Der Kurbelwinkel bezieht sich auf die Position der Kurbelwelle eines Motors in Bezug auf den Kolben, während dieser sich innerhalb der Zylinderwand bewegt. Gemessen in Grad beträgt der Kurbelwinkel für einen Kolben, der sich am oberen Totpunkt (TDC) seines Kompressionshubs befindet, null Kurbelwellenwinkelgrad (CAD). Dieser Winkel ist entscheidend für die Bestimmung des Zündzeitpunkts, der Ventilöffnungs- und -schließsequenz und der Kraftstoffzufuhr bei Kraftstoffeinspritzanwendungen. Obwohl er für den durchschnittlichen Autobesitzer oder Mechaniker nicht entscheidend ist, ist der Winkel der Kurbelwelle in den mathematischen Gleichungen und Formeln entscheidend, die zur Bestimmung der Kolbengeschwindigkeit, der maximalen Kolbengeschwindigkeit und anderer Kolben- und Pleuelstangendaten in Rennmotoren verwendet werden.
Viele Mechaniker verstehen die Beziehung des Kolbens zu seiner OT-Position innerhalb der Zylinderwand in Bezug auf den Zündzeitpunkt. Das Einstellen des Zündzeitpunkts, um die Zündkerze einige Grad vor oder nach dem OT zu zünden, kann ein unschätzbares Werkzeug sein, um die maximale Leistung eines Verbrennungsmotors zu erzielen. Den meisten Amateurmechanikern ist jedoch nicht klar, welche Beziehung der Kurbelwinkel auf die Leistung eines Motors bei einer bestimmten Drehzahl hat und wie diese Informationen zur Einstellung der Motorleistung verwendet werden können.
Einer der kritischsten Faktoren in jedem Verbrennungsmotor ist die Kolbengeschwindigkeit. Dies bestimmt die Fähigkeit – und auch die Zeit –, die ein Motor benötigt, um ein frisches Gemisch aus Kraftstoff und Luft anzuziehen, die Abgase aus einem Zylinder zu entfernen und das Kraftstoff-Luft-Gemisch für die Verbrennung zu komprimieren. Mit diesem Wissen können die richtigen Ventilöffnungs- und -schließgeschwindigkeiten sowie die Nockennockenkonstruktion berücksichtigt werden, um diese kritische Zeit optimal zu nutzen. Diese Informationen zum Kurbelwinkel sind bei den neuesten Stroker-Motoren besonders wichtig.
Die aufgrund der geänderten Kolbenhubmaße so genannten Strokermotoren sind auf den optimalen Kurbelwinkel ausgelegt. Sie nutzen eine verbesserte Kolbengeschwindigkeit zum Entleeren und Füllen der Brennräume. Die verbesserte Kurbelwinkeldynamik wirkt wie ein primitiver Kompressor, der den schnellsten Teil des Kolbenhubs nutzt, um die Zylinder mit Kraftstoff und Luft zu füllen. Umgekehrt hilft der Winkel bei der Bestimmung der richtigen Zeit zum Öffnen der Auslassventile, um den Arbeitstakt optimal zu nutzen, während die verbrauchten Abgase aus dem Zylinder entfernt werden können. Das Verständnis des Kurbelwinkels ermöglicht es einem kundenspezifischen Motorenbauer, einen Motor unter Verwendung der optimalen Pleuelstangenlänge und Kolbenbolzenhöhe auf einer Kurbelwelle mit den richtigen Hubabmessungen zu konstruieren, um ein Höchstmaß an Leistung und Drehmoment zu erzielen.