Les vilebrequins convertissent le mouvement linéaire alternatif des pistons en mouvement rotatif, entraînant ainsi la chaîne de traction du véhicule. Situés à l’intérieur du bloc-moteur, ils sont connectés aux bielles et au volant moteur/convertisseur de couple. Une construction en acier forgé ou en fonte assure une résistance à la traction élevée et une durabilité face aux forces de combustion. Des contrepoids équilibrent les masses rotatives et alternatives, minimisant les vibrations. Des passages d’huile sont intégrés pour lubrifier les surfaces critiques des paliers. L'usinage de précision des tourillons de palier et un équilibrage précis sont essentiels pour la performance et la longévité du moteur.