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目前车用发动机曲轴材质主要有球墨铸铁和钢两类。由于球墨铸铁曲轴成本只有调质钢曲轴成本的1/3左右，且球墨铸铁的切削性能良好，可获得较理想的结构形状，并且和钢质曲轴一样可以进行各种热处理和表面强化处理来提高曲轴的抗疲劳强度、硬度和耐磨性。所以球墨铸铁曲轴在国内外得到了广泛应用。据统计资料显示，车用发动机曲轴采用球墨铸铁材质的比例在美国为90%，英国为85%，日本为60%，此外，德国、比利时等国家也已经大批量采用。国内采用球墨铸铁曲轴的趋势则更加明显，中小型功率柴油机曲轴85%以上采用球墨铸铁，而功率在160kW以上的发动机曲轴多采用锻钢曲轴。
1.3我国与国外曲轴加工技术的差距
在加工工艺方面，国外大量采用了CNC控制技术，形成半自动或全自动生产线，同时应用了许多先进的曲轴加工技术，简化了工艺过程，特稿和稳定了加工质量，同时缩短了单件的加工时间。
国内旧式曲轴生产线多由普通车床和专用机床组成，生产效率和自动化程度相对较低。粗加工设备一般采用多刀车床车削曲轴主轴颈及连杆轴颈，工序质量稳定性差，容易产生较大的加工应力，难以达到合理的加工余量。精加工多采用普通曲轴磨床粗磨-半精磨-精磨-抛光，通常靠手动操作，加工质量不稳定，尺寸一致性差，而且产品周转线长，场地占用面积大，生产效率完全是靠多台设备分解工序和余量来提高的。
1.4 我国在汽车用曲轴工业方面的进展情况
近年来，高端机型大都采用钢曲轴，但钢曲轴的价格高，各企业在以铁代钢技术方面进行了艰苦探索。滨州海得公司采用圆角滚压工艺和离子氮化技术进行复合强化的球墨铸铁曲轴，抗疲劳程度显著提高，强度接近钢曲轴，但价格只有钢曲轴的70%。据悉，已有数十万台发动机受益于这项技术。
使用了近半个多世纪的多刀车削工艺和手工磨削工艺，正在退出历史舞台。高速、高效的复合加工技术及装备迅速进入汽车及零部件制造业，高速高效复合加工技术在曲轴加工生产中已有相当程度的应用，一些主要曲轴企业还引进了大量的德国KW铸造生产线、德国BECHE锻造生产线、奥地利气体软氮化曲轴生产线等先进设备工艺。
2 发动机总体构造
2.1 发动机的主要设计指标
2.1.1 动力性指标
（1） 有效功率Pe
有效功率Pe(kW)的计算公式为
=0.785 （2-1）
式中， 为平均有效压力（MPa）； 为活塞平均速度（m/s）； 为单缸工作容积（L）； 为气缸数； 为转速（ ）； 为气缸直径（mm)； 为冲程数，四冲程 ，二冲程 。
（2） 转速
提高发动机的转速可以使功率提高，因而使单位功率的体积减小、重量减轻。但是转速的提高会导致以下问题：
1）惯性力增加，导致机械负荷增加，平衡、振动问题突出，噪声增加。
2）工作频率增加，导致活塞、汽缸盖、汽缸套、排气门等零件的热负荷增加。
3）摩擦损失增加，机械效率 下降，燃油消耗率 增加，磨损寿命变短（主要由 增加所导致），一般高速发动机采用短行程，以降低活塞平均速度。
4）进排气系统阻力增加，充气效率 下降。
柴油机由于其混合气形成速度和燃烧速度比较慢的原因，转速不会太高。转速在1000r/min以上为高速，600~1000r/min为中速，600r/min以下为低速。汽油机的转速范围很宽，小缸径汽油机可以达到10000r/min，一般轿车用汽油机转速可达到6000r/min左右。汽油机的最大缸径受到爆燃的限制，一般不超过100mm。同样原因，大缸径汽油机的转速也不高。