Kolenasto vratilo

Kolenasto vratilo je glavni obrtni element motora, deo koji sakuplja pojedinačne potiske svakog klipa i objedinjuje ih u jedno neprekidno obrtno kretanje na izlazu. Predstavlja poslednju mehaničku kariku pre nego što snaga napusti motor preko zamajca ili gipke ploče, a odatle preko kvačila ili pretvarača obrtnog momenta do točkova. U suštini, to je deo koji niz malih eksplozija pretvara u glatko, upotrebljivo obrtno kretanje.

To postiže svojim karakterističnim koleničastim oblikom. Glavni rukavci leže na osi vratila i obrću se u glavnim ležajevima ugrađenim u blok motora, određujući osu obrtanja. Između njih nalaze se letećni rukavci, pomereni od te ose za stalnu meru; upravo se na te ekscentrične rukavce vezuju velike glave klipnjača. Kada klip biva potisnut nadole duž cilindra, njegova klipnjača pritiska rukavac i, pošto je rukavac pomeren, na vratilo deluje obrtnim momentom, slično kao što stopalo na pedali bicikla okreće lančanik. Veličina tog pomeraja je polupoluga kolena, a dvostruka njena vrednost jednaka je hodu klipa, jednoj od dve dimenzije koje, zajedno sa prečnikom cilindra, određuju radnu zapreminu motora.

Upravljanje redosledom i razmakom ovih impulsa ključno je za mirnoću rada. Letećni rukavci raspoređeni su pod pažljivo odabranim uglovima, kako bi se cilindri palili redosledom koji ravnomerno raspoređuje radne taktove i uravnotežuje sile. Naspram rukavaca kuju se ili livaju teški protivtegovi koji poništavaju inerciju obrtnih krajeva klipnjača i prigušuju vibracije svojstvene klipnim mašinama; bez njih bi motor jako podrhtavao. Harmonijski prigušivač na prednjoj remenici dodatno smiruje torzione vibracije koje bi inače zamarale vratilo.

Kolenasta vratila se obično kuju od čelika radi čvrstine u zahtevnim motorima visoke snage, ili livaju od nodularnog liva tamo gde to dopuštaju cena i manja naprezanja. Rukavci im se precizno bruse i površinski kale, a oslanjaju se na tanke klizne ležajeve koji se podmazuju uljem pod pritiskom kroz kanale izbušene u samom vratilu. Isti prednji kraj vratila obično pokreće zupčasti kaiš ili lanac koji bregaste osovine i ventile drži usklađene sa položajem klipa.

U eksploataciji je kolenasto vratilo izuzetno trajno, ali u potpunosti zavisi od čistog ulja pod pritiskom; pad pritiska ulja brzo upropasti glavne i letećne ležajeve i može izgrebati ili zaglaviti rukavce. Preveliki aksijalni zazor, istrošen aksijalni ležaj ili zamorna prslina ozbiljni su kvarovi, a brušenje rukavaca na manju meru uz odgovarajuće ležajne ljuske tradicionalno je rešenje kada nastupi habanje.