气体力作用于
活塞顶上,在活塞的四个行程中始终存在,但只有作功行程中的气体力是发动机对外作功的原动力。气体力通过
连杆、曲柄销传到主
轴承。气体力同时也作用于
气缸盖上,并通过气缸盖螺栓传给机体。作用于活塞上和气缸盖上的气体力大小相等、方向相反,在机体中相互抵消而不传至机体外的支承上,但使机体受到拉伸。
曲柄连杆机构可视为由往复运动质量和旋转运动质量组成的当量系统,往复运动质量包括活塞组零件质量和连杆小头集中质量,它沿气缸轴线作往复变速直线运动,产生往复惯性力;旋转运动质量包括曲柄质量和连杆大头集中质量,它绕曲轴轴线旋转,产生旋转惯性力,又称离心力,往复惯性力和旋转惯性力通过主轴承和机体传给发动机支承。
作用在活塞上的力通过活塞销、连杆杆身传递到连杆大头,作用在连杆轴径上的力可以分解曲柄方向的力FR和垂直于FR的切向力FT,切向力对曲轴旋转中心产生的转矩就是发动机的对外输出转矩,多缸发动机对外输出的转矩是各缸对外输出转矩之和。
FR作用在发动机的主轴承座上,使发动机产生振动。多缸发动机应通过合理安排汽缸数目、工作次序、曲拐的空间布置、平衡重等使发动机的不平衡力和力矩达到平衡,减少由此产生的振动噪声。