由于曲柄连杆机构是在高压下作变速运动，因此它在工作中的受力情况很复杂。其中有气体作用力、运动质量惯性力、摩擦力以及外界阻力等。摩擦力主要取决于运动零件的制造质量与润滑情况，其数值相对较小，在进行机构的受力分析时可以忽略不计。

（1）气体作用力

在四冲程发动机每个工作循环的四个行程中，都存在气体作用力。由于进气和排气两个行程中，气体作用力较小，对机件影响不大，故这里主要分析做功和压缩两行程的气体作用力。

1）做功行程的气体作用力。曲柄连杆机构受的力主要有气压力P、往复惯性力P_j、旋转离心力P_c和摩擦力F，如图2-22所示。

气压力：气压力P分解为侧压力N_P和S_P，S_P分解为R_P和T_P，R_P使曲轴主轴颈处受压，T_P为周向产生转矩的力。

它是推动活塞向下运动的膨胀压力，其大小从上止点至下止点随着缸内气体推动活塞膨胀做功而由大变小，侧压力N_P向左，活塞的左侧面压向气缸壁，左侧磨损严重，如图2-23所示。

2）压缩行程的气体作用力。它是阻碍活塞向上运动的阻力，侧压力N_P向右，活塞的右侧面压向气缸壁，左侧磨损严重，如图2-24所示。

图2-22 曲柄连杆机构受力示意图

图2-23 做功行程气体作用力示意图

图2-24 压缩行程气体作用力示意图(www.daowen.com)

（2）往复惯性力与离心力

在曲柄连杆机构的运动中，一方面活塞、活塞销和连杆小头在气缸中作往复直线运动，而且速度在不断变化，活塞在上、下止点时的速度为零，在行程中间位置时速度最大。

往复惯性力P_j：活塞在上半行程时，惯性力都向上，下半行程时，惯性力都向下。在上下止点活塞运动方向改变，速度为零，加速度最大，惯性力也最大；在行程中部附近，活塞运动速度最大，加速度为零，惯性力也等于零，如图2-25所示。

另一方面，曲柄、连杆轴颈和连杆大头绕曲轴轴线旋转，产生离心力。离心力在垂直方向的分力与往复惯性力方向总是一致的，它们的共同作用使发动机产生上、下振动；而离心力的水平方向分力会使发动机产生左、右振动。

离心惯性力P_c：旋转机件的圆周运动产生离心惯性力，方向背离曲轴中心向外。离心力加速轴承与轴颈的磨损，也引起发动机振动而传到机体外，如图2-26。

图2-25 往复惯性力示意图

图2-26 离心力示意图

（3）摩擦力

摩擦力在任何一对互相压紧并作相对运动的零件表面之间必定存在，其最大值决定于上述各种力对摩擦面形成的正压力和摩擦因数。摩擦力的存在是造成配合表面磨损的根源。提高运动件的加工精度和装配质量，采取加强润滑等措施，可以减小摩擦力。

气体压力、往复惯性力、离心力、摩擦力作用于曲柄连杆机构和机体的相关零件上，使它们发生拉伸、压缩、弯曲、扭转和磨损。为改善这种状况应该尽量减小曲柄连杆机构运动件质量以减小惯性力，以及在曲轴上加平衡重和设置平衡机构来平衡惯性力。