La partie la plus importante du moteur. Il supporte la force provenant de la bielle et le transforme en couple via la sortie de vilebrequin et entraîne d'autres accessoires du moteur à fonctionner. Le vilebrequin est soumis à la combinaison de la force centrifuge de la masse rotationnelle, de la variation périodique des forces d'inertie des gaz et de la force d'inertie alternative, ce qui confère au vilebrequin le rôle de charge de torsion en flexion.
Par conséquent, le vilebrequin doit avoir une résistance et une rigidité suffisantes, la surface du col de l'arbre doit avoir une résistance à l'usure, un travail uniforme et un bon équilibre. Afin de réduire la qualité du vilebrequin et la force centrifuge générée pendant le mouvement, le col du vilebrequin est souvent creux. Des trous d'huile sont ouverts sur la surface de chaque essieu pour introduire ou obtenir de l'huile pour lubrifier la surface du col de l'arbre.
Afin de réduire la concentration de contrainte, la connexion entre le col de la broche, le maneton et le bras de manivelle est reliée par l’arc de transition. Le rôle de la masse d'équilibrage de vilebrequin (également appelée contrepoids) consiste à équilibrer la force centrifuge de rotation et son couple, et parfois à équilibrer les forces d'inertie alternatives et leur couple. Lorsque ces forces et le couple eux-mêmes sont équilibrés, le contrepoids peut également être utilisé pour réduire la charge exercée sur le roulement principal. Le nombre, la taille et l'emplacement du contrepoids doivent être considérés en fonction du nombre de cylindres du moteur, de la forme de la disposition du cylindre et de la forme du vilebrequin. Le poids d'équilibre correspond généralement à la coulée ou à la forgeage du vilebrequin en un, le poids d'équilibre du moteur diesel de haute puissance et la fabrication séparée du vilebrequin, puis boulonnés ensemble.
