不同类型发动机的曲轴结构存在显著差异,这些差异直接影响到发动机的性能和可靠性。首先,整体式曲轴,其主轴颈、连杆轴颈、曲轴臂等是一体的,这种结构简单、重量轻、稳定性好,能简化装配并降低成本。然而,锻造复杂且不易拆卸,因此广泛用于中、高速柴油机。另一方面,组合式曲轴则是主轴颈、连杆轴颈和曲轴臂分别制造再组合,这样不仅方便制造且易于拆卸,常用于大型低速大功率柴油机。
在连杆轴颈方面,直列式发动机的连杆轴颈数与汽缸数相等,例如四缸直列发动机就有四个连杆轴颈。而 V 型发动机因为两个连杆共同装在一个连杆轴颈上,所以连杆轴颈数为汽缸数的一半。这种差异使得 V 型发动机在结构上更为紧凑。
支撑方式方面,全支承曲轴的主轴颈数比气缸数目多一个,如六缸发动机全支承曲轴有七个主轴颈,这种支承方式能够让曲轴强度和刚度较好,减轻主轴承载荷和磨损,因此柴油机和大部分汽油机常用。而非全支承曲轴的主轴颈数比气缸数目少或相等,虽然主轴承载荷较大,但能缩短曲轴总长度,一些承受载荷较小的汽油机采用。
平衡方面,若没有平衡块,曲轴会因往复运动零件的重量、旋转零件的重量、往复运动零件的惯性力、气缸和燃烧压力、扭矩变化等产生振动。为减少或消除振动,必须给曲轴提供平衡块,这些平衡块相对主轴线成辐射状且与连杆轴颈方向相反,从而平衡作用力,减少振动,延长轴承寿命。
六缸直列式发动机有左旋曲轴和右旋曲轴两种,根据气缸点火顺序决定,曲拐都相隔 120 度。单缸发动机有一个连杆轴颈在曲轴上,两缸发动机有两个连杆轴颈相隔 180°,三缸发动机有三个连杆轴颈相隔 120°,四缸发动机的连杆轴颈 1 和 4 在同一侧,2 和 3 在另一侧,分别相隔 180°。这些设计差异使得不同类型的发动机在动力输出和性能上表现出各自的特点。