Koljenasto vratilo (radilica)

Koljenasto vratilo glavni je rotirajući dio motora, komponenta koja prikuplja zasebne potiske svakog klipa i objedinjuje ih u jedinstvenu, neprekinutu izlaznu vrtnju. To je posljednja mehanička karika prije nego što snaga napusti motor preko zamašnjaka ili nosača zamašnjaka, a odande preko spojke ili pretvarača okretnog momenta sve do kotača. U biti, to je dio koji niz malih eksplozija pretvara u glatku, upotrebljivu vrtnju.

To postiže svojim prepoznatljivim koljenastim oblikom. Glavni rukavci protežu se duž središnje osi vratila i okreću se u glavnim ležajevima pričvršćenima u bloku motora, čime određuju os vrtnje. Između njih nalaze se letećii rukavci, pomaknuti od te osi za stalni razmak; upravo se na te ekscentrične rukavce vežu donje glave klipnjača. Kada se klip potisne niz cilindar, njegova klipnjača pritišće leteći rukavac i, jer je rukavac pomaknut, na vratilo djeluje zakretnim momentom, slično kao što noga na pedali bicikla okreće lančanik. Razmak pomaka jest koljeno radilice, a dvostruka njegova vrijednost jednaka je hodu klipa, jednoj od dviju dimenzija koje, zajedno s promjerom cilindra, određuju radni obujam motora.

Upravljanje redoslijedom i razmakom tih impulsa ključno je za uglađenost rada. Rukavci su raspoređeni pod pažljivo odabranim kutovima tako da cilindri pale u nizu koji ravnomjerno raspoređuje radne taktove i uravnotežuje sile. Nasuprot rukavcima kovani su ili lijevani teški protuutezi koji poništavaju inerciju rotirajućih krajeva klipnjača i prigušuju vibracije svojstvene klipnim strojevima; bez njih bi se motor snažno tresao. Harmonijski uravnoteživač ili prigušivač na prednjoj remenici dodatno ukroćuje torzijske vibracije koje bi inače zamarale vratilo.

Koljenasta se vratila u zahtjevnim ili snažnim motorima obično kuju od čelika zbog čvrstoće, a tamo gdje to dopuštaju cijena i manja opterećenja lijevaju od nodularnog lijeva. Njihovi su rukavci precizno brušeni i površinski očvrsnuti, a oslanjaju se na tanke klizne ležaje koje uljem pod tlakom napajaju provrti unutar vratila. Isti prednji kraj koljenastog vratila obično pokreće zupčasti remen ili lanac koji bregaste osovine i ventile drži usklađenima s položajem klipa.

U radu je koljenasto vratilo iznimno trajno, no posve ovisi o čistom ulju pod tlakom; gubitak tlaka ulja brzo upropasti glavne i leteće ležaje te može izbrazdati ili zaribati rukavce. Pretjeran uzdužni hod, istrošeni aksijalni ležaj ili zamorna pukotina ozbiljni su kvarovi, a tradicionalno se istrošenost rješava brušenjem rukavaca na manju mjeru uz odgovarajuće ležajne ljuske.