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Der Kreuzkopf ist ein Koppelglied an großen Kolbenmaschinen zwischen der Kolbenstange und dem Pleuel.

Der Zweck eines Kreuzkopfs ist es, die quer zur Hubrichtung wirkenden Komponenten der Massenkräfte und Gaskräfte aufzunehmen. So vermeidet der Kreuzkopf die bei Tauchkolbenmotoren übliche hohe Reibung zwischen Kolbenhemd und Laufbuchse. Unverzichtbar ist der Kreuzkopf, wenn eine Kolbenkraftmaschine mit hohem Hub zu Zylinderbohrung Verhältnis realisiert werden soll, wie moderne gleichstromgespülte Zweitaktgroßdieselmotoren. Ohne Kreuzkopf wären sehr lange Hübe nur mit sehr langen Pleuelstangen zu verwirklichen, da sonst diese mit der Laufbuchse kollidieren. Der Kreuzkopf ist ein sehr komplexes Maschinenelement und damit sehr teuer und ist daher nur in sehr großen Kolbenmaschinen zu finden. Bei kleineren Kolbenmaschinen überträgt der Kolben selbst die reibungserzeugenden Querkräfte an die Laufbuchse.

Der Kreuzkopf ist ein Gelenk, ähnlich dem menschlichen Ellenbogen samt Ellbogenschützer. So wie der Ellbogenschützer den Stoff des Ärmels vor dem Verschleißen schützt, so schützt der Gleitschuh des Kreuzkopfes die Kolbenmaschine vor Verschleiß und Reibungswärme und übernimmt die Führung des Bauteils.

Ein Kreuzkopf kann oft in Form eines Gleitschuhs an Dampfmaschinen besichtigt werden.

Im Süden der Stadt Braunschweig steht als Anschauungsobjekt ein Ensemble aus Kolben, Kreuzkopf, Pleuel und einem Kurbelwellenteil: am Werkseingang des Braunschweiger Hüttenwerks BHW im Stadtteil Melverode. Es stellt sozusagen die Innereien eines gedachten Einzylinder-Schiffsdiesels dar, deren fünf, sieben oder neun aneinandergereiht einen normalen Schiffsmotor bilden.

Dieses Beispiel ist die Anwendung eines Kreuzkopfes für einen Zweitakter-Schiffsdieselmotor: dies sind die effizientesten Wärmekraftmaschinen überhaupt. Sie schaffen einen effektiven Wirkungsgrad von über 50%, d.h. sind in der Lage, aus der in den Kraftstoffen gebundenen chemischen Energie über 50% herauszuholen und mechanisch zu Antriebszwecken nutzbar zu machen.

Zum Vergleich: die effizientesten PKW-Antriebe sind die Turbodiesel-Direkteinspritzer. Der Motor des VW Passat und des Audi TDI mit 110 PS war 1996 der erste PKW-Serienmotor, der einen Wirkungsgrad von 40% überschritt. Ein normaler Benziner-Antrieb kommt dagegen selten über 30% hinaus. In diesem Zusammenhang ist die Aussage keine Übertreibung, dass alle gängigen Kfz-Antriebe technisch schwache Spielzeuge seien im Vergleich zur Effizienz von Großdieselmotoren.

Der Kreuzkopf eines Schiffs- oder Großdiesels hat an der Effizienz maßgeblichen Anteil: er kann ohne irgendeine Wärmelast optimal gegen die Querkräfte geschmiert werden, der dadurch sehr "dünne" Kolben kann daher wie eine Scheibe mit engeren Toleranzen berechnet und eingebaut werden, womit er dichter ist gegen Leckgase. Die Reibung im Motor wird verringert, der Motor kann somit in der Summe weit effizienter arbeiten.

Die Zukunftsperspektiven des Kreuzkopfes sind durchaus gegeben, da sich mit Hilfe dieses einfachen Maschinenelementes effizientere Fahrzeugantriebe verwirklichen lassen und sich damit Kraftstoff sparen lässt.

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