曲柄连杆机构固定在柴油发电机机体之上，是发动机实现工作循环，完成能量转换的主要运动零件（热能转换为机械能）。其组成可分为活塞组、连杆组和曲轴飞轮组。

(1)活塞组

活塞组由活塞、活塞环和活塞销组成。

活塞销通常用低碳钢或低碳合金钢制造，作用是连接活塞与连杆的小头，以传递动力。

活塞环在自由状态时是一个比气缸内径大的开口环，装在活塞环槽里，在压紧状态下随同活塞一起装入气缸，依靠本身的弹力使其外圆面紧贴在气缸壁上，保证燃气不能通过环与气缸的接触面。其种类有气环和油环两种，前者的作用是密封活塞与气缸之间的间隙，防止燃油室中的高温、高压燃气窜入曲轴箱，同时将活塞顶部的大部分热量传递给气缸壁及冷却介质，而后者的作用是刮除气缸壁上多余的润滑油，防止润滑油窜入燃烧室，并使其油膜沿气缸壁均匀分布，以减少活塞环与气缸壁的磨损。

活塞组的作用是其顶部与气缸盖组成燃烧室，直接承受气缸中的燃气压力，并将此压力通过活塞销传给连杆，以推动曲轴旋转。目前常用的有锻铝合金或共品铝硅合金活塞，高增压柴油发电机中较多采用铸铁活塞。

（2）连杆组

连杆一般采用优质中碳钢模锻或滚压形成，并经调质处理。其作用是连接活塞与曲轴，将活塞承受的燃气压力传给曲轴，使活塞的直线往复运动变为曲轴的旋转运动。

连杆螺栓是用来连接平叨口连打大头和连杆盖的，而连杆螺钉是用作连接斜切口连杆大头和连杆盖的。

（3）曲轴飞轮纽

曲轴飞轮组山曲轴、飞轮和扭转减振器等组成。

其作用是将活塞连杆组传来的力转变成扭矩，从轴上输出机械功，驱动柴油发电机各机构及辅助系统，克服非做功冲程的阻力，同时贮存和释放能量，使柴油发电机运转平稳。

曲轴将气体压力转变为扭矩输出，以驱动与其相连的动力装置。要求是：耐疲劳、耐冲击，有足够的强度和刚度，一般由合金钢或中碳钢制造。

飞轮多采用灰铸铁制造，当轮边的圆周速度超过50m/s时，则选用强度较高的球墨铁或铸钢。其作用是存储作功冲程产生的能量，克服辅助冲程的阻力，保持曲轴旋转的均匀性，确保柴油发电机运转平稳。