整個引擎中唯一的動力輸出軸,所謂的「引擎轉速」也就是曲軸的轉速,所以曲軸可算是引擎中最主要的零件之一。

曲軸並不是一支從頭到尾直通的軸,為了提供力臂讓活塞的上下直線運動能夠轉為旋轉運動,曲軸必須要根據活塞的數目設計成一支曲折的軸,因而稱之為「曲軸」。曲軸的曲折處亦即偏心部分,與活塞連桿大端連結,又稱為曲柄臂。而曲軸的主軸承則在曲軸的旋轉中心軸處支撐著曲軸。曲軸於各個曲柄臂旁都有類似半圓形狀的曲軸配重,使得偏心運轉的曲柄臂的質量中心能夠落在旋轉中心之上,以消除偏心運轉所帶來的震動。

曲軸的曲柄半徑是曲軸運作過程中一個重要的關卡,曲軸的曲柄半徑大小決定活塞在汽缸內上下運動的行程,曲柄的半徑越大的活塞衝程就越長。因此即使是同一家車廠所生產的引擎,也會有不同排氣量但同一系列的引擎產品,這樣的產品只要引擎的排氣量差別不大,在不更動引擎大部分設計且為節省成本的前提下,多會採用不同曲柄半徑的曲軸來改變排氣量。所以這只是活塞衝程改變,而導致排氣量有所不同,並非擴缸的說法。擴缸是指將汽缸的缸徑加大,因為缸徑若是加大,要更動的零件會遠較衝程加大者多出許多。

由於曲軸要承受活塞因爆炸所產生的強大力量,所以其材質必須相當堅固且耐久,因此曲軸通常都是鍛造成型的,其主軸承處內也鑲入了耐磨且精密的軸承片。整個曲軸及主軸承處都有許多供機油流入的油孔,好使機油能在整個曲軸上發揮潤滑與冷卻的功能。